ప్రస్తుత లిథియం బ్యాటరీ భద్రతా పరీక్షలో ఓవర్‌చార్జింగ్ అనేది చాలా కష్టమైన అంశాలలో ఒకటి, కాబట్టి ఓవర్‌చార్జింగ్ యొక్క మెకానిజం మరియు ఓవర్‌చార్జింగ్‌ను నిరోధించడానికి ప్రస్తుత చర్యలను అర్థం చేసుకోవడం అవసరం.
చిత్రం 1 అనేది NCM+LMO/Gr సిస్టమ్ బ్యాటరీ ఓవర్‌ఛార్జ్ అయినప్పుడు దాని వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత వక్రతలు.వోల్టేజ్ గరిష్టంగా 5.4Vకి చేరుకుంటుంది, ఆపై వోల్టేజ్ పడిపోతుంది, చివరికి థర్మల్ రన్‌అవేకి కారణమవుతుంది.టెర్నరీ బ్యాటరీ యొక్క ఓవర్‌ఛార్జ్ యొక్క వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత వక్రతలు దానికి చాలా పోలి ఉంటాయి.
లిథియం బ్యాటరీని అధికంగా ఛార్జ్ చేసినప్పుడు, అది వేడి మరియు వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది.వేడి అనేది ఓమిక్ హీట్ మరియు సైడ్ రియాక్షన్స్ ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని కలిగి ఉంటుంది, వీటిలో ఓహ్మిక్ హీట్ ప్రధానమైనది.ఓవర్‌చార్జింగ్ వల్ల బ్యాటరీ యొక్క సైడ్ రియాక్షన్ మొదటగా అదనపు లిథియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌లోకి చొప్పించబడుతుంది మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితలంపై లిథియం డెండ్రైట్‌లు పెరుగుతాయి (N/P నిష్పత్తి లిథియం డెండ్రైట్ పెరుగుదల యొక్క ప్రారంభ SOCని ప్రభావితం చేస్తుంది).రెండవది, అదనపు లిథియం సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి సంగ్రహించబడుతుంది, దీని వలన సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క నిర్మాణం కూలిపోతుంది, వేడిని విడుదల చేస్తుంది మరియు ఆక్సిజన్‌ను విడుదల చేస్తుంది.ఆక్సిజన్ ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క కుళ్ళిపోవడాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది, బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత పీడనం పెరుగుతూనే ఉంటుంది మరియు ఒక నిర్దిష్ట స్థాయి తర్వాత భద్రతా వాల్వ్ తెరవబడుతుంది.గాలితో క్రియాశీల పదార్థం యొక్క పరిచయం మరింత వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఎలక్ట్రోలైట్ పరిమాణాన్ని తగ్గించడం వల్ల ఓవర్‌చార్జింగ్ సమయంలో వేడి మరియు గ్యాస్ ఉత్పత్తి గణనీయంగా తగ్గుతుందని అధ్యయనాలు చెబుతున్నాయి.అదనంగా, బ్యాటరీకి స్ప్లింట్ లేనప్పుడు లేదా ఓవర్‌చార్జింగ్ సమయంలో సేఫ్టీ వాల్వ్‌ను సాధారణంగా తెరవలేనప్పుడు, బ్యాటరీ పేలుడుకు గురవుతుందని అధ్యయనం చేయబడింది.
కొంచెం ఓవర్‌చార్జింగ్ థర్మల్ రన్‌అవేకి కారణం కాదు, కానీ సామర్థ్యం క్షీణిస్తుంది.పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా NCM/LMO హైబ్రిడ్ మెటీరియల్‌తో కూడిన బ్యాటరీ ఓవర్‌ఛార్జ్ అయినప్పుడు, SOC 120% కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు స్పష్టమైన సామర్థ్య క్షీణత ఉండదు మరియు SOC 130% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు సామర్థ్యం గణనీయంగా క్షీణిస్తుందని అధ్యయనం కనుగొంది.
ప్రస్తుతం, ఓవర్‌ఛార్జ్ సమస్యను పరిష్కరించడానికి దాదాపు అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి:
1) రక్షణ వోల్టేజ్ BMSలో సెట్ చేయబడింది, సాధారణంగా ఓవర్‌చార్జింగ్ సమయంలో గరిష్ట వోల్టేజ్ కంటే రక్షణ వోల్టేజ్ తక్కువగా ఉంటుంది;
2) మెటీరియల్ సవరణ (మెటీరియల్ కోటింగ్ వంటివి) ద్వారా బ్యాటరీ యొక్క ఓవర్‌ఛార్జ్ నిరోధకతను మెరుగుపరచండి;
3) ఎలక్ట్రోలైట్‌కి రెడాక్స్ జతల వంటి యాంటీ-ఓవర్‌ఛార్జ్ సంకలితాలను జోడించండి;
4) వోల్టేజ్-సెన్సిటివ్ మెమ్బ్రేన్ వాడకంతో, బ్యాటరీ ఓవర్‌ఛార్జ్ అయినప్పుడు, మెమ్బ్రేన్ నిరోధకత గణనీయంగా తగ్గుతుంది, ఇది షంట్‌గా పనిచేస్తుంది;
5) OSD మరియు CID డిజైన్‌లు చదరపు అల్యూమినియం షెల్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇవి ప్రస్తుతం సాధారణ యాంటీ-ఓవర్‌ఛార్జ్ డిజైన్‌లు.పర్సు బ్యాటరీ ఇలాంటి డిజైన్‌ను సాధించలేదు.
