EN
Литийн батарейгүйн электролитын бүтээгдэхүүн болон өнгөрөх үеэрхий нөхцөл
Литийн батарейгүйн электролитын үндсэн элементүүд
Литийн батерейн электролитууд нь тодорхой уусгагч, давссыг холиход тулгуурлана. Жишээ нь этилен карбонат (EC), диметил карбонат (DMC)-ыг авч үзье. Тухайн уусгагчид электролитын литийн давссыг сайн уусгах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь батерейн ажиллагаанд шууд нөлөөлдөг. Уусгагчийн сонголт нь шингэний зуурмаг эсвэл шингэн байдал, мөн цахилгаан шинж чанарыг тодорхойлдог. Энэ нь электронууд глад гүйх шаардлагатай үед маш чухал юм. Давссын бүрэлдэхүүн хэсэгт, тухайн тохиолдолд LiPF6-ийг онцгойлох боломжтой бөгөөд энэ нь ионуудыг батерей дотор үр ашигтайгаар нисэх боломж олгодог. Сайн ион дамжуулалт нь цэнэглэх хурдыг нэмэгдүүлж, цэнэгийн гаралтыг сайжруулдаг бөгөөд энэ нь батерейг бодит нөхцөлд илүү сайн ажиллуулахад тусалдаг. Үйлдвэрлэгчид мөн өөр өөрсдийн найрлаганд нэмэлт бодисуудыг нэмдэг. Жишээ нь дөл хөтлөгч бодисуудыг авч болно. Эдгээр нэмэлт бодисууд нь дөлтэй урвалд орох эрсдлийг бууруулахад тусалж батерейн системийн янз бүрийн хэсэгт дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Энэ нь батерей ажиллаж байх үед халсан үед аюултай байдлыг урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.
Стандарт элекцтруолитүүдэд ямар чухал өндөр температуртай ажиллагаа эхэлнэ
Литийн батерейг аюулгүй байлгахад дулааныг алдахыг мэдэх нь маш чухал юм. Дулаан алдах үед юу болдог вэ? Үндсэндээ, батерей дотор дулаан үүсгэгч химийн урвалын цэгцгүй гинжин урвал өрнөх бөгөөд эцэст нь батерейг бүрэн хордуулж болно. Энэ бүхэн нь их сөрөг температурын түвшинд хүрэхэд эхэлдэг бөгөөд мөн бид бүгд зорихгүй байхыг хүсдэг дотоод богино холболтыг үүсгэдэг. Цахилгаан олж авах, маш их халуун эсвэл хүйтэн нөхцөлд нэрвэгдэх, зарим тохиолдолд батерейг үйлдвэрт хийсэн байдал нь ч энэ процессыг эхлүүлж болно. Жишээ нь илүү цэнэглэх нь дотоод температурыг маш их халуун байлгах бөгөөд электролит бүтцийг алдагдуулж бүх зүйлийг муудаг. Мэргэжлийн тайлангууд энэ төрлийн гэмтлийн тоо хүмүүсийн бодож байгаа шиг олон тохиолддог байна. Ийм учраас аюулгүй байдал ханган баталгаажуулах стандартууд маш чухал болж байна. Батерейн аюулгүй байдал гэх мэт хуулиуд нь олон төрлийн салбарт батерей ашиглах зохистой дүрэм журмыг тогтоож байгаа юм.
Электролитийн температуртай холбоотой стандарт
Литийн батерейн электролитийг өндөр температурт тогтвортой байлгахад үйлдвэрлэлийн стандартууд маш чухал байдаг. IEC болон UL зэрэг байгууллагууд нь эдгээр батерейнууд ямар аюулгүй байдал, найдвартай байх ёстойг тодорхойлдог. Тэдгээрийн зааварчилгаанууд нийтлэг шалгаруулалттай холбоотой дулааны эсэргүүцэлд хамаарах бөгөөд үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүнүүд нь зах зэлд гарахаасаа өмнө ямар нөхцөлд тэсвэрлэх ёстойг тогтоодог. Компаниуд эдгээр стандартуудыг дагаж мөрдөхөд өрсөлдөгчдөөсөө давуу талыг олох боломжтой болдог, учир нь хэрэглэгчид аюулгүй, таамаглаж буй шиг ажилладаг бүтээгдэхүүнийг хүсдэг. Эдгээр дүрэм журамьд нийцэх нь батерейн ашиглагчдыг хамгаалах, мөн салбарт найдвартай байдалд суурилсан баталгаатай нэр хүндийг бий болгодог. Эдгээр стандартуудыг дагаж мөрдөх нь зөвхөн сайн дадал биш, харин компанийн батерейн аюулгүй байдал нь хэрэглэгчдийн итгэлийг хадгалахын тулд тусгай хэрэглээний талаарх баталгааг хангахад чухал юм.
