இந்தத் தாளில், நேர்மறை மின்முனை NCM111+LMO உடன் 40Ah பை பேட்டரியின் ஓவர்சார்ஜ் செயல்திறன் சோதனைகள் மற்றும் உருவகப்படுத்துதல்கள் மூலம் ஆய்வு செய்யப்படுகிறது.அதிக மின்னோட்டங்கள் முறையே 0.33C, 0.5C மற்றும் 1C ஆகும்.பேட்டரி அளவு 240 மிமீ * 150 மிமீ * 14 மிமீ.(3.65V இன் மதிப்பிடப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின்படி கணக்கிடப்படுகிறது, அதன் தொகுதி குறிப்பிட்ட ஆற்றல் சுமார் 290Wh/L ஆகும், இது இன்னும் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது)
மின்னழுத்தம், வெப்பநிலை மற்றும் உள் எதிர்ப்பு மாற்றங்கள் அதிக கட்டணம் செலுத்தும் செயல்முறையின் போது படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. இது தோராயமாக நான்கு நிலைகளாகப் பிரிக்கப்படலாம்:
முதல் நிலை: 1
இரண்டாவது நிலை: 1.2
மூன்றாவது நிலை: 1.4
நான்காவது நிலை: SOC>1.6, பேட்டரியின் உள் அழுத்தம் வரம்பை மீறுகிறது, உறை உடைகிறது, உதரவிதானம் சுருங்குகிறது மற்றும் சிதைகிறது, மற்றும் பேட்டரி வெப்ப ரன்அவே.பேட்டரியின் உள்ளே ஒரு குறுகிய சுற்று ஏற்படுகிறது, அதிக அளவு ஆற்றல் வேகமாக வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் பேட்டரியின் வெப்பநிலை 780 டிகிரி செல்சியஸ் வரை கடுமையாக உயர்கிறது.
ஓவர்சார்ஜ் செயல்பாட்டின் போது உருவாகும் வெப்பம் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகிறது: மீளக்கூடிய என்ட்ரோபி வெப்பம், ஜூல் வெப்பம், இரசாயன எதிர்வினை வெப்பம் மற்றும் உள் குறுகிய சுற்று மூலம் வெளியிடப்படும் வெப்பம்.இரசாயன எதிர்வினையின் வெப்பம் Mn கரைவதால் வெளியிடப்படும் வெப்பம், எலக்ட்ரோலைட்டுடன் உலோக லித்தியம் எதிர்வினை, எலக்ட்ரோலைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றம், SEI படத்தின் சிதைவு, எதிர்மறை மின்முனையின் சிதைவு மற்றும் நேர்மறை மின்முனையின் சிதைவு ஆகியவை அடங்கும். (NCM111 மற்றும் LMO).ஒவ்வொரு எதிர்வினையின் என்டல்பி மாற்றம் மற்றும் செயல்படுத்தும் ஆற்றலை அட்டவணை 1 காட்டுகிறது.(இந்த கட்டுரை பைண்டர்களின் பக்க எதிர்வினைகளை புறக்கணிக்கிறது)
படம் 3 என்பது வெவ்வேறு சார்ஜிங் மின்னோட்டங்களுடன் அதிக சார்ஜ் செய்யும் போது வெப்ப உற்பத்தி விகிதத்தை ஒப்பிடுவதாகும்.படம் 3 இலிருந்து பின்வரும் முடிவுகளை எடுக்கலாம்:
1) சார்ஜிங் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கும் போது, வெப்ப ரன்வே நேரம் முன்னேறும்.
2) அதிக சார்ஜ் செய்யும் போது வெப்ப உற்பத்தி ஜூல் வெப்பத்தால் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது.SOC<1.2, மொத்த வெப்ப உற்பத்தி அடிப்படையில் ஜூல் வெப்பத்திற்கு சமம்.
3) இரண்டாம் கட்டத்தில் (1
4) SOC>1.45, உலோக லித்தியம் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் எதிர்வினையால் வெளியிடப்படும் வெப்பம் ஜூல் வெப்பத்தை விட அதிகமாக இருக்கும்.
5) SOC>1.6, SEI படத்திற்கும் எதிர்மறை மின்முனைக்கும் இடையிலான சிதைவு எதிர்வினை தொடங்கும் போது, எலக்ட்ரோலைட் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினையின் வெப்ப உற்பத்தி விகிதம் கடுமையாக அதிகரிக்கிறது மற்றும் மொத்த வெப்ப உற்பத்தி விகிதம் உச்ச மதிப்பை அடைகிறது.(இலக்கியத்தில் 4 மற்றும் 5 இல் உள்ள விளக்கங்கள் படங்களுடன் சற்று முரண்படுகின்றன, மேலும் இங்குள்ள படங்கள் மேலோங்கி இருக்கும் மற்றும் சரிசெய்யப்பட்டிருக்கும்.)
6) ஓவர்சார்ஜ் செயல்பாட்டின் போது, எலக்ட்ரோலைட்டுடன் உலோக லித்தியத்தின் எதிர்வினை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றம் ஆகியவை முக்கிய எதிர்வினைகளாகும்.
மேற்கூறிய பகுப்பாய்வின் மூலம், எலக்ட்ரோலைட்டின் ஆக்சிஜனேற்ற திறன், எதிர்மறை மின்முனையின் திறன் மற்றும் வெப்ப ரன்வேயின் தொடக்க வெப்பநிலை ஆகியவை அதிக சார்ஜ் செய்வதற்கான மூன்று முக்கிய அளவுருக்கள் ஆகும்.படம் 4, ஓவர்சார்ஜ் செயல்திறனில் மூன்று முக்கிய அளவுருக்களின் தாக்கத்தைக் காட்டுகிறது.எலக்ட்ரோலைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றத் திறனின் அதிகரிப்பு பேட்டரியின் ஓவர்சார்ஜ் செயல்திறனை பெரிதும் மேம்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் எதிர்மறை மின்முனையின் திறன் அதிக சார்ஜ் செயல்திறனில் சிறிய விளைவைக் கொண்டிருக்கிறது.(வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், உயர் மின்னழுத்த எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரியின் ஓவர்சார்ஜ் செயல்திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது, மேலும் N/P விகிதத்தை அதிகரிப்பது பேட்டரியின் ஓவர்சார்ஜ் செயல்திறனில் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.)
குறிப்புகள்
டி. ரென் மற்றும் பலர்.ஜர்னல் ஆஃப் பவர் சோர்சஸ் 364(2017) 328-340
இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-15-2022