Mỗi loại pin lithium có giá trị dòng sạc tối ưu trong các thông số trạng thái và môi trường khác nhau. Do đó, từ góc độ cấu trúc pin, đâu là yếu tố ảnh hưởng đến giá trị sạc tối ưu này.
Micro quá trình sạc
Pin lithium được gọi là pin "ghế bập bênh", trong đó các ion tích điện di chuyển giữa các điện cực dương và âm, hoàn thành quá trình chuyển điện tích và cung cấp điện cho các mạch bên ngoài hoặc sạc từ các nguồn bên ngoài. Trong quá trình sạc chi tiết, một điện áp bên ngoài được đặt vào cực bắc và cực nam của pin, đồng thời các ion lithium tách ra khỏi dữ liệu điện cực dương và đi vào chất điện phân. Cùng với nhau, các điện tử dư thừa được tạo ra để đi qua bộ thu dòng điện cực dương và di chuyển về phía điện cực âm thông qua mạch ngoài; Các ion lithium di chuyển từ điện cực dương sang điện cực âm trong chất điện phân, đi qua các rào cản và đến điện cực âm; Nhúng màng SEI trên bề mặt của điện cực âm vào cấu trúc phân lớp của than chì điện cực âm và kết hợp với các electron.
Cấu trúc pin ảnh hưởng đến quá trình truyền điện tích trong suốt quá trình hoạt động của các ion và điện tử, dù là điện hóa hay vật lý, sẽ có tác động đến chức năng sạc nhanh.
Sạc nhanh, yêu cầu đối với các bộ phận khác nhau của pin
Về pin, nếu chúng ta muốn cải thiện hiệu suất năng lượng của chúng, chúng ta cần phải làm việc chăm chỉ ở mọi khía cạnh của pin, bao gồm điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân, rào cản và quy hoạch cấu trúc.
điện cực dương
Trên thực tế, hầu hết tất cả các loại vật liệu điện cực dương đều có thể được sử dụng để chế tạo pin sạc nhanh. Các chức năng chính cần được đảm bảo bao gồm tính dẫn điện (giảm nội trở), tính phân tán (đảm bảo động lực phản ứng), tuổi thọ (không cần giải thích), tính an toàn (không cần giải thích) và các chức năng xử lý phù hợp (không quá lớn so với diện tích bề mặt, giảm phản ứng phụ và đảm bảo an toàn).
Tất nhiên, có thể có sự khác biệt trong các vấn đề cần giải quyết đối với từng loại thông tin chi tiết, nhưng dữ liệu điện cực dương chung của chúng tôi có thể đáp ứng các yêu cầu này thông qua một loạt các tối ưu hóa, nhưng các vật liệu khác nhau cũng có sự khác biệt:
A. Liti sắt photphat có thể tập trung hơn vào việc giải quyết các vấn đề liên quan đến độ dẫn điện và nhiệt độ thấp. Lớp phủ carbon, vật liệu hóa nano vừa phải (lưu ý, nó vừa phải, chắc chắn không phải là logic đơn giản của các hạt mịn hơn là tốt hơn) và xử lý bề mặt của các hạt để tạo thành chất dẫn ion là những chiến lược điển hình nhất.
B. Bản thân độ dẫn của dữ liệu bậc ba hiện tương đối tốt, nhưng hoạt động phản ứng của nó quá cao, do đó, dữ liệu bậc ba hiếm khi trải qua các hoạt động vật liệu hóa nano (vật liệu nano hóa không phải là thuốc chữa bách bệnh cho sự phát triển của các chức năng dữ liệu, đặc biệt là trong lĩnh vực pin, đôi khi có nhiều tác dụng phụ). Người ta nhấn mạnh nhiều hơn vào các tác dụng phụ về an toàn và triệt tiêu (và chất điện phân), xét cho cùng, an toàn hiện là huyết mạch chính của dữ liệu ternary, Việc xảy ra thường xuyên các vụ tai nạn về an toàn pin gần đây cũng đặt ra yêu cầu cao hơn về vấn đề này.
C. Lithium mangan oxit quan trọng hơn về tuổi thọ, và hiện nay trên thị trường cũng có nhiều loại pin sạc nhanh thuộc dòng lithium mangan oxit.
cực âm
Khi sạc pin lithium-ion, lithium di chuyển về phía điện cực âm. Điện thế cao do dòng sạc nhanh cao mang lại sẽ dẫn đến điện thế điện cực âm âm hơn. Tại thời điểm này, áp suất của điện cực âm để nhanh chóng tiếp nhận lithium sẽ tăng lên và xu hướng tạo ra các sợi nhánh lithium sẽ tăng lên. Do đó, trong quá trình sạc nhanh, điện cực âm không chỉ cần đáp ứng các yêu cầu động của sự phân tán lithium mà còn cần xử lý các vấn đề an toàn do xu hướng tạo ra các sợi nhánh lithium ngày càng tăng. Do đó, khó khăn kỹ thuật chính của lõi sạc nhanh là việc nhúng các ion lithium vào điện cực âm.
A. Vật liệu điện cực âm chiếm ưu thế trên thị trường hiện tại vẫn là than chì (chiếm khoảng 90% thị phần), không có lý do cơ bản nào khác - chi phí thấp, chức năng xử lý tuyệt vời và mật độ năng lượng của than chì và tương đối ít khuyết tật. Tất nhiên, cũng có vấn đề với cực dương than chì. Bề ngoài của nó nhạy cảm hơn với chất điện phân và phản ứng nhúng của lithium có tính định hướng mạnh mẽ. Do đó, hướng đầu tiên cần thử là xử lý bề mặt than chì, cải thiện tính ổn định cấu trúc của nó và thúc đẩy sự phân tán của các ion lithium trên đế.
B. Trong những năm gần đây, vật liệu carbon cứng và carbon mềm đã có nhiều phát triển: vật liệu carbon cứng có tiềm năng xen kẽ lithium cao và có các lỗ nhỏ trong dữ liệu, khiến chúng trở nên nổi bật trong động lực phản ứng; Vật liệu carbon mềm có khả năng tương thích tốt với chất điện phân và vật liệu MCMB cũng rất tiêu biểu. Tuy nhiên, vật liệu carbon cứng và mềm có công suất thấp và chi phí cao (và có thể không được mong đợi từ góc độ công nghiệp là rẻ như than chì), vì vậy mức sử dụng hiện tại ít hơn nhiều so với than chì và được sử dụng nhiều hơn trong một số loại pin đặc biệt.
C. Làm thế nào về lithium titanate? Nói một cách đơn giản, điểm mạnh của lithium titanate là mật độ năng lượng cao, an toàn, các khuyết tật đáng kể, mật độ năng lượng thấp và chi phí cao tính theo Wh. Do đó, khái niệm về pin lithium titanate là một kỹ năng hữu ích có lợi thế trong các tình huống cụ thể, nhưng nó không phù hợp với nhiều lĩnh vực đòi hỏi chi phí và phạm vi sử dụng cao.
D. Vật liệu điện cực âm silicon là một hướng phát triển quan trọng và pin 18650 mới của Panasonic hiện đã bắt đầu quá trình thương mại hóa các vật liệu này. Tuy nhiên, đạt được sự cân bằng giữa việc theo đuổi chức năng trong công nghệ nano và các yêu cầu chung về mức độ micron của ngành công nghiệp pin đối với dữ liệu vẫn là một nhiệm vụ đầy thách thức đối với Ruan.