ปัจจัยหลายประการที่มีผลต่อประสิทธิภาพการหมุนเวียนของแบตเตอรี่ลิเธียมไทเทเนต

ปัจจัยหลายประการที่มีผลต่อประสิทธิภาพการหมุนเวียนของแบตเตอรี่ลิเธียมไทเทเนต

ไม่ต้องสงสัยเลยว่าความสำคัญของการทำงานซ้ำของแบตเตอรี่ลิเธียมไทเทเนตนั้นมีมากเพียงใด จากมุมมองที่กว้างขึ้น ช่วงอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นหมายถึงการใช้ทรัพยากรที่ลดลง ดังนั้น ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจรแบตเตอรี่ลิเธียมเป็นเรื่องที่ทุกคนที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมต้องพิจารณา ต่อไปนี้คือรายการปัจจัยบางประการที่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของวงจรแบตเตอรี่สำหรับคุณนำไปพิจารณา

ชนิดของวัสดุ: การเลือกวัสดุเป็นปัจจัยแรกที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียม หากเลือกวัสดุที่มีสมรรถนะการใช้งานซ้ำ (cycle performance) ต่ำ แม้กระบวนการผลิตจะเหมาะสมและคุณภาพการผลิตจะสมบูรณ์แบบเพียงใด สมรรถนะการใช้งานซ้ำของแกนแบตเตอรี่ก็ไม่สามารถรับประกันได้อย่างแน่นอน; ในทางกลับกัน หากเลือกวัสดุที่ดีกว่า แม้กระบวนการผลิตขั้นหลังจะมีข้อบกพร่องบางประการ สมรรถนะการใช้งานซ้ำก็อาจยังไม่แย่เกินไป (เช่น ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์มีความจุเฉพาะประมาณ 135.5 mAh/g และเมื่อปล่อยประจุลิเธียมเต็มที่ แม้จะชาร์จ-คายประจุที่อัตรา 1C มากกว่า 100 รอบ แต่หากใช้อัตรา 0.5C จะสามารถทำได้มากกว่า 500 รอบ โดยยังคงรักษาความจุไว้ได้มากกว่า 90% หลังถอดแบตเตอรี่ออก พบว่าอนุภาคกราไฟต์บนขั้วลบเปลี่ยนเป็นสีดำ แต่สมรรถนะการใช้งานซ้ำยังอยู่ในเกณฑ์ปกติ) จากมุมมองของวัสดุ สมรรถนะการใช้งานซ้ำของแบตเตอรี่แบบเต็มเซลล์จะถูกกำหนดโดยวัสดุที่มีสมรรถนะการใช้งานซ้ำต่ำกว่าระหว่างคู่วัสดุสองชุด คือ คู่ของขั้วบวกกับอิเล็กโทรไลต์ และคู่ของขั้วลบกับอิเล็กโทรไลต์ หากวัสดุมีสมรรถนะการใช้งานซ้ำต่ำ อาจเกิดจากสาเหตุหนึ่งในสองประการ คือ (1) โครงสร้างผลึกอาจเปลี่ยนแปลงเร็วเกินไประหว่างการใช้งานซ้ำ จนไม่สามารถรองรับการแทรกและการปล่อยไอออนลิเธียมได้อย่างต่อเนื่อง หรือ (2) วัสดุที่ใช้งานได้จริงกับอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้ร่วมกันไม่สามารถสร้างฟิล์ม SEI ที่หนาแน่นและสม่ำเสมอได้ ทำให้เกิดปฏิกิริยาข้างเคียงก่อนเวลาอันควรกับอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้อิเล็กโทรไลต์ถูกใช้หมดเร็วกว่าที่ควร และกระทบต่อสมรรถนะการใช้งานซ้ำ ในขั้นตอนการออกแบบเซลล์ หากขั้วหนึ่งถูกกำหนดให้ใช้วัสดุที่มีสมรรถนะการใช้งานซ้ำต่ำแล้ว ขั้วอีกขั้วจึงไม่จำเป็นต้องเลือกวัสดุที่มีสมรรถนะการใช้งานซ้ำสูงกว่า เพราะจะเป็นการสิ้นเปลืองโดยไม่จำเป็น

