आकडेवारीनुसार, लिथियम-आयन बॅटरीची जागतिक मागणी 1.3 अब्जपर्यंत पोहोचली आहे आणि अनुप्रयोग क्षेत्राच्या सतत विस्ताराने, ही संख्या दरवर्षी वाढत आहे. यामुळे, विविध उद्योगांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरीच्या वापरात वेगाने वाढ होत असताना, बॅटरीची सुरक्षा कार्यक्षमता वाढत्या प्रमाणात ठळक होत आहे, ज्यासाठी केवळ लिथियम-आयन बॅटरीचे उत्कृष्ट चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग कार्यप्रदर्शन आवश्यक नाही तर उच्च पातळी देखील आवश्यक आहे. सुरक्षा कामगिरी. शेवटी लिथियम बॅटरीमुळे आग आणि स्फोट का होतात, कोणते उपाय टाळले जाऊ शकतात आणि दूर केले जाऊ शकतात?
सर्वप्रथम, लिथियम बॅटरीची भौतिक रचना समजून घेऊ. लिथियम-आयन बॅटरीचे कार्यप्रदर्शन प्रामुख्याने वापरल्या जाणाऱ्या बॅटरीच्या अंतर्गत सामग्रीची रचना आणि कार्यप्रदर्शन यावर अवलंबून असते. या अंतर्गत बॅटरी सामग्रीमध्ये नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट, डायाफ्राम आणि सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री समाविष्ट आहे. त्यापैकी, सकारात्मक आणि नकारात्मक सामग्रीची निवड आणि गुणवत्ता थेट लिथियम-आयन बॅटरीची कार्यक्षमता आणि किंमत निर्धारित करते. म्हणून, स्वस्त आणि उच्च कार्यक्षमतेच्या सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीचे संशोधन हे लिथियम-आयन बॅटरी उद्योगाच्या विकासाचे केंद्रबिंदू आहे.
नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री सामान्यतः कार्बन सामग्री म्हणून निवडली जाते आणि सध्या विकास तुलनेने परिपक्व आहे. कॅथोड सामग्रीचा विकास लिथियम-आयन बॅटरीची कार्यक्षमता आणि किंमत कमी करण्याच्या पुढील सुधारणांना मर्यादित करणारा एक महत्त्वाचा घटक बनला आहे. लिथियम-आयन बॅटरीच्या सध्याच्या व्यावसायिक उत्पादनामध्ये, कॅथोड सामग्रीची किंमत एकूण बॅटरी खर्चाच्या सुमारे 40% आहे आणि कॅथोड सामग्रीच्या किंमतीतील घट थेट लिथियम-आयन बॅटरीच्या किंमतीतील घट निश्चित करते. हे विशेषतः लिथियम-आयन पॉवर बॅटरीसाठी खरे आहे. उदाहरणार्थ, सेल फोनसाठी लहान लिथियम-आयन बॅटरीसाठी फक्त 5 ग्रॅम कॅथोड सामग्रीची आवश्यकता असते, तर बस चालविण्यासाठी लिथियम-आयन पॉवर बॅटरीसाठी 500 किलो कॅथोड सामग्रीची आवश्यकता असू शकते.
जरी ली-आयन बॅटरीचे सकारात्मक इलेक्ट्रोड म्हणून वापरता येणारे अनेक प्रकारचे साहित्य सैद्धांतिकदृष्ट्या असले तरी, सामान्य सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रीचा मुख्य घटक LiCoO2 आहे. चार्जिंग करताना, बॅटरीच्या दोन ध्रुवांमध्ये जोडलेली विद्युत क्षमता पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोडच्या कंपाऊंडला लिथियम आयन सोडण्यास भाग पाडते, जे लॅमेलर स्ट्रक्चरसह नकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या कार्बनमध्ये एम्बेड केलेले असतात. डिस्चार्ज केल्यावर, लिथियम आयन कार्बनच्या लॅमेलर रचनेतून बाहेर पडतात आणि सकारात्मक इलेक्ट्रोडवर कंपाऊंडसह पुन्हा एकत्र होतात. लिथियम आयनच्या हालचालीमुळे विद्युत प्रवाह निर्माण होतो. लिथियम बॅटरी कशा काम करतात याचे हे तत्त्व आहे.
