Отрицателното отлагане на литий е ненормално явление, което може да възникне при литиеви батерии при специфични условия, което представлява сериозна заплаха за работата и безопасността на батерията. И така, като обикновени потребители, как можем да определим дали литиевата батерия, която използваме, е имала отрицателно отлагане на литий?
1 Разберете основната концепция за отлагане на литий върху отрицателните електроди
Отрицателното отлагане на литий на електрода, както подсказва името, се отнася до процеса, в който литиевите йони не успяват успешно да вграждат в отрицателния електрод по време на зареждането на литиева батерия, но вместо това се утаи под формата на метален литий върху повърхността на отрицателния електрод. Това явление обикновено се среща при специфични условия като ниска температура, бързо зареждане и презареждане. Утаеният метален литий често съществува под формата на дендритни кристали, известни като литиеви дендрити. Растежът на литиевите дендрити не само намалява общата производителност и съкращава живота на цикъла на батерията, но може също да пробие сепаратора, причинявайки вътрешни късо съединение и дори сериозни последици като пожари или експлозии.
2 Общи признаци на отлагане на литий в отрицателни електроди
Въпреки че вътрешната структура и химичните реакции на литиевите батерии са сложни, можем предварително да определим дали явлението отрицателно отлагане на литий е възникнал чрез някои външни признаци:
Влошаване на капацитета на батерията:
Отрицателното отлагане на литий на електрода ще консумира подвижните литиеви йони вътре в батерията, което води до постепенно намаляване на капацитета на батерията. Ако установите, че времето за използване на батерията е значително съкратено или батерията се изчерпва бързо след зареждане, това може да е сигнал за отлагане на литий в отрицателния електрод.
Ненормално зареждане:
По време на процеса на зареждане, ако батерията се загрее, разширява или преживява необичайно продължително време за зареждане, това също може да е знак за отлагане на литий от отрицателния електрод. Особено в нискотемпературни среди или при използване на зареждане с висока скорост, тези явления са по-изразени.
Нестабилна производителност на батерията:
Отрицателното отлагане на литий може да повлияе на стабилността на производителността на батериите. Ако забележите значителни колебания на напрежението или ненормални криви на изпускане по време на употребата на батерията, това може да се дължи на отлагане на литий от отрицателния електрод.
3 Метод за не разрушително тестване за отлагане на литий върху отрицателни електроди
За обикновените потребители очевидно е нереалистично директно разглобяването на батерията, за да се наблюдава дали има утаяване на литиев метал върху отрицателната повърхност на електрода. За щастие, изследователите са разработили различни неразрушителни методи за откриване на отлагане на литий в отрицателни електроди, които могат да оценят вътрешното състояние на батерията, без да я разглобяват. Ето някои често срещани неразрушителни методи за тестване:
1. Ненормално отопление по време на зареждане
Метод на самостоятелна проверка: Заредете устройството с оригиналното зарядно за 30 минути при стайна температура (20-25 градус) и докоснете корпуса на устройството с ръка.
Опасни знаци: Местната температура над 50 градуса (чувство за забележимо гореща, неспособна да се докосва непрекъснато за 3 секунди); Температурата не намалява, но се увеличава по време на по -късния етап на зареждане (нормалните батерии трябва постепенно да се охлаждат след 90% заряд).
Принцип: Литий еволюцията ще засили страничните реакции, което ще доведе до увеличаване на вътрешната съпротивление и повече превръщане на електрическата енергия в топлинна енергия.
2. Деградация на стила на гмуркане на живота на батерията
Метод на самостоятелна проверка: Запишете времето за използване на устройството от пълно зареждане до 20% мощност и наблюдавайте непрекъснато 3 пъти.
Предупредителни знаци: Животът на батерията е намален с повече от 30% (ако първоначалното време за възпроизвеждане на видео е 6 часа, сега е по -малко от 4 часа); Напрежението намалява рязко, когато батерията е ниска (например, когато нивото на батерията на мобилен телефон падне от 15% до 1% моментално).
4 Професионални метода за тестване (прецизна диагностика)
1. Метод за електрохимично тестване
Отрицателно измерване на потенциала на електрода
Чрез измерване на отрицателния потенциал на електрода чрез система от три електрода, ако е под 0 V (срещу Li\/Li ⁺), това показва появата на отлагане на литий. Този метод е прецизен, но изисква лабораторни тестове.
Метод за релаксация на напрежението
След зареждане, оставете го да стои няколко часа и начертайте кривата на изменение на напрежението във времето. Литиевите валежи могат да причинят "повратна точка" в кривата, тъй като реакцията между литиевите дендрити и електролитите консумира литиеви йони.
Електрохимична импедансна спектроскопия (EIS)
Литий отлагането може да промени характеристиките на импеданса на батериите. Импедансът на пренос на заряд намалява (поради добавянето на клонове на литий отлагане), но омичният импеданс може да се увеличи поради сгъстяването на филма SEI.
2. Метод на физическа характеристика
Разглобявайте и наблюдавайте
Сиво бели метални литиеви отлагания се появяват върху отрицателната повърхност на електрода или сепараторът променя цвета и се сгъстява локално.
Ултразвуково\/рентгеново тестване
Наблюдавайте растежа на литиевите дендрити вътре в батерията чрез неразрушителна технология за изображения.
3. Метод за дългосрочен мониторинг
Анализ на ефективността на кулона
Отлагането на литий може да доведе до намаляване на ефективността на зареждането и изхвърлянето. Чрез наблюдение на куломната ефективност с високо прецизен кулонов метър, ако той продължава да е нисък, това може да показва отлагане на литий.
Динамично откриване на изпускане
По време на процеса на изхвърляне, ненормално наблюдение на платформата на напрежението може да доведе до колебания на напрежението или скъсяване на платформата поради отлагане на литий.
5 Превантивни мерки и предложения
За да избегнем феномена от отрицателно отлагане на литий на електрода в литиеви батерии, можем да предприемем следните превантивни мерки:
Избягвайте зареждане с ниска температура:
Зареждането при ниски температури увеличава риска от отлагане на литий върху отрицателния електрод. Ето защо, когато е възможно, препоръчително е да се избягва зареждането на литиеви батерии в среди с ниска температура.
Разумно използване на функция за бързо зареждане:
Въпреки че технологията за бързо зареждане може значително да съкрати времето за зареждане, прекомерно високите скорости на зареждане могат също да доведат до отлагане на литий в отрицателния електрод. Следователно, когато използвате функцията за бързо зареждане, е необходимо да се гарантира, че батерията е в съответния температурен диапазон и се избягва честото използване на бързо зареждане.
Редовна поддръжка на батерии:
Редовната поддръжка и проверка на батерии, навременното откриване и обработка на проблеми с батерията, може да удължи експлоатационния живот на батериите и да намали риска от отрицателно отлагане на литий от отрицателен електрод.