Негативне осадження літію - це аномальне явище, яке може статися в літієвих акумуляторах за конкретних умов, що становить серйозну загрозу продуктивності та безпеці акумулятора. Отже, як звичайні користувачі, як ми можемо визначити, чи літієвий акумулятор, який ми використовуємо, зазнав негативного осадження літію?
1 Зрозумійте основну концепцію осадження літію на негативних електродах
Негативне осадження літію електрода, як випливає з назви, відноситься до процесу, в якому іони літію не вдається успішно вбудовуватися в негативний електродний матеріал під час зарядки літієвого акумулятора, але замість цього осаджують у вигляді металевого літію на поверхні негативного електрода. Це явище зазвичай відбувається в конкретних умовах, таких як низька температура, швидка зарядка та перенапруження. Осаджений металевий літій часто існує у вигляді дендритних кристалів, відомих як літієві дендрити. Зростання дендритів літію не тільки зменшує загальну продуктивність і скорочує термін експлуатації циклу акумулятора, але також може проколити сепаратор, викликаючи внутрішні короткі схеми та навіть серйозні наслідки, такі як пожежі чи вибухи.
2 Поширені ознаки осадження літію в негативних електродах
Хоча внутрішня структура та хімічні реакції літієвих акумуляторів є складними, ми можемо попередньо визначити, чи негативне явище осадження літію електрода відбулося через деякі зовнішні ознаки:
Розбиття ємності акумулятора:
Негативне осадження літію електрода споживатиме рухомі іони літію всередині акумулятора, що призведе до поступового зменшення ємності акумулятора. Якщо ви виявите, що час використання акумулятора значно скорочується, або акумулятор швидко закінчується після зарядки, це може бути сигналом осадження літію в негативному електроді.
Ненормальна зарядка:
Під час процесу зарядки, якщо акумулятор нагрівається, розширюється або переживає ненормально тривалий час зарядки, це також може бути ознакою осадження літію від негативного електрода. Особливо в низькотемпературних середовищах або при використанні великої зарядки ці явища є більш вираженими.
Нестабільна продуктивність акумулятора:
Негативне осадження літію може впливати на стабільність продуктивності акумуляторів. Якщо ви помічаєте значні коливання напруги або ненормальні криві розряду під час використання акумулятора, це може бути обумовлено осадженням літію від негативного електрода.
3 Метод не руйнівного тестування для осадження літію на негативних електродах
Для звичайних користувачів, очевидно, нереально безпосередньо розібрати акумулятор, щоб спостерігати, чи існують літієві опади на поверхні негативної електрода. На щастя, дослідники розробили різні неруйнівні методи виявлення осадження літію в негативних електродах, які можуть оцінити внутрішній стан акумулятора без її розбиття. Ось кілька поширених методів неруйнівного тестування:
1. Ненормальне нагрівання під час зарядки
Метод самостійної перевірки: заряджайте пристрій оригінальним зарядним пристроєм протягом 30 хвилин при кімнатній температурі (20-25 градус) та торкніться руки пристрою.
Знаки небезпеки: локальна температура, що перевищує 50 градусів (відчуває себе помітно гарячою, не в змозі постійно торкатися 3 секунди); Температура не знижується, але збільшується на більш пізній стадії зарядки (звичайні батареї повинні поступово охолонути після 90% заряду).
Принцип: еволюція літію посилить побічні реакції, що призводить до збільшення внутрішньої стійкості та більшої перетворення електричної енергії в теплову енергію.
2. Деградація акумулятора дайвінгу
Метод самостійного інспекції: Запишіть час використання пристрою від повного заряду до 20% потужності та постійно спостерігайте за 3 рази.
Попереджувальні знаки: Час роботи акумулятора скоротився більш ніж на 30% (якщо оригінальний час відтворення відео становив 6 годин, зараз це менше 4 годин); Напруга різко падає, коли акумулятор низький (наприклад, коли рівень акумулятора мобільного телефону миттєво падає з 15% до 1%).
4 Професійні методи тестування (точна діагностика)
1. Електрохімічний метод випробувань
Негативне вимірювання потенціалу електрода
Вимірюючи негативний електродний потенціал через три електродні системи, якщо вона нижче 0 V (проти Li\/Li ⁺), це вказує на виникнення осадження літію. Цей метод є точним, але вимагає лабораторного тестування.
Метод релаксації напруги
Після зарядки дайте йому стояти кілька годин і побудувати криву варіації напруги з часом. Осадження літію може спричинити "поворотну точку" в кривій, оскільки реакція між дендритами літію та електролітом споживає іони літію.
Електрохімічна імпедансна спектроскопія (EIS)
Осадження літію може змінити характеристики імпедансу акумуляторів. Опір передачі заряду зменшується (через додавання гілків осадження літію), але омічний імпеданс може збільшуватися через потовщення плівки SEI.
2. Метод фізичної характеристики
Розібрати та спостерігати
Сірі білі металеві відкладення літію з’являються на негативній поверхні електрода, або сепаратор змінює колір і потовщується локально.
Ультразвукове\/рентгенівське тестування
Дотримуйтесь зростання літієвих дендрити всередині акумулятора за допомогою неруйнівної технології візуалізації.
3. Довгостроковий метод моніторингу
Аналіз ефективності кулонів
Осадження літію може призвести до зниження ефективності зарядки та розряду. Моніторинг ефективності кулонів з високоточним кулонівським лічильником, якщо він продовжує бути низьким, він може вказувати на осадження літію.
Динамічне виявлення розряду
Під час процесу розряду ненормальний моніторинг платформи напруги може призвести до коливань напруги або скорочення платформи за рахунок осадження літію.
5 Профілактичні заходи та пропозиції
Щоб уникнути явища негативного осадження літію електрода в літієвих акумуляторах, ми можемо вжити таких профілактичних заходів:
Уникайте низькотемпературної зарядки:
Зарядка при низьких температурах збільшує ризик осадження літію на негативному електроді. Тому, коли це можливо, доцільно уникати зарядки літієвих акумуляторів у низькотемпературних умовах.
Розумне використання функції швидкої зарядки:
Хоча технологія швидкої зарядки може значно скоротити час зарядки, надмірно високі показники зарядки також можуть призвести до осадження літію в негативному електроді. Тому, використовуючи функцію швидкої зарядки, необхідно забезпечити, щоб акумулятор знаходиться в межах відповідного діапазону температури та уникати частого використання швидкої зарядки.
Регулярне обслуговування акумуляторів:
Регулярне обслуговування та огляд батарей, своєчасне виявлення та поводження з проблемами акумулятора можуть продовжити термін служби акумуляторів та зменшити ризик негативного осадження літію електрода.