การอัดขั้วบวกและขั้วลบ: การอัดขั้วบวกและขั้วลบที่สูงเกินไป แม้ว่าจะสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ได้ แต่ก็จะลดประสิทธิภาพในการชาร์จ-ปล่อยของวัสดุลงในระดับหนึ่ง จากการวิเคราะห์ทางทฤษฎี ยิ่งอัดมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งทำลายโครงสร้างของวัสดุมากขึ้นเท่านั้น และโครงสร้างของวัสดุเป็นพื้นฐานที่จะรับประกันว่าแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ นอกจากนี้ เซลล์แบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของขั้วบวกและขั้วลบที่สูง มักจะยากที่จะรับประกันความสามารถในการกักเก็บของเหลวซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการดำเนินการชาร์จ-ปล่อยปกติหรือการชาร์จ-ปล่อยหลายครั้งของเซลล์แบตเตอรี่

ความชื้น: ความชื้นที่มากเกินไปจะทำให้เกิดปฏิกิริยารองกับวัสดุเชิงบวกและเชิงลบ ส่งผลให้โครงสร้างของมันเสียหายและส่งผลกระทบต่อการหมุนเวียน นอกจากนี้ ความชื้นที่มากเกินไปยังไม่เป็นประโยชน์ต่อการก่อตัวของฟิล์ม SEI อีกด้วย อย่างไรก็ตาม การมีน้ำในปริมาณเล็กน้อยซึ่งยากที่จะกำจัดออก ก็สามารถช่วยรักษาสมรรถนะของเซลล์แบตเตอรี่ได้ในระดับหนึ่ง แต่ประสบการณ์ส่วนตัวของเหวินอู่ในเรื่องนี้แทบจะเป็นศูนย์ และเขาไม่สามารถพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมได้มากนัก หากคุณสนใจ คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับหัวข้อนี้ในฟอรัมได้ ยังมีข้อมูลอีกมากมาย

ความหนาแน่นของฟิล์มเคลือบ: การพิจารณา的影响ของความหนาแน่นของฟิล์มต่อการหมุนเวียนเป็นงานที่แทบจะเป็นไปไม่ได้หากพิจารณาเพียงตัวแปรเดียว ความไม่สม่ำเสมอของความหนาแน่นของฟิล์มอาจทำให้เกิดความแตกต่างในความจุ หรือความแตกต่างในจำนวนรอบของการพันเซลล์หรือชั้นของการซ้อนกัน สำหรับแบตเตอรี่ที่มีรุ่น เดียวกัน ความจุเท่ากัน และวัสดุเดียวกัน การลดความหนาแน่นของเยื่อหุ้มก็เหมือนกับการเพิ่มหนึ่งหรือหลายชั้นของการพันหรือการซ้อนกัน ฟิล์มแยกที่เพิ่มขึ้นสามารถดูดซึมสารอิเล็กโตรไลต์ได้มากขึ้นเพื่อให้มั่นใจในการหมุนเวียน นอกจากนี้เนื่องจากฟิล์มที่บางลงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเซลล์ได้ การอบและการกำจัดน้ำออกจากแผ่นขั้วและเซลล์เปล่าก็จะง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม ข้อผิดพลาดของการเคลือบฟิล์มที่บางอาจยากที่จะควบคุมมากกว่า และอนุภาคขนาดใหญ่อาจส่งผลกระทบเชิงลบต่อกระบวนการเคลือบและม้วน อีกทั้งยังหมายถึงการเพิ่มจำนวนฟอยล์และฟิล์มแยก ซึ่งจะนำไปสู่ต้นทุนที่สูงขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำลง ดังนั้น การประเมินผลจำเป็นต้องมีการสร้างสมดุล