जरी तत्त्व सोपे आहे, वास्तविक औद्योगिक उत्पादनात, विचारात घेण्यासारखे बरेच काही व्यावहारिक मुद्दे आहेत: सकारात्मक इलेक्ट्रोडच्या सामग्रीला एकाधिक चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगची क्रिया राखण्यासाठी ॲडिटीव्हची आवश्यकता असते आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडची सामग्री येथे डिझाइन करणे आवश्यक आहे. अधिक लिथियम आयन सामावून आणण्यासाठी आण्विक संरचना पातळी; सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड्समध्ये भरलेल्या इलेक्ट्रोलाइटमध्ये स्थिरता राखण्याव्यतिरिक्त, चांगली विद्युत चालकता असणे आणि बॅटरीचा अंतर्गत प्रतिकार कमी करणे आवश्यक आहे.
जरी लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये वरील सर्व फायदे आहेत, परंतु संरक्षण सर्किटसाठी त्याची आवश्यकता तुलनेने जास्त आहे, प्रक्रियेचा वापर करताना काटेकोरपणे ओव्हर चार्जिंग, ओव्हर-डिस्चार्ज इंद्रियगोचर टाळण्यासाठी, डिस्चार्ज चालू नसावे. खूप मोठे असावे, सर्वसाधारणपणे, डिस्चार्ज दर 0.2 सी पेक्षा जास्त नसावा. लिथियम बॅटरीची चार्जिंग प्रक्रिया आकृतीमध्ये दर्शविली आहे. चार्जिंग सायकलमध्ये, लिथियम-आयन बॅटरींना चार्ज करता येईल की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी चार्जिंग सुरू होण्यापूर्वी बॅटरीचे व्होल्टेज आणि तापमान ओळखणे आवश्यक आहे. जर बॅटरी व्होल्टेज किंवा तापमान निर्मात्याने परवानगी दिलेल्या श्रेणीबाहेर असेल तर चार्जिंगला मनाई आहे. स्वीकार्य चार्जिंग व्होल्टेज श्रेणी आहे: 2.5V~4.2V प्रति बॅटरी.
जर बॅटरी खोल डिस्चार्जमध्ये असेल, तर चार्जरला प्री-चार्ज प्रक्रिया असणे आवश्यक आहे जेणेकरून बॅटरी जलद चार्जिंगसाठी अटी पूर्ण करेल; नंतर, बॅटरी निर्मात्याने शिफारस केलेल्या जलद चार्जिंग दरानुसार, साधारणपणे 1C, चार्जर बॅटरीला स्थिर विद्युत् प्रवाहाने चार्ज करतो आणि बॅटरी व्होल्टेज हळूहळू वाढते; एकदा बॅटरी व्होल्टेज सेट टर्मिनेशन व्होल्टेज (सामान्यत: 4.1V किंवा 4.2V) पर्यंत पोहोचले की, स्थिर वर्तमान चार्जिंग संपुष्टात येते आणि चार्जिंग करंट एकदा बॅटरी व्होल्टेज सेट टर्मिनेशन व्होल्टेजपर्यंत पोहोचते (सामान्यत: 4.1V किंवा 4.2V), स्थिर वर्तमान चार्जिंग समाप्त होते, चार्जिंग करंट वेगाने क्षीण होते आणि चार्जिंग पूर्ण चार्जिंग प्रक्रियेत प्रवेश करते; पूर्ण चार्जिंग प्रक्रियेदरम्यान, चार्जिंगचा दर C/10 च्या खाली येईपर्यंत किंवा पूर्ण चार्जिंग वेळ ओव्हररन होईपर्यंत चार्जिंग करंट हळूहळू क्षीण होत जातो, त्यानंतर ते टॉप कट-ऑफ चार्जिंगमध्ये बदलते; टॉप कट-ऑफ चार्जिंग दरम्यान, चार्जर खूप लहान चार्जिंग करंटसह बॅटरी पुन्हा भरतो. टॉप कटऑफ चार्जिंगच्या कालावधीनंतर, चार्ज बंद केला जातो.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर-15-2022