ما هو تأثير كمية الإلكتروليت على أداء البطارية؟

لا يضمن اختيار نظام إلكتروليت مناسب لمختلف المواد الإيجابية والسلبية أن البطارية تتمتع بأداء كهروكيميائي جيد ، ويجب تحديد الكمية المناسبة من الإلكتروليت وفقًا لمتطلبات المواد الإيجابية والسلبية المختلفة.

1. معايير الحكم على حجم الطلب على الإلكتروليت

يستخدم المنحل بالكهرباء كوسيط لهجرة أيونات الليثيوم ونقل الشحنة. من أجل ضمان استخدام المادة الفعالة بالكامل ، يجب ملء الفجوات الموجودة في قلب البطارية بالكهرباء. تختلف كثافة الضغط لكل مادة كاثود ، وتختلف متطلبات كمية الإلكتروليت. الوضع العام هو أن الطلب على إلكتروليت مادة كاثود أكسيد الكوبالت الليثيوم ذات كثافة الضغط العالية صغير ، والطلب على المنحل بالكهرباء لبطارية نظام كاثود منغنات الليثيوم والليثيوم مع كثافة ضغط منخفضة هو الأكبر.

2. تأثير حجم المنحل بالكهرباء على أداء البطارية

(1) تأثير حجم المنحل بالكهرباء على سعة البطارية

يمكن أن نرى من الشكل 1 أن منحنى الشحن والتفريغ للإلكتروليت بكمية صغيرة من التنقيط غير طبيعي ، وسعة الشحن أكبر بكثير من القيم الأخرى ، وسعة التفريغ أصغر بكثير من القيم الأخرى. تزداد السعة مع زيادة كمية الإلكتروليت. البطارية ذات السعة الأفضل بها غشاء مبلل للتو. يمكن ملاحظة أن كمية الإلكتروليت غير كافية ، وصفيحة القطب الموجب ليست مبللة بما فيه الكفاية ، والحجاب الحاجز غير مبلل ، مما ينتج عنه مقاومة داخلية كبيرة وقدرة منخفضة. تساعد الزيادة في كمية الإلكتروليت على الاستفادة الكاملة من قدرة المادة الفعالة. يوضح هذا أن سعة البطارية لها علاقة أكبر بكمية الإلكتروليت ، وأن سعة البطارية تزداد مع زيادة كمية الإلكتروليت ، ولكنها تميل أخيرًا إلى أن تكون ثابتة بشكل أساسي.

(2) تأثير حجم المنحل بالكهرباء على أداء دورة البطارية

يتضح من الشكل 1 أنه مع زيادة المعدل ، يصبح فرق السعة أكثر وضوحًا ، ويصبح أداء دورة البطارية أسوأ. كمية المنحل بالكهرباء صغيرة ، وتقل الموصلية ، وتزداد المقاومة الداخلية بسرعة بعد ركوب الدراجات ، مما يسرع من تحلل أو تطاير الإلكتروليت الجزئي للبطارية ، ويتسارع تدهور أداء دورة البطارية تدريجيًا. يؤدي الإفراط في الإلكتروليت إلى زيادة التفاعل الجانبي لخلية البطارية نسبيًا ، ويكون إنتاج الغاز كبيرًا ، مما يؤدي إلى انخفاض أداء دورة خلية البطارية. علاوة على ذلك ، يضيع أيضًا المنحل بالكهرباء المفرط. يمكن ملاحظة أن كمية الإلكتروليت لها تأثير واضح جدًا على أداء دورة البطارية. القليل جدًا أو الكثير من المنحل بالكهرباء لا يفضي إلى أداء دورة البطارية.

(3) تأثير حجم الإلكتروليت على أداء سلامة البطارية

يرجع أداء السلامة الجيد للبطارية بشكل أساسي إلى عدم وجود انتفاخ وانفجار أثناء الاستخدام. أحد أسباب انفجار البطارية هو أن حجم الحقن لا يلبي المتطلبات التكنولوجية. عندما تكون كمية الإلكتروليت صغيرة جدًا ، تكون المقاومة الداخلية للبطارية كبيرة والحرارة مرتفعة. تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تحلل الإلكتروليت سريعًا لإنتاج الغاز ، ويذوب الحجاب الحاجز ، مما يتسبب في تمدد البطارية وقصر الدائرة وانفجارها. عندما ينتج الإلكتروليت المستخدم والمواد الإيجابية والسلبية إنتاجًا مفرطًا للغاز عن طريق التفاعلات الجانبية ، يمكن إضافة كمية مناسبة من متسلل الإلكتروليت لتقليل كمية الإلكتروليت المضافة ، وبالتالي تقليل مشكلة إنتاج الغاز الزائد وتحسين سلامة البطارية. عندما تكون كمية الإلكتروليت أكثر من اللازم ، تكون كمية الغاز المتولدة أثناء الشحن والتفريغ كبيرة ، ويكون الضغط الداخلي للبطارية مرتفعًا ، ويتمزق الغلاف الخارجي ، مما يتسبب في تسرب الإلكتروليت. عندما تكون درجة حرارة المنحل بالكهرباء عالية ، سوف تشتعل فيها النيران عندما يواجه الهواء.

الإلكتروليت هو جزء لا غنى عنه من بطاريات الليثيوم أيون ، وهو شرط ضروري لبطاريات الليثيوم أيون للحصول على مزايا الجهد العالي وكثافة الطاقة العالية وأداء الدورة العالية. كمية الإلكتروليت لها تأثير مهم على الأداء الكهروكيميائي وأداء سلامة البطارية. الكثير أو القليل جدا غير مناسب. هناك حاجة لإجراء تجارب لتحديد كمية الإلكتروليت المتوافقة مع المواد الموجبة والسالبة والحجاب الحاجز.