Negatif lityum birikimi, belirli koşullar altında lityum pillerde meydana gelebilecek ve pilin performansı ve güvenliği için ciddi bir tehdit oluşturabilen anormal bir fenomendir. Peki, sıradan kullanıcılar olarak, kullandığımız lityum pilin negatif lityum birikimi yaşayıp yaşamadığını nasıl belirleyebiliriz?
1 Negatif elektrotlar üzerindeki lityum birikiminin temel kavramını anlayın
Negatif elektrot lityum birikimi, adından da anlaşılacağı gibi, lityum iyonlarının bir lityum pilin şarjı sırasında negatif elektrot malzemesine başarılı bir şekilde gömülmediği, bunun yerine negatif elektrot yüzeyinde metalik lityum formunda çökeltme işlemini ifade eder. Bu fenomen genellikle düşük sıcaklık, hızlı şarj ve aşırı şarj gibi belirli koşullar altında meydana gelir. Çökeltilmiş metalik lityum genellikle lityum dendritler olarak bilinen dendritik kristaller şeklinde bulunur. Lityum dendritlerin büyümesi sadece genel performansı azaltmak ve pilin döngü ömrünü kısaltmakla kalmaz, aynı zamanda ayırıcıyı da delerek iç kısa devrelere ve hatta yangın veya patlamalar gibi ciddi sonuçlara neden olabilir.
Negatif elektrotlarda 2 yaygın lityum birikimi belirtisi
Lityum pillerin iç yapısı ve kimyasal reaksiyonları karmaşık olmasına rağmen, negatif elektrot lityum biriktirme fenomeninin bazı dış işaretlerden meydana gelip gelmediğini belirleyebiliriz:
Pil kapasitesi bozulması:
Negatif elektrot lityum birikimi, pil içindeki hareketli lityum iyonlarını tüketerek pil kapasitesinde kademeli bir azalmaya neden olacaktır. Pilin kullanım süresinin önemli ölçüde kısaltıldığını veya şarjdan sonra pilin hızlı bir şekilde tükendiğini fark ederseniz, bu negatif elektrottaki lityum birikiminin bir sinyali olabilir.
Anormal Şarj:
Şarj işlemi sırasında, pil ısınırsa, genişler veya anormal olarak uzun süreli şarj süresini deneyimlerse, negatif elektrottan lityum birikiminin bir işareti de olabilir. Özellikle düşük sıcaklık ortamlarında veya yüksek oranlı şarj kullanılırken, bu fenomenler daha belirgindir.
Kararsız pil performansı:
Negatif lityum birikimi, pillerin performans stabilitesini etkileyebilir. Pil kullanımı sırasında önemli voltaj dalgalanmaları veya anormal deşarj eğrileri fark ederseniz, bunun negatif elektrottan lityum birikmesinden kaynaklanabilir.
3 negatif elektrotlarda lityum birikimi için yıkıcı olmayan test yöntemi
Sıradan kullanıcılar için, negatif elektrot yüzeyinde lityum metal yağış olup olmadığını gözlemlemek için pili doğrudan sökmek açıkça gerçekçi değildir. Neyse ki, araştırmacılar negatif elektrotlarda lityum birikimini tespit etmek için, pilin iç durumunu sökmeden değerlendirebilen çeşitli tahribatsız yöntemler geliştirdiler. İşte bazı yaygın tahribatsız test yöntemleri:
1. Şarj sırasında anormal ısıtma
Kendi Kendinden İnceleme Yöntemi: Cihazı oda sıcaklığında 30 dakika boyunca orijinal şarj cihazıyla şarj edin (20-25 derecesi) ve cihaz gövdesine elinizle dokunun.
Tehlike İşaretleri: Yerel sıcaklık 50 dereceyi aşan (belirgin şekilde sıcak hissetmek, 3 saniye boyunca sürekli dokunamıyor); Sıcaklık azalmaz, ancak şarjın sonraki aşamasında artar (normal piller% 90 yükten sonra yavaş yavaş soğumalıdır).
