සංඛ්‍යාලේඛනවලට අනුව, ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා ගෝලීය ඉල්ලුම බිලියන 1.3 දක්වා ළඟා වී ඇති අතර යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර අඛණ්ඩව ව්‍යාප්ත වීමත් සමඟ මෙම අගය වසරින් වසර වැඩි වෙමින් පවතී. මේ නිසා, විවිධ කර්මාන්තවල ලිතියම්-අයන බැටරි භාවිතය සීඝ්‍රයෙන් ඉහළ යාමත් සමඟ, බැටරියේ ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි වැඩියෙන් කැපී පෙනෙන අතර, ලිතියම්-අයන බැටරිවල විශිෂ්ට ආරෝපණ සහ විසර්ජන කාර්ය සාධනය පමණක් නොව, ඉහළ මට්ටමක් අවශ්‍ය වේ. ආරක්ෂිත කාර්ය සාධනය. එම ලිතියම් බැටරි අවසානයේ ගින්නක් සහ පිපිරීමක් පවා ඇති වන්නේ ඇයි, වළක්වා ගත හැකි සහ ඉවත් කළ හැකි පියවර මොනවාද?
පළමුවෙන්ම, ලිතියම් බැටරිවල ද්රව්ය සංයුතිය තේරුම් ගනිමු. ලිතියම්-අයන බැටරිවල ක්‍රියාකාරිත්වය ප්‍රධාන වශයෙන් රඳා පවතින්නේ භාවිතා කරන බැටරිවල අභ්යන්තර ද්රව්යවල ව්‍යුහය සහ ක්‍රියාකාරිත්වය මත ය. මෙම අභ්යන්තර බැටරි ද්රව්ය සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය, ඉලෙක්ට්රෝලය, ප්රාචීරය සහ ධන ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය ඇතුළත් වේ. ඒවා අතර, ධනාත්මක සහ සෘණ ද්රව්යවල තේරීම සහ ගුණාත්මකභාවය ලිතියම්-අයන බැටරිවල කාර්යසාධනය සහ මිල සෘජුවම තීරණය කරයි. එබැවින්, ලාභ සහ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය පිළිබඳ පර්යේෂණ ලිතියම්-අයන බැටරි කර්මාන්තයේ සංවර්ධනයේ අවධානය යොමු කර ඇත.
සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්රව්ය සාමාන්යයෙන් කාබන් ද්රව්ය ලෙස තෝරාගෙන ඇති අතර වර්තමානයේ සංවර්ධනය සාපේක්ෂ වශයෙන් පරිණත වේ. කැතෝඩ ද්රව්ය සංවර්ධනය ලිතියම්-අයන බැටරි ක්‍රියාකාරිත්වය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සහ මිල අඩු කිරීම සීමා කරන වැදගත් සාධකයක් වී ඇත. ලිතියම්-අයන බැටරි වල වර්තමාන වාණිජ නිෂ්පාදනයේ දී, කැතෝඩ ද්රව්යවල පිරිවැය සමස්ත බැටරි පිරිවැයෙන් 40% ක් පමණ වන අතර, කැතෝඩ ද්රව්යවල මිල අඩු කිරීම ලිතියම්-අයන බැටරිවල මිල අඩු කිරීම සෘජුවම තීරණය කරයි. ලිතියම් අයන බල බැටරි සඳහා මෙය විශේෂයෙන්ම සත්ය වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ජංගම දුරකථනයක් සඳහා කුඩා ලිතියම්-අයන බැටරියක් සඳහා අවශ්‍ය වන්නේ කැතෝඩ ද්රව්ය ග්‍රෑම් 5 ක් පමණ වන අතර, බස් රථයක් ධාවනය කිරීම සඳහා ලිතියම් අයන බල බැටරියකට කැතෝඩ ද්රව්ය කිලෝග්‍රෑම් 500 දක්වා අවශ්‍ය විය හැකිය.
Li-ion බැටරිවල ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස න්‍යායාත්මකව භාවිතා කළ හැකි ද්රව්ය වර්ග බොහොමයක් තිබුණද, පොදු ධන ඉලෙක්ට්රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ ප්‍රධාන සංරචකය LiCoO2 වේ. ආරෝපණය කිරීමේදී, බැටරියේ ධ්‍රැව දෙකට එකතු කරන ලද විද්‍යුත් විභවය ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සංයෝගයට ලිතියම් අයන මුදා හැරීමට බල කරයි, ඒවා ලැමිලර් ව්‍යුහයක් සහිත සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ කාබන් තුළ තැන්පත් කර ඇත. විසර්ජනය කරන විට, ලිතියම් අයන කාබන්හි ලැමිලර් ව්‍යුහයෙන් අවක්ෂේප වී ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ඇති සංයෝගය සමඟ නැවත ඒකාබද්ධ වේ. ලිතියම් අයන වල චලනය විදුලි ධාරාවක් ජනනය කරයි. ලිතියම් බැටරි ක්‍රියා කරන ආකාරය පිළිබඳ මූලධර්මය මෙයයි.
