من به عنوان تأمین کننده 50 باتری سری ، من دست اول شاهد این بودم که چگونه این منابع - منابع با گذشت زمان سن دارند. درک پیری باتری نه تنها برای مصرف کنندگان بلکه برای صنایعی که برای عملکرد آنها به این باتری ها متکی هستند ، بسیار مهم است. در این وبلاگ ، من به عواملی که در پیری باتری های سری 50 سری ، اثرات پیری و نحوه کاهش روند پیری کمک می کند ، می پردازم.
واکنشهای شیمیایی در پشت پیری باتری
در قلب هر باتری 50 سری ، خواه یکباتری لیتیوم یون 65mAhیاقابل شارژ لیتیوم لیتیوم یون باتری بسته 3.7 ولت، واکنشهای شیمیایی پیچیده ای هستند. این واکنش ها وظیفه ذخیره و آزاد سازی انرژی الکتریکی را بر عهده دارند. با این حال ، با گذشت زمان ، این واکنش های مشابه می تواند منجر به تخریب باتری شود.
در باتری های لیتیوم - یونی ، که در سری 50 رایج است ، روند پیری با تشکیل یک لایه interphase الکترولیت جامد (SEI) روی آند آغاز می شود. هنگامی که باتری برای اولین بار شارژ شد ، یون های لیتیوم از طریق الکترولیت از کاتد به آند منتقل می شوند. برخی از این یونها با الکترولیت در سطح آند واکنش نشان می دهند و لایه SEI را تشکیل می دهند. در حالی که این لایه ضروری است زیرا از واکنش های بیشتر بین آند و الکترولیت جلوگیری می کند ، می تواند به تدریج در چرخه های تخلیه چند بار ضخیم شود. یک لایه SEI ضخیم مقاومت داخلی باتری را افزایش می دهد و باعث کاهش کارایی و ظرفیت آن می شود.
یکی دیگر از واکنشهای شیمیایی که به پیری کمک می کند ، از بین رفتن لیتیوم فعال است. در حین کار عادی ، برخی از یون های لیتیوم می توانند در لایه SEI به دام بیفتند یا با سایر اجزای موجود در باتری واکنش نشان دهند و آنها را برای فرآیند تخلیه شارژ در دسترس نیست. با از بین رفتن یونهای لیتیوم بیشتر ، توانایی باتری در ذخیره و تحویل انرژی کاهش می یابد.
عوامل محیطی
شرایط زیست محیطی نقش مهمی در سرعت باتری 50 سری دارد. به ویژه دما تأثیر عمیقی بر عمر باتری دارد. درجه حرارت بالا واکنشهای شیمیایی موجود در باتری را تسریع می کند و باعث می شود لایه SEI با سرعت بیشتری شکل بگیرد و ضخیم تر شود. به عنوان مثال ، اگر aباتری پلیمر لیتیوم یون 3.7 و 40mAhدائماً در معرض دمای بالاتر از 40 درجه سانتیگراد قرار می گیرد ، ظرفیت آن می تواند خیلی سریعتر از آنکه در دمای متوسط نگهداری شود ، تخریب شود.
از طرف دیگر ، دمای پایین نیز می تواند مضر باشد. در دماهای پایین ، تحرک یون های لیتیوم در الکترولیت کاهش می یابد و مقاومت داخلی باتری را افزایش می دهد. این می تواند منجر به افت ولتاژ در هنگام تخلیه و کاهش راندمان شارژ شود. در سرما شدید ، باتری حتی ممکن است به درستی شارژ شود.
رطوبت یکی دیگر از عوامل محیطی است که می تواند بر پیری باتری تأثیر بگذارد. اگر به درستی مهر و موم نشده باشد ، رطوبت می تواند باتری را وارد کند و می تواند با الکترولیت و سایر اجزای واکنش نشان دهد و باعث خوردگی و آسیب شود. این می تواند منجر به کاهش عملکرد باتری شود و در موارد شدید حتی می تواند باعث کوتاه شدن باتری شود.
الگوهای استفاده
نحوه استفاده از باتری 50 سری نیز بر روند پیری آن تأثیر می گذارد. تخلیه های عمیق مکرر ، جایی که باتری به حالت بار بسیار کمی تخلیه می شود ، می تواند به ویژه مضر باشد. هنگامی که یک باتری عمیقاً تخلیه می شود ، یونهای لیتیوم در کاتد برای رسیدن به آند در حین شارژ مجبور به مسافت طولانی تر هستند. این می تواند باعث ایجاد استرس در الکترودهای باتری شود و منجر به تشکیل ترک ها و از بین رفتن مواد فعال شود.
شارژ سریع همچنین می تواند پیری باتری را تسریع کند. هنگامی که باتری به سرعت شارژ می شود ، تعداد زیادی از یون های لیتیوم مجبور می شوند در مدت کوتاهی از کاتد به آند منتقل شوند. این می تواند باعث آبکاری لیتیوم در آند شود ، جایی که فلز لیتیوم به جای اینکه در ماده آند قرار بگیرد ، روی سطح آند جمع می شود. آبکاری لیتیوم می تواند به مدارهای کوتاه و کاهش قابل توجهی در ظرفیت باتری منجر شود.
