1. دقة الجهد لبطاريات ليثيوم أيون
(1) جهد الدائرة المفتوحة: يشير إلى جهد بطارية الليثيوم أيون عندما لا يكون في حالة عمل. في هذه الحالة ، لا يوجد تيار يتدفق داخل البطارية ، ويتم تمثيل الجهد الخاص به بالفرق المحتمل بين الأقطاب الإيجابية والسلبية. عندما يتم شحن البطارية بالكامل ، يكون الجهد الدائرة المفتوحة عادة حوالي 3.7 فولت ويمكن أن يصل إلى 3.8 فولت في بعض الحالات.
(2) جهد العمل: مقارنة بجهد الدائرة المفتوحة ، فهو جهد بطارية ليثيوم أيون في حالة العمل. في هذا الوقت ، هناك تيار يتدفق عبر البطارية ، وعندما يمر التيار ، سيتم إعاقةه من خلال المقاومة الداخلية ، وبالتالي فإن الجهد العاملة يكون دائمًا أقل من جهد الدائرة المفتوحة عند الشحن بالكامل.
(3) جهد الإنهاء: أي أن الجهد الحرج الذي يجب أن تستمر فيه البطارية في التفريغ بعد تفريغها إلى قيمة جهد معينة. يتم تحديد قيمة الجهد هذه بواسطة بنية بطارية الليثيوم أيون ، وتحت عمل لوحة الحماية ، يستقر الجهد في البطارية عادة عند حوالي 2.95 فولت عند إنهاء التفريغ.
(4) الجهد القياسي: من المستوى الرئيسي ، يُعرف الجهد القياسي أيضًا باسم الجهد المصنف ، وهو القيمة القياسية للفرق المحتمل الناتج عن التفاعل الكيميائي لمواد القطب الإيجابي والسلبي للبطارية. الجهد المقنن لبطاريات الليثيوم أيون هو 3.7 فولت ، مما يدل على أن الجهد القياسي هو في الواقع الجهد التشغيلي في الحالة القياسية.
انطلاقًا من الفولتية الأربعة لبطارية الليثيوم أيون المذكورة سابقًا ، فإن الفولتية المشاركة في حالة العمل هي الجهد القياسي والجهد العاملة ؛ عندما لا تكون في حالة العمل ، ينعكس الجهد كجهد الدائرة المفتوحة والجهد النهائي. نظرًا لأن كيمياء بطاريات الليثيوم أيون قابلة للتكرار ، فيجب شحنها على الفور عندما ينخفض جهد البطارية إلى جهد الإنهاء. إذا لم يتم شحنها لفترة طويلة ، فسيؤدي ذلك إلى انخفاض كبير في عمر البطارية ، وفي الحالات الشديدة ، قد يتم إلغاؤه.
أثناء عملية التفريغ بأكملها ، يمكن تقسيم منحنى الجهد لبطارية الليثيوم أيون إلى ثلاث مراحل:
2. يرتبط جهد بطاريات الليثيوم ارتباطًا وثيقًا بإمكانية الإلكترود لمواد القطب الإيجابي والسلبي للبطارية
يختلف جهد بطاريات الليثيوم اعتمادًا على المادة ، وذلك أساسًا للأسباب التالية:
(1) تأثير الخواص الكيميائية لمواد الإلكترود
عملية الشحن والتفريغ لبطاريات الليثيوم هي في الأساس عملية أيونات الليثيوم التي تهاجر بين الأقطاب الإيجابية والسلبية ، والخصائص الكيميائية لمواد الإلكترود هي العوامل الأساسية التي تحدد جهد البطارية. عند أخذ مواد الكاثود الشائعة كمثال ، فإن عنصر الكوبالت في أكسيد الكوبالت الليثيوم (LICOO₂) لديه إمكانات عالية الأكسدة ، مما يجعل من السهل إطلاق أيونات الليثيوم وإلكترونات الإخراج عند العمل. عند إقرانه مع أنود الجرافيت ، يمكن أن يصل جهد البطارية الناتج إلى حوالي 3.7 فولت. مادة الكاثود الفوسفاتية الحديد الليثيوم (LIFEPO₄) ، لأن إمكانات الأكسدة والاختزال للحديد أقل من الكوبالت ، فإن جهد البطارية المكون من أنود الجرافيت عادة ما يكون مستقرًا عند حوالي 3.2 فولت. يكمن السبب الجذري لهذا الاختلاف في الجهد في الاختلاف في توزيع والبنية الكيميائية لسحابة الإلكترون للعناصر المختلفة ، مما يؤدي بدوره إلى اختلافات في قدرتها على كسب وإلكترونات وفقدانها وإطلاق أيونات الليثيوم.
(2) تغييرات الجهد الناتجة عن اختلافات الهيكل البلوري
تأثير بنية البلورة للمادة على جهد بطارية الليثيوم مهم بنفس القدر. المواد الثلاثية (LI (NICOMN) O₂) هي ممثلين نموذجيين ، والعناصر الثلاثة من النيكل والكوبالت والمنغنيز تعمل على تحسين التركيب البلوري للمادة من خلال العمل التآزري ، بحيث تكون مسار انتشار أيونات الليثيوم أكثر سلاسة ، وعمليات التضمين والهروب هي أكثر إحكاما. عند مطابقتها مع قطب سلبي مناسب ، يمكن تشكيل منصة جهد أعلى ، عادة ما بين 3.6-3.7 فولت. بالنظر إلى أكسيد المنغنيز الليثيوم (Limn₂o₄) ، فإن بنية الإسبنيل لها مشكلة في حل أيون المنغنيز أثناء الشحن والتفريغ ، مما سيعيق نشر أيونات الليثيوم ، مما يؤدي إلى انخفاض جهد البطارية نسبيًا حوالي 3.0 فولت. من الواضح أن الاختلافات في التركيب البلوري يمكن أن تؤثر بشكل كبير على أداء نقل أيونات الليثيوم في المادة ، والتي بدورها لها تأثير على جهد البطارية.
(3) العلاقة بين كثافة الطاقة والجهد
هناك علاقة قوية بين كثافة الطاقة للمواد القطب وجهد البطارية. المواد ذات الكثافة العالية للطاقة قادرة على تخزين المزيد من الطاقة لكل وحدة أو حجم ، والتي عادة ما تتوافق مع الفولتية العالية. على سبيل المثال ، مع زيادة محتوى النيكل ، تزداد كثافة الطاقة للمادة ، وستزداد جهد البطارية أيضًا. هذا لا يحسن الأداء الكلي للبطارية فحسب ، بل يفي أيضًا ببعض سيناريوهات التطبيق التي تتطلب طاقة عالية. ومع ذلك ، لم تستطع مواد بطارية الليثيوم المبكرة ، نظرًا لكثافة الطاقة المنخفضة ، تخزين طاقة كافية في الوحدة ، وكان الجهد المقابل منخفضًا أيضًا ، مما يجعل من الصعب تلبية احتياجات المعدات الحديثة للطاقة العالية والجهد العالي.
ACEY ذكيةمتخصص في توفير حلول شاملة واحدة لخطوط التجميع شبه التلقائية/التلقائية بالكامل لحزم بطارية الليثيوم المستخدمة في ESS ، الطائرات بدون طيار ، الدراجة الإلكترونية ، أدوات الطاقة الإلكترونية ، أدوات الطاقة ، وثلاثين من العجلات ، وما إلى ذلك. نظام اختبار حزمة الاختبار والبطارية ، إلخ.