මූලධර්මය සරල වුවද, සැබෑ කාර්මික නිෂ්පාදනයේ දී, සලකා බැලිය යුතු තවත් බොහෝ ප්‍රායෝගික ගැටළු තිබේ: ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ද්‍රව්‍යයට බහු ආරෝපණ සහ විසර්ජන ක්‍රියාකාරකම් පවත්වා ගැනීමට ආකලන අවශ්‍ය වන අතර සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ ද්‍රව්‍යය සැලසුම් කළ යුත්තේ වැඩි ලිතියම් අයන සඳහා අණුක ව්‍යුහ මට්ටම; ධනාත්මක සහ සෘණ ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර පුරවා ඇති ඉලෙක්ට්රෝලය ස්ථායීතාවය පවත්වා ගැනීමට අමතරව හොඳ විද්‍යුත් සන්නායකතාවයක් තිබිය යුතු අතර බැටරියේ අභ්යන්තර ප්‍රතිරෝධය අඩු කළ යුතුය.
ලිතියම්-අයන බැටරියට ඉහත සඳහන් සියලු වාසි ඇතත්, ආරක්ෂණ පරිපථය සඳහා එහි අවශ්‍යතා සාපේක්ෂව ඉහළ මට්ටමක පැවතුනද, ක්‍රියාවලියේ භාවිතයේදී අධික ආරෝපණය, අධික විසර්ජන සංසිද්ධිය වළක්වා ගැනීම සඳහා දැඩි ලෙස විය යුතුය, විසර්ජන ධාරාව එසේ නොවිය යුතුය. ඉතා විශාල විය යුතුය, සාමාන්යයෙන්, විසර්ජන අනුපාතය 0.2 C ට වඩා වැඩි නොවිය යුතුය. ලිතියම් බැටරි ආරෝපණය කිරීමේ ක්රියාවලිය රූපයේ දැක්වේ. ආරෝපණ චක්‍රයකදී, ලිතියම්-අයන බැටරි ආරෝපණය කළ හැකිද යන්න තීරණය කිරීමට ආරෝපණය කිරීමට පෙර බැටරියේ වෝල්ටීයතාවය සහ උෂ්ණත්වය හඳුනාගත යුතුය. බැටරි වෝල්ටීයතාවය හෝ උෂ්ණත්වය නිෂ්පාදකයා විසින් අවසර දී ඇති පරාසයෙන් පිටත නම්, ආරෝපණය කිරීම තහනම් වේ. අවසර ලත් ආරෝපණ වෝල්ටීයතා පරාසය: බැටරියකට 2.5V~4.2V.
බැටරිය ගැඹුරින් විසර්ජනය වී ඇත්නම්, බැටරිය වේගවත් ආරෝපණය සඳහා කොන්දේසි සපුරාලීම සඳහා චාජරයට පූර්ව ආරෝපණ ක්‍රියාවලියක් අවශ්‍ය විය යුතුය; පසුව, බැටරි නිෂ්පාදකයා විසින් නිර්දේශ කරන ලද වේගවත් ආරෝපණ අනුපාතයට අනුව, සාමාන්යයෙන් 1C, චාජරය නියත ධාරාවකින් බැටරිය ආරෝපණය කරන අතර බැටරි වෝල්ටීයතාව සෙමින් ඉහළ යයි; බැටරි වෝල්ටීයතාවය නියමිත අවසන් වෝල්ටීයතාවයට (සාමාන්යයෙන් 4.1V හෝ 4.2V) ළඟා වූ පසු, නියත ධාරා ආරෝපණය අවසන් වන අතර ආරෝපණ ධාරාව බැටරි වෝල්ටීයතාවය නියමිත අවසන් වෝල්ටීයතාවයට (සාමාන්යයෙන් 4.1V හෝ 4.2V) ළඟා වූ පසු, නියත ධාරා ආරෝපණය අවසන් වේ, ආරෝපණ ධාරාව වේගයෙන් ක්ෂය වන අතර ආරෝපණය සම්පූර්ණ ආරෝපණ ක්රියාවලියට ඇතුල් වේ; සම්පූර්ණ ආරෝපණ ක්‍රියාවලියේදී, ආරෝපණ වේගය C/10 ට වඩා අඩු වන තෙක් හෝ සම්පූර්ණ ආරෝපණ කාලය ඉක්මවා යන තෙක් ආරෝපණ ධාරාව ක්‍රමයෙන් ක්ෂය වේ, පසුව එය ඉහළ කැපුම් ආරෝපණය බවට පත් වේ; ඉහළ කපා හැරීමේ ආරෝපණය අතරතුර, චාජරය ඉතා කුඩා ආරෝපණ ධාරාවකින් බැටරිය නැවත පුරවයි. ඉහළ කැපුම් ආරෝපණ කාලයකට පසුව, ආරෝපණය අක්‍රිය වේ.
පසු කාලය: නොවැම්බර්-15-2022