Պոլիմերային լիթիումային մարտկոցի օգտագործման միջավայրը նույնպես շատ կարևոր է դրա ցիկլի վրա ազդելու համար: Դրանց թվում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, որը շատ կարևոր գործոն է: Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների ցիկլի վրա կարող է ազդել չափազանց ցածր կամ չափազանց բարձր շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը: Մարտկոցների հզորության կիրառություններում և այն կիրառություններում, որտեղ ջերմաստիճանը մեծ ազդեցություն ունի, լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների ջերմային կառավարումը անհրաժեշտ է մարտկոցի արդյունավետությունը բարելավելու համար:
Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցի ներքին ջերմաստիճանի փոփոխության պատճառները
ՀամարԼիթիում-պոլիմերային մարտկոցներ, ներքին ջերմության առաջացումը ռեակցիայի ջերմությունն է, բևեռացման ջերմությունը և Ջոուլի ջերմությունը: Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցի ջերմաստիճանի բարձրացման հիմնական պատճառներից մեկը մարտկոցի ներքին դիմադրության պատճառով ջերմաստիճանի բարձրացումն է: Բացի այդ, տաքացվող բջջային մարմնի խիտ տեղադրման պատճառով միջին շրջանը պարտավոր է ավելի շատ ջերմություն կուտակել, իսկ եզրային շրջանը՝ ավելի քիչ, ինչը մեծացնում է լիթիում-պոլիմերային մարտկոցի առանձին բջիջների միջև ջերմաստիճանի անհավասարակշռությունը:
Պոլիմերային լիթիումային մարտկոցների ջերմաստիճանի կարգավորման մեթոդներ
- Ներքին կարգավորում
Ջերմաստիճանի սենսորը կտեղադրվի ամենաներկայացուցչական, ջերմաստիճանի ամենամեծ փոփոխության վայրում, մասնավորապես ամենաբարձր և ամենացածր ջերմաստիճաններում, ինչպես նաև պոլիմերային լիթիումային մարտկոցի ջերմության կուտակման ավելի հզոր տարածքում։
- Արտաքին կարգավորում
Սառեցման կարգավորում. Ներկայումս, հաշվի առնելով լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների ջերմային կառավարման կառուցվածքի բարդությունը, դրանց մեծ մասը կիրառում է օդային սառեցման պարզ կառուցվածքը: Իսկ ջերմության ցրման միատարրությունը հաշվի առնելով՝ դրանց մեծ մասը կիրառում է զուգահեռ օդափոխության մեթոդը:
- Ջերմաստիճանի կարգավորում. ամենապարզ ջեռուցման կառուցվածքը լիթիում-պոլիմերային մարտկոցի վերևում և ներքևում տաքացնող թիթեղներ ավելացնելն է՝ ջեռուցումն իրականացնելու համար, յուրաքանչյուր լիթիում-պոլիմերային մարտկոցից առաջ և հետո կա տաքացնող գիծ կամ դրա շուրջը փաթաթված տաքացնող թաղանթի օգտագործում։Լիթիում-պոլիմերային մարտկոցջեռուցման համար։
Լիթիումի պոլիմերային մարտկոցների ցածր ջերմաստիճաններում հզորության նվազման հիմնական պատճառները
- Էլեկտրոլիտի վատ հաղորդունակություն, դիաֆրագմայի վատ թրջում և/կամ թափանցելիություն, լիթիումի իոնների դանդաղ միգրացիա, էլեկտրոդ/էլեկտրոլիտ միջերեսում լիցքի փոխանցման դանդաղ արագություն և այլն։
2. Բացի այդ, SEI թաղանթի իմպեդանսը մեծանում է ցածր ջերմաստիճաններում, ինչը դանդաղեցնում է լիթիումի իոնների էլեկտրոդ/էլեկտրոլիտ միջերեսով անցնելու արագությունը: SEI թաղանթի իմպեդանսի բարձրացման պատճառներից մեկն այն է, որ լիթիումի իոնների համար ցածր ջերմաստիճաններում ավելի հեշտ է անջատվել բացասական էլեկտրոդից և ավելի դժվար է ներկառուցել այն:
3. Լիցքավորման ժամանակ կհայտնվի լիթիումի մետաղ, որը կփոխազդի էլեկտրոլիտի հետ՝ առաջացնելով նոր SEI թաղանթ, որը կծածկի սկզբնական SEI թաղանթը, ինչը մեծացնում է մարտկոցի իմպեդանսը, այդպիսով նվազեցնելով մարտկոցի հզորությունը։
Ցածր ջերմաստիճանը ազդում է լիթիում-պոլիմերային մարտկոցների աշխատանքի վրա
1. ցածր ջերմաստիճան լիցքավորման և լիցքաթափման արդյունավետության վրա
Ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց, միջին լիցքաթափման լարումը և լիցքաթափման հզորությունըլիթիում-պոլիմերային մարտկոցներնվազում են, հատկապես -20 ℃ ջերմաստիճանում, մարտկոցի լիցքաթափման հզորությունը և միջին լիցքաթափման լարումը ավելի արագ են նվազում։
2. Ցածր ջերմաստիճանը ազդում է ցիկլի աշխատանքի վրա
Մարտկոցի տարողությունը -10℃ ջերմաստիճանում ավելի արագ է նվազում, և 100 ցիկլից հետո տարողությունը մնում է ընդամենը 59մԱժ/գ՝ 47.8% տարողունակության անկմամբ։ Ցածր ջերմաստիճանում լիցքաթափված մարտկոցը ստուգվում է սենյակային ջերմաստիճանում՝ լիցքավորման և լիցքաթափման համար, և տարողության վերականգնման արդյունավետությունը ստուգվում է այդ ժամանակահատվածում։ Դրա վերականգնված տարողությունը կազմում է 70.8մԱժ/գ՝ 68% տարողունակության կորստով։ Սա ցույց է տալիս, որ մարտկոցի ցածր ջերմաստիճանային ցիկլն ավելի մեծ ազդեցություն ունի մարտկոցի տարողության վերականգնման վրա։
3. Ցածր ջերմաստիճանի ազդեցությունը անվտանգության վրա
Պոլիմերային լիթիումային մարտկոցի լիցքավորումը լիթիումի իոնների դրական էլեկտրոդից դուրս գալու գործընթաց է՝ բացասական նյութում ներդրված էլեկտրոլիտի միգրացիայի միջոցով, լիթիումի իոնները դեպի բացասական էլեկտրոդ պոլիմերացման միջոցով կլանում են լիթիումի իոնը վեց ածխածնի ատոմների կողմից։ Ցածր ջերմաստիճաններում քիմիական ռեակցիայի ակտիվությունը նվազում է, մինչդեռ լիթիումի իոնների միգրացիան դանդաղում է, բացասական էլեկտրոդի մակերեսին գտնվող լիթիումի իոնները, որոնք չեն ներդրվել բացասական էլեկտրոդում, վերածվում են լիթիումի մետաղի, և տեղումները բացասական էլեկտրոդի մակերեսին առաջացնում են լիթիումի դենդրիտներ, որոնք կարող են հեշտությամբ ծակել դիաֆրագման՝ առաջացնելով մարտկոցի կարճ միացում, ինչը կարող է վնասել մարտկոցը և առաջացնել անվտանգության պատահարներ։
Վերջապես, մենք դեռ ուզում ենք հիշեցնել, որ լիթիում-պոլիմերային մարտկոցները լավագույնս չի լիցքավորվում ձմռանը ցածր ջերմաստիճաններում, քանի որ ցածր ջերմաստիճանների պատճառով բացասական էլեկտրոդի վրա տեղադրված լիթիումի իոնները կառաջացնեն իոնային բյուրեղներ, որոնք ուղղակիորեն կծակեն դիաֆրագման, ինչը, որպես կանոն, առաջացնում է միկրոկարճ միացում, որը ազդում է կյանքի և աշխատանքի վրա, լուրջ ուղղակի պայթյուն: Հետևաբար, որոշ մարդիկ կարծում են, որ ձմռանը պոլիմերային լիթիումային մարտկոցի լիցքավորումը չի կարող լիցքավորվել, ինչը պայմանավորված է մարտկոցի կառավարման համակարգի մի մասով, որը պայմանավորված է արտադրանքի պաշտպանությամբ:
Հրապարակման ժամանակը. Հոկտեմբերի 14-2022
