Ogni tipo di batteria al litio ha un valore di corrente di carica ottimale in diversi parametri di stato e ambientali. Pertanto, dal punto di vista della struttura della batteria, quali sono i fattori che influenzano questo valore di carica ottimale.
Micro processo di ricarica
Le batterie al litio sono note come batterie "a sedia a dondolo", in cui gli ioni caricati si muovono tra gli elettrodi positivi e negativi, completando il trasferimento di carica e fornendo energia ai circuiti esterni o caricandosi da fonti esterne. Durante il processo di carica dettagliato, viene applicata una tensione esterna ai poli nord e sud della batteria e gli ioni di litio si staccano dai dati dell'elettrodo positivo ed entrano nell'elettrolita. Insieme, gli elettroni in eccesso vengono generati per passare attraverso il collettore di corrente dell'elettrodo positivo e spostarsi verso l'elettrodo negativo attraverso un circuito esterno; Gli ioni di litio si spostano dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo nell'elettrolita, passando attraverso le barriere e raggiungendo l'elettrodo negativo; Incorporare il film SEI sulla superficie dell'elettrodo negativo nella struttura a strati della grafite dell'elettrodo negativo e combinarlo con gli elettroni.
La struttura della batteria che influisce sul trasferimento di carica durante il funzionamento di ioni ed elettroni, sia elettrochimici che fisici, avrà un impatto sulla funzione di ricarica rapida.
Ricarica rapida, requisiti per varie parti della batteria
Per quanto riguarda le batterie, se vogliamo migliorare la loro efficienza energetica, dobbiamo lavorare sodo in tutti gli aspetti della batteria, inclusi l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, l'elettrolita, le barriere e la progettazione strutturale.
elettrodo positivo
Infatti, quasi tutti i tipi di materiali per elettrodi positivi possono essere utilizzati per realizzare batterie a ricarica rapida. Le funzioni primarie che devono essere garantite includono la conduttività (riduzione della resistenza interna), la dispersione (garantire la dinamica di reazione), la durata della vita (senza spiegazione), la sicurezza (senza spiegazione) e le funzioni di elaborazione appropriate (non troppo grandi della superficie, riducendo le reazioni secondarie e servendo la sicurezza).
Naturalmente, potrebbero esserci differenze nei problemi che devono essere affrontati per ogni tipo di informazione dettagliata, ma i nostri dati comuni sull'elettrodo positivo possono essere soddisfatti con questi requisiti attraverso una serie di ottimizzazioni, ma anche materiali diversi presentano differenze:
R. Il fosfato di ferro e litio può essere maggiormente focalizzato sull'affrontare i problemi relativi alla conduttività e alle basse temperature. Il rivestimento di carbonio, la nanomaterializzazione moderata (nota, è moderata, sicuramente non la semplice logica delle particelle più fini è migliore) e il trattamento della superficie delle particelle per formare conduttori ionici sono le strategie più tipiche.
B. La conducibilità dei dati ternari in sé è ora relativamente buona, ma la sua attività di risposta è troppo elevata, quindi è raro che i dati ternari subiscano operazioni di nanomaterializzazione (la nanomaterializzazione non è una panacea per l'avanzamento delle funzioni dei dati, specialmente nel campo delle batterie, a volte ci sono molti effetti negativi). Viene posta maggiore enfasi sulla sicurezza e sulla soppressione (e sull'elettrolito) degli effetti collaterali, dopo tutto, la sicurezza è ora un'importante ancora di salvezza dei dati ternari, anche il recente frequente verificarsi di incidenti sulla sicurezza della batteria ha proposto requisiti più elevati a questo proposito.
C. L'ossido di litio e manganese è più importante in termini di durata della vita e ora sul mercato ci sono anche molte batterie a ricarica rapida della serie di ossido di litio e manganese.
polo negativo
Quando si carica una batteria agli ioni di litio, il litio si sposta verso l'elettrodo negativo. L'alto potenziale causato dall'elevata corrente di ricarica rapida porterà a un potenziale di elettrodo negativo negativo più negativo. In questo momento, la pressione dell'elettrodo negativo per accettare rapidamente il litio aumenterà e aumenterà la tendenza a generare dendriti di litio. Pertanto, durante la carica rapida, l'elettrodo negativo non solo deve soddisfare i requisiti dinamici della dispersione del litio, ma deve anche affrontare i problemi di sicurezza causati dalla maggiore tendenza a generare dendriti di litio. Pertanto, la principale difficoltà tecnica dei nuclei di ricarica rapida è l'incorporamento di ioni di litio nell'elettrodo negativo.
R. Il materiale dell'elettrodo negativo dominante nel mercato attuale è ancora la grafite (che rappresenta circa il 90 percento della quota di mercato), senza altri motivi sottostanti: basso costo, eccellente funzione di elaborazione e densità energetica della grafite e relativamente pochi difetti. Naturalmente, ci sono anche problemi con l'anodo di grafite. Il suo aspetto è più sensibile all'elettrolita e la reazione di inclusione del litio ha una forte direzionalità. Pertanto, la prima direzione da provare è quella di trattare la superficie della grafite, migliorarne la stabilità strutturale e favorire la dispersione degli ioni di litio sulla base.
B. Negli ultimi anni, ci sono stati molti sviluppi nei materiali in carbonio duro e carbonio morbido: i materiali in carbonio duro hanno un elevato potenziale di intercalazione del litio e nei dati sono presenti micropori, che li rendono eccezionali nella dinamica di risposta; I materiali in carbonio morbido hanno una buona compatibilità con gli elettroliti e anche i materiali MCMB sono molto rappresentativi. Tuttavia, i materiali in carbonio duro e morbido hanno una bassa potenza e un costo elevato (e da un punto di vista industriale potrebbe non essere economico come la grafite), quindi l'uso corrente è molto inferiore alla grafite e più utilizzato in alcune batterie speciali.
C. Che ne dici del titanato di litio? In poche parole, la forza del titanato di litio è l'elevata densità di potenza, la sicurezza, i difetti significativi, la bassa densità di energia e l'alto costo in termini di Wh. Pertanto, il concetto di batterie al litio titanato è un'abilità utile che presenta vantaggi in situazioni specifiche, ma non è adatta a molti campi che richiedono costi e autonomia elevati.
D. I materiali per elettrodi negativi in silicio sono un'importante direzione di sviluppo e la nuova batteria 18650 di Panasonic ha ora avviato il processo commerciale di tali materiali. Tuttavia, raggiungere un equilibrio tra la ricerca della funzionalità nella nanotecnologia e i requisiti generali a livello di micron dell'industria delle batterie per i dati è ancora un compito impegnativo per Ruan.