Prensip: Lityum evrimi yan reaksiyonları yoğunlaştırarak iç dirençte bir artışa ve elektrik enerjisinin termal enerjiye daha fazla dönüştürülmesine yol açacaktır.
2. Dalış tarzı pil ömrünün bozulması
Kendi kendine muayene yöntemi: Cihazın kullanım süresini tam şarjdan% 20 güce kaydedin ve 3 kez sürekli olarak gözlemleyin.
Uyarı İşaretleri: Pil ömrü% 30'dan fazla azaldı (orijinal video oynatma süresi 6 saat ise, şimdi 4 saatten az); Pil düşük olduğunda voltaj keskin bir şekilde düşer (örneğin, bir cep telefonunun pil seviyesi anında% 15'ten% 1'e düştüğünde).
4 Profesyonel Test Yöntemi (Hassas Teşhis)
1. Elektrokimyasal test yöntemi
Negatif elektrot potansiyeli ölçümü
Negatif elektrot potansiyelini üç elektrot sistemi üzerinden ölçerek, 0 V'nin (Li\/Li ⁺) altındaysa, lityum birikiminin oluşumunu gösterir. Bu yöntem kesindir, ancak laboratuvar testi gerektirir.
Voltaj gevşeme yöntemi
Şarj ettikten sonra birkaç saat bekletin ve zaman içinde voltaj varyasyon eğrisini çizin. Lityum çökeltme, lityum dendritler ve elektrolit arasındaki reaksiyon lityum iyonlarını tükettiğinden, eğride bir "dönüm noktasına" neden olabilir.
Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS)
Lityum birikimi, pillerin empedans özelliklerini değiştirebilir. Şarj transfer empedansı azalır (lityum biriktirme dallarının eklenmesi nedeniyle), ancak Ohmik empedans SEI filminin kalınlaşması nedeniyle artabilir.
2. Fiziksel karakterizasyon yöntemi
Sökmek ve gözlemlemek
Gri beyaz metalik lityum birikintileri negatif elektrot yüzeyinde görülür veya ayırıcı renk değiştirir ve yerel olarak kalınlaşır.
Ultrasonik\/röntgen testi
Tahribatsız görüntüleme teknolojisi yoluyla pilin içindeki lityum dendritlerin büyümesini gözlemleyin.
3. Uzun süreli izleme yöntemi
Coulomb Verimlilik Analizi
Lityum birikimi, şarj ve deşarj verimliliğinde azalmaya yol açabilir. Coulomb verimliliğini yüksek hassasiyetli bir Coulomb metre ile izleyerek, düşük olmaya devam ederse, lityum birikimini gösterebilir.
Dinamik deşarj tespiti
Deşarj işlemi sırasında, voltaj platformunun anormal izlenmesi, lityum birikimi nedeniyle voltaj dalgalanmalarına veya platformun kısalmasına neden olabilir.
5 Önleyici Tedbir ve Öneriler
Lityum pillerde negatif elektrot lityum birikimi fenomeninden kaçınmak için aşağıdaki önleyici önlemleri alabiliriz:
Düşük sıcaklık şarjından kaçının:
Düşük sıcaklıklarda şarj, negatif elektrotta lityum birikme riskini arttırır. Bu nedenle, mümkün olduğunda, düşük sıcaklıklı ortamlarda lityum pilleri şarj etmekten kaçınılması tavsiye edilir.
Hızlı şarj fonksiyonunun makul kullanımı:
Hızlı şarj teknolojisi şarj süresini büyük ölçüde kısaltabilse de, aşırı yüksek şarj oranları da negatif elektrotta lityum birikmesine yol açabilir. Bu nedenle, hızlı şarj fonksiyonunu kullanırken, pilin uygun sıcaklık aralığında olmasını sağlamak ve hızlı şarjın sık sık kullanılmasını önlemek gerekir.
Pillerin düzenli bakımı:
Pillerin düzenli olarak bakımı ve incelenmesi, pil problemlerinin zamanında algılanması ve kullanılması, pillerin servis ömrünü uzatabilir ve negatif elektrot lityum birikimi riskini azaltabilir.