ప్రస్తావనలు
ఎనర్జీ స్టోరేజ్ మెటీరియల్స్ 10 (2018) 246–267
ఈసారి, లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ బ్యాటరీ ఓవర్‌ఛార్జ్ అయినప్పుడు దాని వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత మార్పులను మేము పరిచయం చేస్తాము.దిగువన ఉన్న చిత్రం లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ బ్యాటరీ యొక్క ఓవర్‌ఛార్జ్ వోల్టేజ్ మరియు ఉష్ణోగ్రత వక్రరేఖ, మరియు క్షితిజ సమాంతర అక్షం డీలిథియేషన్ మొత్తం.ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ గ్రాఫైట్, మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావకం EC/DMC.బ్యాటరీ సామర్థ్యం 1.5Ah.ఛార్జింగ్ కరెంట్ 1.5A, మరియు ఉష్ణోగ్రత బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత.
జోన్ I
1. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ నెమ్మదిగా పెరుగుతుంది.లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ యొక్క సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ 60% కంటే ఎక్కువ డీలిథియేట్ అవుతుంది మరియు లోహ లిథియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ వైపు అవక్షేపించబడుతుంది.
2. బ్యాటరీ ఉబ్బెత్తుగా ఉంది, ఇది సానుకూల వైపు ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క అధిక-పీడన ఆక్సీకరణ కారణంగా కావచ్చు.
3. ఉష్ణోగ్రత స్వల్ప పెరుగుదలతో ప్రాథమికంగా స్థిరంగా ఉంటుంది.
జోన్ II
1. ఉష్ణోగ్రత నెమ్మదిగా పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది.
2. 80 ~ 95% పరిధిలో, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ పెరుగుతుంది, మరియు బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధకత పెరుగుతుంది, కానీ అది 95% వద్ద తగ్గుతుంది.
3. బ్యాటరీ వోల్టేజ్ 5Vని మించి గరిష్ట స్థాయికి చేరుకుంటుంది.
జోన్ III
1. దాదాపు 95% వద్ద, బ్యాటరీ ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది.
2. దాదాపు 95% నుండి, 100% వరకు, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ కొద్దిగా పడిపోతుంది.
3. బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత సుమారు 100°Cకి చేరుకున్నప్పుడు, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ తీవ్రంగా పడిపోతుంది, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల కారణంగా బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధం తగ్గడం వల్ల ఇది సంభవించవచ్చు.
జోన్ IV
1. బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత 135°C కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, PE సెపరేటర్ కరగడం ప్రారంభమవుతుంది, బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత నిరోధం వేగంగా పెరుగుతుంది, వోల్టేజ్ ఎగువ పరిమితి (~12V)కి చేరుకుంటుంది మరియు కరెంట్ తక్కువకు పడిపోతుంది విలువ.
2. 10-12V మధ్య, బ్యాటరీ వోల్టేజ్ అస్థిరంగా ఉంటుంది మరియు కరెంట్ హెచ్చుతగ్గులకు గురవుతుంది.
3. బ్యాటరీ యొక్క అంతర్గత ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పెరుగుతుంది మరియు బ్యాటరీ పగిలిపోయే ముందు ఉష్ణోగ్రత 190-220 ° C వరకు పెరుగుతుంది.
4. బ్యాటరీ విరిగిపోయింది.
టెర్నరీ బ్యాటరీల అధిక ఛార్జింగ్ లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉంటుంది.మార్కెట్‌లో చతురస్రాకార అల్యూమినియం షెల్‌లతో టెర్నరీ బ్యాటరీలను ఓవర్‌ఛార్జ్ చేస్తున్నప్పుడు, జోన్ IIIలోకి ప్రవేశించినప్పుడు OSD లేదా CID సక్రియం చేయబడుతుంది మరియు బ్యాటరీని ఓవర్‌ఛార్జ్ చేయకుండా రక్షించడానికి కరెంట్ కత్తిరించబడుతుంది.
ప్రస్తావనలు
జర్నల్ ఆఫ్ ది ఎలక్ట్రోకెమికల్ సొసైటీ, 148 (8) A838-A844 (2001)
పోస్ట్ సమయం: డిసెంబర్-07-2022