تأثیر پیری باتری
به عنوان یک باتری 50 سری ، چندین اثر قابل توجه آشکار می شود. بارزترین اثر کاهش ظرفیت باتری است. یک باتری جدید ممکن است بتواند یک بار کامل را در اختیار داشته باشد و یک دستگاه را برای مدت معینی نیروگاه کند ، اما با افزایش سن ، میزان انرژی موجود در آن کاهش می یابد. این بدان معنی است که دستگاه سریعتر از قدرت خارج می شود و نیاز به شارژ مکرر دارد.
تأثیر دیگر افزایش مقاومت داخلی است. همانطور که قبلاً ذکر شد ، یک لایه SEI ضخیم و سایر مکانیسم های پیری می تواند مقاومت داخلی باتری را افزایش دهد. این می تواند باعث شود باتری در حین شارژ و تخلیه بیشتر گرم شود ، که این باعث تسریع بیشتر روند پیری می شود. علاوه بر این ، مقاومت داخلی بالاتر می تواند منجر به افت ولتاژ شود ، که ممکن است باعث نقص دستگاه یا خاموش شدن غیر منتظره شود.
در بعضی موارد ، یک باتری پیر نیز ممکن است تورم را تجربه کند. این اغلب به دلیل تولید گاز در داخل باتری در نتیجه واکنشهای شیمیایی است. تورم می تواند نشانه آسیب جدی داخلی باشد و ممکن است خطر ایمنی را ایجاد کند.
کاهش روند پیری
در حالی که پیری باتری یک فرآیند اجتناب ناپذیر است ، مراحلی وجود دارد که می توان آن را کاهش داد. یکی از موثرترین راهها ، کنترل دمای عملکرد باتری است. نگه داشتن باتری در دمای متوسط ، بین 20 درجه سانتیگراد و 25 درجه سانتیگراد ، می تواند به طور قابل توجهی طول عمر خود را افزایش دهد. این امر می تواند با استفاده از سیستم های خنک کننده مناسب در دستگاه ها یا ذخیره باتری در یک مکان خنک و خشک حاصل شود.
محدود کردن عمق تخلیه نیز می تواند کمک کند. به جای تخلیه کامل باتری ، بهتر است آن را در یک حالت خاص - از - از - شارژ مانند 20 ٪ - 80 ٪ نگه دارید. این باعث کاهش استرس بر روی الکترودها و از بین رفتن لیتیوم فعال می شود.
استفاده از یک استراتژی مناسب برای شارژ نیز بسیار مهم است. جلوگیری از شارژ سریع در هر زمان ممکن و استفاده از شارژر که به طور خاص برای باتری 50 سری طراحی شده است می تواند به کاهش خطر آبکاری لیتیوم و سایر موارد مربوط به شارژ کمک کند.
پایان
درک چگونگی افزایش سن باتری 50 سری برای مصرف کنندگان و مشاغل ضروری است. من به عنوان یک تأمین کننده ، متعهد هستم که باتری های با کیفیت بالا را تهیه کنم و به مشتریان خود آموزش دهم که چگونه طول عمر خود را به حداکثر برسانم. با آگاهی از واکنش های شیمیایی ، عوامل محیطی و الگوهای استفاده که به پیری باتری کمک می کند ، کاربران می توانند برای کاهش سرعت روند کار و استفاده بیشتر از باتری های خود اقداماتی انجام دهند.
اگر علاقه مند به خرید 50 باتری سری برای نیازهای خود هستید ، من شما را ترغیب می کنم تا به یک بحث تهیه کمک کنید. این که آیا شما در صنعت الکترونیک مصرفی ، بخش خودرو یا هر زمینه دیگری که به منابع قدرت قابل اعتماد نیاز دارد ، می توانم راه حل هایی متناسب با نیازهای شما ارائه دهم.
منابع
- Arora ، P. ، Zhang ، Z. ، & White ، Re (1999). "توسعه یک مدل ظرفیت اول از ظرفیت محو برای سلولهای لی." مجله انجمن الکتروشیمیایی ، 146 (4) ، 1218 - 1225.
- Dunn ، B. ، Kamath ، H. ، & Tarascon ، JM (2011). "ذخیره انرژی الکتریکی برای شبکه: باتری انتخاب." علوم ، 334 (6058) ، 928 - 935.
- Vetter ، J. ، Novák ، P. ، Wagner ، MR ، Veit ، C. ، Möller ، KC ، Besenhard ، JO ،… & Winter ، M. (2005). "مکانیسم های پیری در باتری های لیتیوم - یون." مجله منابع قدرت ، 147 (1 - 2) ، 269 - 281.
