Negativ lithiumaflejring er et unormalt fænomen, der kan forekomme i lithiumbatterier under specifikke forhold, hvilket udgør en alvorlig trussel mod batteriets ydelse og sikkerhed. Så som almindelige brugere, hvordan kan vi bestemme, om det lithiumbatteri, vi bruger, har oplevet negativ lithiumaflejring?
1 Forstå det grundlæggende begreb om lithiumaflejring på negative elektroder
Negativ elektrode -lithiumaflejring henviser, som navnet antyder, til den proces, hvor lithiumioner ikke med succes integreres i det negative elektrodemateriale under opladningen af et lithiumbatteri, men i stedet udfældes i form af metallisk lithium på overfladen af den negative elektrode. Dette fænomen forekommer normalt under specifikke forhold, såsom lav temperatur, hurtig opladning og overopladning. Det udfældede metalliske lithium findes ofte i form af dendritiske krystaller, kendt som lithium -dendritter. Væksten af lithium -dendriter reducerer ikke kun den samlede ydelse og forkorter cykluslivet på batteriet, men kan også punktere separatoren, hvilket forårsager interne kortslutninger og endda alvorlige konsekvenser såsom brande eller eksplosioner.
2 almindelige tegn på lithiumaflejring i negative elektroder
Selvom den interne struktur og kemiske reaktioner af lithiumbatterier er komplekse, kan vi foreløbigt bestemme, om den negative elektrode -lithiumaflejringsfænomen har fundet sted gennem nogle eksterne tegn:
Nedbrydning af batterikapacitet:
Den negative elektrode -lithiumaflejring forbruger de bevægelige lithiumioner inde i batteriet, hvilket resulterer i et gradvis fald i batterikapacitet. Hvis du finder ud af, at batteriets brugstid er markant forkortet, eller batteriet løber ud hurtigt efter opladning, kan dette være et signal om lithiumaflejring i den negative elektrode.
Unormal opladning:
Under opladningsprocessen, hvis batteriet opvarmes, udvides eller oplever unormalt langvarig opladningstid, kan det også være et tegn på lithiumaflejring fra den negative elektrode. Især i miljøer med lav temperatur eller når de bruger opladning med høj hastighed, er disse fænomener mere udtalt.
Ustabil batteri ydelse:
Negativ lithiumaflejring kan påvirke batteriets ydelse stabilitet. Hvis du bemærker betydelige spændingsvingninger eller unormale udladningskurver under batteribrug, kan det skyldes lithiumaflejring fra den negative elektrode.
3 Ikke -destruktiv testmetode til lithiumaflejring på negative elektroder
For almindelige brugere er det åbenlyst urealistisk at direkte adskille batteriet for at observere, om der er lithiummetaludfældning på den negative elektrodeoverflade. Heldigvis har forskere udviklet forskellige ikke-destruktive metoder til påvisning af lithiumaflejring i negative elektroder, som kan evaluere batteriets interne tilstand uden at adskille det. Her er nogle almindelige ikke-destruktive testmetoder:
1. unormal opvarmning under opladning
Selvinspektionsmetode: Oplad enheden med den originale oplader i 30 minutter ved stuetemperatur (20-25 grad), og rør ved enheden med din hånd.
Faretegn: lokal temperatur, der overstiger 50 grader (føler sig mærkbart varm, ikke i stand til at røre kontinuerligt i 3 sekunder); Temperaturen falder ikke, men stiger i det senere stadium af opladning (normale batterier skal gradvist afkøles efter 90% opladning).
Princip: Lithium -evolution vil intensivere bivirkninger, hvilket fører til en stigning i intern modstand og mere omdannelse af elektrisk energi til termisk energi.
2. dykkerstil nedbrydning af batteriets levetid
Selvinspektionsmetode: Registrer brugstiden for enheden fra fuld opladning til 20% strøm, og observer kontinuerligt i 3 gange.
Advarselsskilte: Batteriets levetid er reduceret med mere end 30% (hvis den originale videospilningstid var 6 timer, nu er det mindre end 4 timer); Spændingen falder kraftigt, når batteriet er lavt (f.eks. Når batteriniveauet på en mobiltelefon falder fra 15% til 1% øjeblikkeligt).
4 Professionelle testmetoder (præcis diagnose)
1. elektrokemisk testmetode
Negativ elektrode potentiel måling
Ved at måle det negative elektrodepotentiale gennem et tre elektrodesystem, hvis det er under 0 V (vs. Li\/Li ⁺), indikerer det forekomsten af lithiumaflejring. Denne metode er præcis, men kræver laboratorietest.
Spændingsafslapningsmetode
Efter opladning, lad det stå i flere timer og plotte spændingsvariationskurven over tid. Lithiumudfældning kan forårsage et "vendepunkt" i kurven, da reaktionen mellem lithium -dendritter og elektrolyt forbruger lithiumioner.
Elektrokemisk impedansspektroskopi (EIS)
Lithiumaflejring kan ændre batteriers impedansegenskaber. Afgiftsoverførselsimpedansen falder (på grund af tilsætning af lithiumaflejringsgrene), men den ohmiske impedans kan stige på grund af fortykningen af SEI -filmen.
2. Fysisk karakteriseringsmetode
Demonter og observer
Grå hvide metalliske lithiumaflejringer vises på den negative elektrodeoverflade, eller separatoren ændrer farve og tykner lokalt.
Ultralyd\/røntgenbillede
Overhold væksten af lithium-dendritter inde i batteriet gennem ikke-destruktiv billeddannelsesteknologi.
3. Langsigtet overvågningsmetode
Coulomb -effektivitetsanalyse
Lithiumaflejring kan føre til et fald i opladning og udledningseffektivitet. Ved at overvåge Coulomb-effektiviteten med en høj præcision Coulomb-meter, hvis det fortsat er lavt, kan det indikere lithiumaflejring.
Dynamisk decharge -detektion
Under udladningsprocessen kan unormal overvågning af spændingsplatformen resultere i spændingsvingninger eller platformforkortelse på grund af lithiumaflejring.
5 Forebyggende foranstaltninger og forslag
For at undgå fænomenet med negativ elektrode -lithiumaflejring i lithiumbatterier kan vi tage følgende forebyggende foranstaltninger:
Undgå opladning med lav temperatur:
Opladning ved lave temperaturer øger risikoen for lithiumaflejring på den negative elektrode. Derfor, når det er muligt, tilrådes det at undgå at oplade lithiumbatterier i miljøer med lav temperatur.
Rimelig brug af hurtig opladningsfunktion:
Selvom hurtig opladningsteknologi i høj grad kan forkorte opladningstiden, kan overdreven høje opladningshastigheder også føre til lithiumaflejring i den negative elektrode. Derfor er det nødvendigt at sikre, at batteriet er inden for det passende temperaturområde og undgå hyppig brug af hurtig opladning.
Regelmæssig vedligeholdelse af batterier:
Regelmæssig vedligeholdelse og inspektion af batterier, rettidig detektion og håndtering af batteriproblemer, kan udvide batteriets levetid og reducere risikoen for negativ elektrodelitiumaflejring.