Saskaņā ar statistiku, pieprasījums pēc litija jonu akumulatoriem pasaulē ir sasniedzis 1,3 miljardus, un, nepārtraukti paplašinoties pielietojuma jomām, šis skaitlis katru gadu pieaug.Šī iemesla dēļ, strauji pieaugot litija jonu akumulatoru izmantošanai dažādās nozarēs, akumulatora drošības rādītāji kļūst arvien labāki, un tam ir nepieciešama ne tikai izcila litija jonu akumulatoru uzlādes un izlādes veiktspēja, bet arī augstāks līmenis. drošības sniegumu.Ka litija baterijas galu galā kāpēc ugunsgrēks un pat sprādziens, kādus pasākumus var izvairīties un novērst?
Vispirms sapratīsim litija bateriju materiāla sastāvu.Litija jonu akumulatoru veiktspēja galvenokārt ir atkarīga no izmantoto akumulatoru iekšējo materiālu struktūras un veiktspējas.Šie iekšējie akumulatora materiāli ietver negatīvo elektrodu materiālu, elektrolītu, diafragmu un pozitīvo elektrodu materiālu.Starp tiem pozitīvo un negatīvo materiālu izvēle un kvalitāte tieši nosaka litija jonu akumulatoru veiktspēju un cenu.Tāpēc litija jonu akumulatoru nozares attīstības uzmanības centrā ir lētu un augstas veiktspējas pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālu izpēte.
Negatīvā elektroda materiāls parasti tiek izvēlēts kā oglekļa materiāls, un pašlaik tā izstrāde ir samērā nobriedusi.Katoda materiālu izstrāde ir kļuvusi par svarīgu faktoru, kas ierobežo turpmāku litija jonu akumulatoru veiktspējas uzlabošanu un cenu samazināšanu.Pašreizējā litija jonu akumulatoru komerciālajā ražošanā katoda materiāla izmaksas veido aptuveni 40% no kopējām akumulatora izmaksām, un katoda materiāla cenas samazinājums tieši nosaka litija jonu akumulatoru cenas samazinājumu.Tas jo īpaši attiecas uz litija jonu jaudas akumulatoriem.Piemēram, nelielam mobilā tālruņa litija jonu akumulatoram ir nepieciešami tikai aptuveni 5 grami katoda materiāla, savukārt litija jonu akumulatoram, kas paredzēts autobusa vadīšanai, var būt nepieciešami līdz 500 kg katoda materiāla.
Lai gan teorētiski ir daudz materiālu veidu, ko var izmantot kā litija jonu akumulatoru pozitīvo elektrodu, kopējā pozitīvā elektroda materiāla galvenā sastāvdaļa ir LiCoO2.Uzlādējot, elektriskais potenciāls, kas pievienots diviem akumulatora poliem, liek pozitīvā elektroda savienojumam atbrīvot litija jonus, kas ir iestrādāti negatīvā elektroda ogleklī ar lamelāru struktūru.Izlādējoties, litija joni izgulsnējas no oglekļa lamelārās struktūras un rekombinējas ar savienojumu pie pozitīvā elektroda.Litija jonu kustība rada elektrisko strāvu.Tas ir litija bateriju darbības princips.
Lai gan princips ir vienkāršs, reālajā rūpnieciskajā ražošanā ir jāņem vērā daudz praktiskāki jautājumi: pozitīvā elektroda materiālam ir vajadzīgas piedevas, lai uzturētu vairākkārtējas uzlādes un izlādes aktivitāti, un negatīvā elektroda materiāls ir jāprojektē molekulārās struktūras līmenis, lai uzņemtu vairāk litija jonu;elektrolītam, kas iepildīts starp pozitīvo un negatīvo elektrodu, papildus stabilitātes uzturēšanai ir jābūt ar labu elektrovadītspēju un jāsamazina akumulatora iekšējā pretestība.
Lai gan litija jonu akumulatoram ir visas iepriekš minētās priekšrocības, bet tā prasības aizsardzības ķēdei ir salīdzinoši augstas, procesa izmantošanā jābūt stingri, lai izvairītos no pārmērīgas uzlādes, pārmērīgas izlādes parādības, izlādes strāvai nevajadzētu būt pārāk lielam, kopumā izlādes ātrumam nevajadzētu būt lielākam par 0,2 C. Litija akumulatoru uzlādes process ir parādīts attēlā.Uzlādes ciklā litija jonu akumulatoriem ir jānosaka akumulatora spriegums un temperatūra pirms uzlādes sākšanas, lai noteiktu, vai to var uzlādēt.Ja akumulatora spriegums vai temperatūra ir ārpus ražotāja atļautā diapazona, uzlāde ir aizliegta.Pieļaujamais uzlādes sprieguma diapazons ir: 2,5–4,2 V vienam akumulatoram.
Gadījumā, ja akumulators ir dziļi izlādējies, lādētājam ir jāveic iepriekšējas uzlādes process, lai akumulators atbilstu ātras uzlādes nosacījumiem;tad saskaņā ar akumulatora ražotāja ieteikto ātrās uzlādes ātrumu, parasti 1C, lādētājs uzlādē akumulatoru ar pastāvīgu strāvu un akumulatora spriegums pieaug lēni;tiklīdz akumulatora spriegums sasniedz iestatīto izslēgšanas spriegumu (parasti 4,1 V vai 4,2 V), tiek pārtraukta pastāvīgas strāvas uzlāde un uzlādes strāva. Kad akumulatora spriegums sasniedz iestatīto izslēgšanas spriegumu (parasti 4,1 V vai 4,2 V), tiek veikta pastāvīga strāvas uzlāde. beidzas, uzlādes strāva strauji samazinās un lādēšana nonāk pilnā uzlādes procesā;pilnas uzlādes procesa laikā uzlādes strāva pakāpeniski samazinās, līdz uzlādes ātrums nokrītas zem C/10 vai tiek pārsniegts pilnais uzlādes laiks, pēc tam tā pārvēršas augšējā lādēšanā;augšējās atslēgšanās uzlādes laikā lādētājs papildina akumulatoru ar ļoti mazu uzlādes strāvu.Pēc augšējās uzlādes perioda uzlāde tiek izslēgta.
Izlikšanas laiks: 15. novembris 2022