La deposició negativa de liti és un fenomen anormal que pot aparèixer en bateries de liti en condicions específiques, representant una amenaça greu per al rendiment i la seguretat de la bateria. Per tant, com a usuaris habituals, com podem determinar si la bateria de liti que estem utilitzant ha experimentat una deposició negativa de liti?
1 Comprendre el concepte bàsic de la deposició de liti en elèctrodes negatius
La deposició negativa de liti de liti, com el seu nom indica, es refereix al procés en què els ions de liti no s’incorporen amb èxit en el material d’elèctrodes negatius durant la càrrega d’una bateria de liti, sinó que es precipita en forma de liti metàl·lic a la superfície de l’elèctrode negatiu. Aquest fenomen es produeix generalment en condicions específiques com ara baixa temperatura, càrrega ràpida i sobrecàrrega. El liti metàl·lic precipitat sovint existeix en forma de cristalls dendrítics, coneguts com a dendrites de liti. El creixement de les dendrites de liti no només redueix el rendiment global i redueix la vida del cicle de la bateria, sinó que també pot punxar el separador, provocant curtcircuits interns i fins i tot conseqüències greus com incendis o explosions.
2 signes comuns de deposició de liti en elèctrodes negatius
Tot i que l'estructura interna i les reaccions químiques de les bateries de liti són complexes, podem determinar preliminarment si el fenomen de deposició de liti de liti negatiu s'ha produït a través d'alguns signes externs:
Degradació de la capacitat de la bateria:
La deposició de liti de liti negatiu consumirà els ions de liti mòbils dins de la bateria, donant lloc a una disminució gradual de la capacitat de la bateria. Si trobeu que el temps d’ús de la bateria s’escurça significativament o que la bateria s’esgota ràpidament després de la càrrega, pot ser que sigui un senyal de deposició de liti a l’elèctrode negatiu.
Càrrega anormal:
Durant el procés de càrrega, si la bateria s’escalfa, s’expandeix o experimenta un temps de càrrega anormalment prolongat, també pot ser un signe de deposició de liti a partir de l’elèctrode negatiu. Sobretot en entorns de baixa temperatura o quan s’utilitzen una càrrega d’alta taxa, aquests fenòmens són més pronunciats.
Rendiment de la bateria inestable:
La deposició negativa de liti pot afectar l'estabilitat del rendiment de les bateries. Si observeu fluctuacions de tensió significatives o corbes de descàrrega anormals durant l’ús de la bateria, pot ser deguda a la deposició de liti de l’elèctrode negatiu.
3 Mètode de prova no destructiva per a la deposició de liti en elèctrodes negatius
Per als usuaris ordinaris, òbviament no és realista desmuntar directament la bateria per observar si hi ha precipitació metàl·lica de liti a la superfície de l’elèctrode negatiu. Afortunadament, els investigadors han desenvolupat diversos mètodes no destructius per detectar la deposició de liti en elèctrodes negatius, que poden avaluar l’estat intern de la bateria sense desmuntar-la. A continuació, es mostren alguns mètodes comuns de proves no destructives:
1. Calefacció anormal durant la càrrega
Mètode d’autoinspecció: carregueu el dispositiu amb el carregador original durant 30 minuts a temperatura ambient (20-25 grau) i toqueu la carcassa del dispositiu amb la mà.
Signes de perill: la temperatura local superior a 50 graus (sentint -se sensiblement calent, incapaç de tocar contínuament durant 3 segons); La temperatura no disminueix, però augmenta durant l’etapa posterior de la càrrega (les bateries normals s’han de refredar gradualment després del 90% de càrrega).
Principi: L’evolució del liti intensificarà les reaccions laterals, donant lloc a un augment de la resistència interna i a la conversió de l’energia elèctrica en energia tèrmica.
2. Degradació de l'estil de busseig de la durada de la bateria
Mètode d’autoinspecció: registreu el temps d’ús del dispositiu des de la càrrega completa fins al 20% de potència i observeu -ho contínuament durant 3 vegades.
Signes d’avís: la durada de la bateria s’ha reduït en més d’un 30% (si el temps de reproducció de vídeo original era de 6 hores, ara és inferior a 4 hores); La tensió baixa bruscament quan la bateria és baixa (com ara quan el nivell de la bateria d’un telèfon mòbil baixa del 15% al 1% a l’instant).
4 Mètodes de prova professional (diagnòstic precís)
1. Mètode de prova electroquímica
Mesura potencial d'elèctrodes negatius
Mesurant el potencial d’elèctrodes negatius mitjançant un sistema d’elèctrodes de tres, si es troba per sota 0 V (vs. Li\/Li ⁺), indica l’aparició de deposició de liti. Aquest mètode és precís, però requereix proves de laboratori.
Mètode de relaxació de tensió
Després de la càrrega, deixeu -ho reposar diverses hores i traieu la corba de variació de tensió amb el pas del temps. La precipitació de liti pot causar un "punt d'inflexió" a la corba, ja que la reacció entre les dendrites de liti i l'electròlit consumeix ions de liti.
Espectroscòpia d’impedància electroquímica (EIS)
La deposició de liti pot alterar les característiques d’impedància de les bateries. La impedància de transferència de càrrega disminueix (a causa de l’addició de branques de deposició de liti), però la impedància ohmica pot augmentar a causa de l’engrossiment de la pel·lícula SEI.
2. Mètode de caracterització física
Desmuntar i observar
Els dipòsits de liti metàl·lics de color blanc gris apareixen a la superfície de l'elèctrode negatiu, o el separador canvia de color i s'espesseix localment.
Prova d’ultrasons\/radiografies
Observeu el creixement de les dendrites de liti dins de la bateria mitjançant una tecnologia d’imatge no destructiva.
3. Mètode de control a llarg termini
Anàlisi de l'eficiència de Coulomb
La deposició de liti pot comportar una disminució de la càrrega i la descàrrega de l'eficiència. Supervisant l'eficiència de Coulomb amb un mesurador de Coulomb d'alta precisió, si continua sent baixa, pot indicar deposició de liti.
Detecció de descàrrega dinàmica
Durant el procés de descàrrega, el control anormal de la plataforma de tensió pot produir fluctuacions de tensió o escurçament de la plataforma a causa de la deposició de liti.
5 mesures i suggeriments preventius
Per evitar el fenomen de la deposició de liti de l'elèctrode negatiu en bateries de liti, podem prendre les mesures preventives següents:
Eviteu la càrrega de baixa temperatura:
La càrrega a temperatures baixes augmenta el risc de deposició de liti a l’elèctrode negatiu. Per tant, sempre que sigui possible, és recomanable evitar la càrrega de bateries de liti en entorns de baixa temperatura.
Ús raonable de la funció de càrrega ràpida:
Tot i que la tecnologia de càrrega ràpida pot reduir molt el temps de càrrega, les taxes de càrrega excessivament elevades també poden comportar una deposició de liti a l’elèctrode negatiu. Per tant, quan s’utilitza la funció de càrrega ràpida, cal assegurar -se que la bateria estigui dins del rang de temperatura adequat i evitar l’ús freqüent de la càrrega ràpida.
Manteniment regular de les bateries:
El manteniment i la inspecció regular de bateries, la detecció puntual i la manipulació de problemes de la bateria poden ampliar la vida útil de les bateries i reduir el risc de deposició negativa de liti de l’elèctrode.