यस पेपरमा, सकारात्मक इलेक्ट्रोड NCM111+LMO सँग 40Ah पाउच ब्याट्रीको ओभरचार्ज प्रदर्शन प्रयोग र सिमुलेशनहरू मार्फत अध्ययन गरिएको छ।ओभरचार्ज धाराहरू क्रमशः 0.33C, 0.5C र 1C छन्।ब्याट्री साइज 240mm * 150mm * 14mm छ।(3.65V को मूल्याङ्कन गरिएको भोल्टेज अनुसार गणना गरिएको छ, यसको भोल्युम विशिष्ट ऊर्जा लगभग 290Wh/L हो, जुन अझै पनि अपेक्षाकृत कम छ)
ओभरचार्ज प्रक्रियाको क्रममा भोल्टेज, तापमान र आन्तरिक प्रतिरोध परिवर्तनहरू चित्र 1 मा देखाइएको छ। यसलाई लगभग चार चरणहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ:
पहिलो चरण: १
दोस्रो चरण: 1.2
तेस्रो चरण: 1.4
चौथो चरण: SOC>1.6, ब्याट्रीको आन्तरिक चापले सीमा नाघ्छ, आवरण फुट्छ, डायाफ्राम संकुचित हुन्छ र विकृत हुन्छ, र ब्याट्री थर्मल रनअवे हुन्छ।ब्याट्री भित्र एक सर्ट सर्किट हुन्छ, ऊर्जा को एक ठूलो मात्रा छिट्टै रिलीज हुन्छ, र ब्याट्री को तापमान 780 ° C मा तेज वृद्धि हुन्छ।
ओभरचार्ज प्रक्रियाको क्रममा उत्पन्न हुने तापमा समावेश छ: रिभर्सिबल एन्ट्रोपी ताप, जुल ताप, रासायनिक प्रतिक्रिया ताप र आन्तरिक सर्ट सर्किटद्वारा जारी गरिएको ताप।रासायनिक प्रतिक्रियाको तापमा Mn को विघटनबाट निस्कने ताप, इलेक्ट्रोलाइटसँग धातु लिथियमको प्रतिक्रिया, इलेक्ट्रोलाइटको ओक्सीकरण, SEI फिल्मको विघटन, नकारात्मक इलेक्ट्रोडको विघटन र सकारात्मक इलेक्ट्रोडको विघटन समावेश हुन्छ। (NCM111 र LMO)।तालिका १ ले प्रत्येक प्रतिक्रियाको एन्थाल्पी परिवर्तन र सक्रियता ऊर्जा देखाउँछ।(यस लेखले बाइन्डरहरूको साइड प्रतिक्रियाहरूलाई बेवास्ता गर्दछ)
तस्विर 3 विभिन्न चार्जिंग करन्टहरूसँग ओभरचार्जिंगको समयमा ताप उत्पादन दरको तुलना हो।चित्र ३ बाट निम्न निष्कर्ष निकाल्न सकिन्छ:
१) चार्जिङ करेन्ट बढ्दै जाँदा थर्मल रनअवे समय बढ्दै जान्छ।
2) ओभरचार्जिंगको समयमा तातो उत्पादन जौल तापले हावी हुन्छ।SOC <1.2, कुल तातो उत्पादन मूलतया जूल गर्मी बराबर छ।
३) दोस्रो चरणमा (१
4) SOC> 1.45, धातु लिथियम र इलेक्ट्रोलाइट को प्रतिक्रिया द्वारा जारी गर्मी जुल गर्मी भन्दा बढी हुनेछ।
5) जब SOC>1.6, SEI फिल्म र नकारात्मक इलेक्ट्रोड बीचको विघटन प्रतिक्रिया सुरु हुन्छ, इलेक्ट्रोलाइट अक्सीकरण प्रतिक्रियाको ताप उत्पादन दर तीव्र रूपमा बढ्छ, र कुल ताप उत्पादन दर शिखर मूल्यमा पुग्छ।(साहित्यमा 4 र 5 मा वर्णनहरू चित्रहरूसँग केही हदसम्म असंगत छन्, र यहाँ चित्रहरू प्रबल हुनेछन् र समायोजन गरिएको छ।)
6) ओभरचार्ज प्रक्रियाको क्रममा, इलेक्ट्रोलाइटसँग धातु लिथियमको प्रतिक्रिया र इलेक्ट्रोलाइटको ओक्सीकरण मुख्य प्रतिक्रियाहरू हुन्।
माथिको विश्लेषणको माध्यमबाट, इलेक्ट्रोलाइटको अक्सीकरण क्षमता, नकारात्मक इलेक्ट्रोडको क्षमता, र थर्मल रनअवेको शुरुवात तापमान ओभरचार्जिंगका लागि तीन प्रमुख प्यारामिटरहरू हुन्।चित्र 4 ले ओभरचार्ज कार्यसम्पादनमा तीन मुख्य प्यारामिटरहरूको प्रभाव देखाउँछ।यो देख्न सकिन्छ कि इलेक्ट्रोलाइटको अक्सिडेशन क्षमतामा वृद्धिले ब्याट्रीको ओभरचार्ज कार्यसम्पादनमा धेरै सुधार गर्न सक्छ, जबकि नकारात्मक इलेक्ट्रोडको क्षमताले ओभरचार्ज प्रदर्शनमा थोरै प्रभाव पार्छ।(अर्को शब्दमा, उच्च-भोल्टेज इलेक्ट्रोलाइटले ब्याट्रीको ओभरचार्ज कार्यसम्पादनमा सुधार गर्न मद्दत गर्दछ, र N/P अनुपात बढाउनुले ब्याट्रीको ओभरचार्ज कार्यसम्पादनमा थोरै प्रभाव पार्छ।)
सन्दर्भहरू
D. रेन एट अल।पावर स्रोतको जर्नल ३६४(२०१७) ३२८-३४०
पोस्ट समय: डिसेम्बर-15-2022