N,N'-Карбонилдиимидазол (CDI): Хашааны хамгааллын химийн үнэлгээ
Молекулын бүтэц болон хасах үзэгдэл
N,N карбонилдиимидазол нь ерөнхийдөө CDI гэгддэг бөгөөд түүний онцлог молекулын бүтэц нь термодинамик үзэгдлүүдэд хэрхэн нөлөөлөхийг тодорхойлдог. CDI-г онцлог болгож буй зүйл бол задрахаас өмнө өндөр температурыг даах чадвар юм. Иймээс ихэнх судлаачид литийн батерейнуудын аюулгүй байдлыг сайжруулахад чухал бүрэлдэхүүн хэсэг гэж үздэг. Батерейнууд ажиллаж байх үедээ халуун болоход энэ шинж чанар нь тогтвортой байдалд барихад тусалж, одоо ихэнх литийн батерейнуудыг амжилтгүй болгодог термал runaway гэх мэт аюултай нөхцөл бүрдэхээс сэргийлдэг. Зах зээл дээрх өрсөлдөгчидтэй харьцуулахад CDI нь ихэвчлэн бусад нэмэлт бодисуудынхаа дулааныг илүү сайн даадаг. Өрсөлдөгч материалууд ихэвчлэн илүү бага температурт задрах эхэлдэг учраас батерейн системүүдийн тогтвортой байдал алдагдаж буй нь туршилтаар тодорхой батлагдсан байдаг.
CDI-ийн карбонатын электролиттэй харилцаа
CDI нь карбонатын суурьтай электролитийн ажиллагааг сайжруулахад маш их тусалдаг. Энэ нь электролитын холимог дотор химийн урвалыг тэнцвэржүүлэх замаар тогтвортой нөхцөл бүрдүүлдэг. Энэ бодисын үйлчлэл нь хажуугийн урвалуудыг саатуулж, систем даяар ионуудын хөдөлгөөнийг сайжруулдаг. Энэ нь литийн батерейнууд илүү үр ашигтай, аюулгүй ажиллахад хүргэдэг. Дэлхийн олон лабораториуд CDI-г өргөн тестлэж, энэ нь хатуу нөхцөл байдалд ч электролитын системийн ажиллагааг тогтвортой байлгаж байгааг тогтоосон. Маш олон батерей үйлдвэрлэгчид одоо CDI-г өөртөө ашиглаж эхэлсэн бөгөөд талбайн тестүүд нь лабораторийн орчинд биш шууд бүтээгдэхүүнд ашигласан үед ч тогтвортой үр дүнг өгдгийг харуулжээ.
Эрүүл мэндийн стабильдээг удахгүй солвонтой харьцуулах
Литиум баттерейн стандарт уусгагчидтай харьцуулахад CDI-ийн хувьд тогтвортой байдал нь тодорхой харагддаг. Халуун байх үед ч бас цэгцтэй байх нь дээрх цэгүүдийг харуулж байгаа тоон мэдээллээр батлагдсан бөгөөд, халууны тэсвэр нь этилен карбонат эсвэл диметил карбонат зэрэг өмнөх дуртай нэгдлүүдээс илүү өндөр байдаг. Баттерейн ашиглалтын хугацаа болон хэт халалтаас сэргийлэх аюулгүй байдлыг хангах асуудал нь маш чухал байдаг тул энэ нь халууны ачаалалд тэсвэргүй байх магадлал багатай гэсэн үг юм. Үйлдвэрлэлийн салбараас гарч буй олон судалгаа эдгээр өгүүлбэрийг баталж байгаа бөгөөд мэргэжилтнүүд халууны тогтвортой гүйцэтгэлээс шалтгаалан CDI-г сонгож байна. Ямар ч материал бүрэн гэнэн биш боловч, нотлох баримтуудын өсөн нэмэгдэж буй нь баттерейн загварчлалын хувьд температурыг илүү сайн удирдах шийдэл болгон CDI шийдлийг сонгож буй шалтгааныг тодорхойлж байна.
