Што адбудзецца пры бесперапынным награванні літыевай батарэі?

У апошнія гады часта паступаюць паведамленні аб пажарах і нават выбухах, выкліканых літый-іённымі батарэямі. Літый-іённыя батарэі ў асноўным складаюцца з матэрыялу адмоўнага электрода, электраліта і матэрыялу станоўчага электрода. Хімічная актыўнасць матэрыялу адмоўнага электрода графіту ў зараджаным стане трохі падобная на металічны літый. Плёнка SEI на паверхні раскладаецца пры высокай тэмпературы, а іёны літыя, убудаваныя ў графіт, уступаюць у рэакцыю з электралітам і злучным полівінілідэнфтарыдам і, нарэшце, вылучаюць шмат цяпла.

У якасці электралітаў звычайна выкарыстоўваюцца арганічныя растворы алкилкарбонатов, якія з'яўляюцца лёгкаўзгаральнымі. Матэрыял станоўчага электрода звычайна ўяўляе сабой аксід пераходнага металу, які валодае моцнымі акісляльнымі ўласцівасцямі ў зараджаным стане і лёгка раскладаецца з вылучэннем кіслароду пры высокай тэмпературы. Вызвалены кісларод уступае ў рэакцыю з электралітам для акіслення, пасля чаго вылучаецца шмат цяпла.

Відаць, літый-іённы акумулятар будзе нестабільным пры награванні з высокай тэмпературай. Аднак што насамрэч будзе, калі працягваць награваць батарэю? Тут мы правялі рэальнае тэставанне цалкам зараджанага элемента NCM з напругай 3,7 В і ёмістасцю 106 Аг.

Метады тэсціравання:

1. Пры пакаёвай тэмпературы (25±2℃) адзіночны элемент спачатку разраджаецца да ніжняй мяжы напружання токам 1C і пакідаецца на 15 хвілін. Затым выкарыстоўвайце пастаянны ток 1C для зарадкі да верхняй мяжы напружання і пераключыцеся на зарадку з пастаянным напружаннем, спыніце зарадку, калі ток зарадкі ўпадзе да 0,05C, і адкладзеце яго на 15 хвілін пасля зарадкі;

2. Павялічце тэмпературу ад пакаёвай тэмпературы да 200°C са хуткасцю 5°C/мін і падтрымлівайце на ўзроўні 5°C на літр на працягу 30 хвілін;

1611716192(1) 1611716254(1) 1611716281(1)

 

Выснова:

Літыевыя элементы ў канчатковым выніку загараюцца, калі тэставая тэмпература пастаянна павялічваецца. З апісанага вышэй працэсу мы спачатку бачым, як выпускны клапан адкрыты, вадкасць выкідваецца; па меры далейшага павышэння тэмпературы адбываецца другі выкід вадкасці і пачынаецца гарэнне. Элементы батарэі выйшлі з ладу пры тэмпературы каля 138°C, што ўжо было вышэй звычайнай стандартнай тэмпературы для выпрабаванняў у 130°C.

 


Час публікацыі: 27 студзеня 2021 г