Бул макалада, NCM111+LMO оң электрод менен 40Ач капчыктуу батареянын ашыкча заряддоо көрсөткүчтөрү эксперименттер жана симуляциялар аркылуу изилденген.Ашыкча заряд агымдары тиешелүүлүгүнө жараша 0,33С, 0,5С жана 1С.Батареянын көлөмү 240 мм * 150 мм * 14 мм.(3.65V номиналдык чыңалуу боюнча эсептелген, анын көлөмү өзгөчө энергия болжол менен 290Wh / L, бул дагы эле салыштырмалуу төмөн)
Ашыкча заряддоо процессиндеги чыңалуу, температура жана ички каршылык 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Аны болжол менен төрт этапка бөлүүгө болот:
Биринчи этап: 1
Экинчи этап: 1.2
Үчүнчү этап: 1.4
Төртүнчү этап: SOC>1,6, батареянын ички басымы чектен ашып, корпусу жарылып, диафрагма кичирейип, деформацияланып, батареянын термикалык качышы.Батареянын ичинде кыска туташуу пайда болуп, чоң көлөмдөгү энергия тез бөлүнүп чыгат жана батареянын температурасы кескин түрдө 780°Сге чейин көтөрүлөт.
Ашыкча заряддоо процессинде пайда болгон жылуулукка төмөнкүлөр кирет: реверсивдүү энтропия жылуулук, Джоуль жылуулук, химиялык реакция жылуулук жана ички кыска туташуудан бөлүнүп чыккан жылуулук.Химиялык реакциянын жылуулугуна Mn эригенде бөлүнүп чыккан жылуулук, металл литийинин электролит менен реакциясы, электролиттин кычкылданышы, СЭИ пленкасынын ажырашы, терс электроддун жана оң электроддун ажыроосу кирет. (NCM111 жана LMO).1-таблицада ар бир реакциянын энтальпиянын өзгөрүшү жана активдешүү энергиясы көрсөтүлгөн.(Бул макалада байланыштыргычтардын терс реакциялары эске алынбайт)
3-сүрөттө ар кандай кубаттоо агымдары менен ашыкча кубаттоо учурунда жылуулуктун пайда болуу ылдамдыгын салыштыруу.Сүрөт 3 боюнча төмөнкү тыянактарды чыгарууга болот:
1) Заряддоо агымы көбөйгөн сайын, жылуулук качуу убактысы илгерилейт.
2) Ашыкча кубаттоодо жылуулук өндүрүшү Джоуль жылуулук менен басымдуулук кылат.SOC<1,2, жалпы жылуулук өндүрүү негизинен Joule жылуулукка барабар.
3) Экинчи этапта (1
4) SOC>1,45, металл литий жана электролит реакциясынан бөлүнүп чыккан жылуулук Джоуль жылуулуктан ашат.
5) SOC> 1.6 болгондо, SEI пленкасы менен терс электроддун ортосундагы ажыроо реакциясы башталганда, электролиттин кычкылдануу реакциясынын жылуулук өндүрүшүнүн ылдамдыгы кескин жогорулап, жалпы жылуулук өндүрүшүнүн ылдамдыгы эң жогорку чекке жетет.(Адабияттагы 4 жана 5-сүрөттөр сүрөттөргө бир аз дал келбегендиктен, бул жердеги сүрөттөр басымдуулук кылат жана туураланган.)
6) Ашыкча заряддоо процессинде металл литийинин электролит менен реакциясы жана электролиттин кычкылданышы негизги реакциялар болуп саналат.
Жогорудагы талдоо аркылуу электролиттин кычкылдануу потенциалы, терс электроддун кубаттуулугу жана термикалык качуунун башталышы температурасы ашыкча заряддоонун үч негизги параметри болуп саналат.4-сүрөттө үч негизги параметрдин ашыкча заряддын иштешине тийгизген таасири көрсөтүлгөн.Электролиттин кычкылдануу потенциалынын жогорулашы батареянын ашыкча заряддоо ишин бир топ жакшырта аларын көрүүгө болот, ал эми терс электроддун кубаттуулугу ашыкча зарядга аз таасир этет.(Башкача айтканда, жогорку чыңалуудагы электролит батарейканын ашыкча заряддоо ишин жакшыртууга жардам берет, ал эми N / P катышын жогорулатуу батареянын ашыкча заряддоого анча таасир этпейт.)
Шилтемелер
Д.Рен жана башкалар.Power Sources журналы 364(2017) 328-340
Посттун убактысы: 2022-жылдын 15-декабрына чейин