CDI-ийн электролитын хувиргалтыг буцах механизм
Хэтэрхий цаг агаартай харьцуулалт үзүүлэх
N,N'-Карбонилдиимидазол нь ихэвчлэн CDI гэж мэдэгддэг бөгөөд ионжуулалт үргэлжилж байх үед батерейн аюулгүй байдлыг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. CDI-г ийм үр дүнтэй болгодог юу? Энэ нь өндөр температурт химийн урвалын явцыг өөрчлөх замаар батерейн эсүүдэд аюултай дулаан хуримтлагдахаас сэргийлдэг. Лабораторийн туршилтууд нь CDI нь батерей хүнд нөхцөлд орж байхад ч өөрийн чадварыг баталж өгч байна. CDI-ийн талаар нэгэн онцлог нь илүүдэл дулаан үүсгэж буюу хурдан хугацаанд задардаг урвалуудыг саатуулах нэмэлт хамгаалалтыг нэмдэг. Зохионо гэж байсан ионжуулалт болох үед энэ нь дулааныг алдагдуулах магадлалыг бууруулж, батерей ашиглаж буй хүмүүст илүү сайн нийтлэг аюулгүй байдлыг хангана. Батерей үйлдвэрлэгчид ионжуулалттай холбоотой аюулгүй байдлын гол асуудлуудыг бууруулахын тулд CDI-г үйлдвэрлэлийн явцад нэмж байгаа нь тэдний анхаарлыг татаж байна.
Холбогдох Электролит (SEI) Хавсралтын Стабиль Байдалыг Нэмэгдүүлэх
Шүүгээний электролитын хоорондын фаз эсвэл богинооор SEI нь электролит шууд электродтой харилцахыг саатуулдаг тул батерейн ажиллагаанд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэрэв энэ саад байхгүй бол батерей дотор олон төрлийн муу химийн урвал явагдах болно. Багтаамжтай цэнэгийн оруулга (CDI) нь SEI-ийн тогтвортой байдалд том нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь батерейнууд илүү урт хугацаанд ажиллах боломжийг олгодог. CDI нь SEI давхаргыг бэхжүүлэх үед таамаглаж буйгаар электродын материалыг хамгаалах илүү сайн хамгаалалтын давхарга үүсдэг. Хугацаа өнгөрөхөд энэ хамгаалалт нь материалыг хурдан задлахаас сэргийлж тусладаг. Цахилгаан химийн олон хэвлэлийн сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаа нь CDI-г ашиглан эмчилсэн батерейнууд нь ердийн батерейнуудтай харьцуулахад илүү баталгаатай SEI давхаргыг үүсгэдэгийг харуулжээ. Эдгээр сайжруулалтууд нь мөн шууд ашигтай талуудад хүрэх боломжийг олгодог. CDI технологийг ашигладаг үйлдвэрлэгчид өөрийн бүтээгдэхүүнүүдээ илүү урт нас, сайн нийт дүнгийн ажиллагаатай гэж зах зээлд сурталчилж чаддаг бөгөөд энэ нь энерги хадгалах зах зээл дэх өрсөлдөөнийг илүү сайн байх боломжийг олгодог.
Төвөгтэй давхаргын үед хамаарах бодисыг нэгжүүлэх
Батерейнууд хэт халуун байдалд орж болох ба энэ нь азотын хүчил шиг бодисуудыг үүсгэж, тэдгээрийн ажиллах чадвар болон хугацааг муудааг юм. CDI нь энэ асуудлын эсрэг тодорхой зэрэг дэмжлэг үзүүлдэг бөгөөд батерейн доторх хүчиллэг бодисуудын хуралдахыг бууруулж, коррозийн асуудал болон батерейн үр ашгийг удаан хугацаанд бууруулахаас сэргийлдэг. CDI технологийг ашигласнаар батерейн доторх хүчиллэгийн түвшин буурч байгааг сүүлийн үеийн судалгаа харуулж байна. CDI-г ашиглахын ард байгаа гол ач холбогдол нь зөвхөн муу урвалыг зогсоох явдал л биш юм. Үнэндээ энэ технологи батерейн чухал хэсгүүдийг гэмтлээс хамгаалж, температурын өсөлт эсвэл бусад хүчин зүйлсийн нөлөөнд батерейн ажиллагааг тогтвортой байлгах боломжийг олгодог. Үйлдвэрлэлийн хувьд CDI технологийг бүтээгдэхүүндээ нэвтрүүлсэн компаниуд энгийн загваруудаас илүү хатуу нөхцөл байдалд тэсвэртэй батерейнуудыг үйлдвэрлэж чаддаг. Эдгээр сайжруулалтууд нь хэрэглэгчдийн хувьд хатуу нөхцөл байдалд ажиллах батерейн системийн хувьд илүү урт нас, найдвартай байдлыг хангаж өгдөг.
Традициональ хөдөлгөөнүүдийн харьцуулах ажиллагааны хамгийн сайн үр дүн
Эргэлзээний зааврын хэмжээг өсгөх
Традицион термийн нэмэлт бодисуудтай харьцуулахад CDI нь аюулгүй ажиллах температурын хүрээг хүрэлцэхэд илүү өргөн боломжийг санал болгодог. Цахилгаан батерейн хэрэглээнд энэ нь орчин үеийн нөхцөл байдалд илүү сайн ажиллах боломжийг олгох бөгөөд температур хэт ихсэх үед гэмтэх магадлал бага байдаг. Жишээлбэл, традицион нэмэлт бодисууд өндөр температурт тогтворгүй байдлаас үүдэн ажиллах чадвар нь мууддаг. Гэвч CDI нь тогтвортой урвалын шинж чанараа благодаря батерейнууд температурын хэлбэлзэл ихтэй үед ч хэвийн ажилладаг. Маркетингийн шинжээчид эдгээр сайжруулалтууд нь бодит амьдралд лав амжилт олоод байгааг тэмдэглэсэн. Батерейнууд илүү урт хугацаагаар ажилладаг, илүү найдвартай ажилладаг бөгөөд энэ нь цахилгаан автомашины болон сэргээгдэх эрчим хүчний томоохон хадгалалтын тогтолцоонд маш чухал ач холбогдолтой.
Температурт хамаарах газ үүсэх хэмжээг багасгах
Халууны цочролын үед хийг багасгахад CDI-ийн талаархи юм маш чухал юм. Цөөн хий нь аюулгүй байдал нь илүү сайн гэсэн үг юм. Учир нь баттерей доторх их хэмжээний хий нь тэсэхийн чадахгүй даралт үүсгэж, дэлбэрэх эрсдэлтэй байдаг. CDI ашигладаг баттереуд нь хэвийн нэмэлт бодисуудад тулгуурласан баттереудтэй харьцуулахад хамаагүй бага хий үүсгэдэг нь тогтоогдсон юм. Хийн түвшин буурах нь баттереийг илүү аюулгүй болгодог учраас хэт ачаалал өгөх үед хавагнах эсвэл дэлбэрэх магадлал бага байдаг. Урт хугацааны найдвартай байдалд анхаарал хандуулж буй үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ нь CDI-г ажиллагааны явцад илүү их эрсдэл бий болгохгүй баттерей хөгжүүлэх сонголт болон таалагддаг.
Алс татсан электролитын байгууламжтай хамтран ажиллах чадвар
CDI нь батерейн дөрөөлөг дахь дөлөөр эсэргүүцэх материалын хамт ажиллахдаа сайн ажилладаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг илүү аюулгүй болгодог. Эдгээр галыг унтраах бодисуудтай холиход CDI нь аюултай байдлаас хамгаалах чадварыг нь сайжруулдаг. Хэдэн жилийн туршид хийсэн лабораторийн туршилтууд нь батерейн элементүүдэд CDI болон дөлөөр эсэргүүцэх бодисуудыг хамт хэрэглэхэд тэдгээрийн бүтцийн бат бөх чанар нь хатуу нөхцөл байдалд тэсвэлдэг температурыг илүү өндөр байлгаж чаддагийг харуулсан. Ухаалаг утас, ноутбук, цахилгаан хөдөлгүүртэй тээврийн хэрэгсэл зэрэг батерейн хувьд аюулгүй байдлын дүрэм журам маш хатуу байдаг тул энэ хослол нь тийм зүйлсийн хувьд маш чухал байдаг. Үйлдвэрлэгчид энэ төрлийн хамгаалалтыг хэрэгцээгүй байдаг, учир нь хүмүүс өдөр тутмын амьдралдаа итгэлтэй хэрэглэдэг багаж төхөөрөмжүүдийн жижиг гаж нь ч том асуудалд хүргэж болзошгүй юм.