ผลการทดสอบเซลล์ที่มีประจุเกินด้วยเครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออนเป็นอย่างไร

การชาร์จมากเกินไปเป็นปัญหาสำคัญในด้านแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ความปลอดภัย และอายุการใช้งาน ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านเครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออน เราได้ทำการทดสอบเซลล์ที่มีประจุไฟฟ้าเกินอย่างครอบคลุมเพื่อทำความเข้าใจผลกระทบที่เกิดขึ้นได้ดีขึ้น ในบล็อกนี้ เราจะเจาะลึกผลการทดสอบที่ได้รับจากผู้ทดสอบขั้นสูงของเรา และหารือถึงความสำคัญของผลเหล่านั้น

พื้นฐานของการชาร์จเกินในเซลล์ลิเธียมไอออน

ก่อนที่เราจะสำรวจผลการทดสอบ จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าการชาร์จเกินหมายถึงอะไรในบริบทของเซลล์ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้รับการออกแบบมาให้ทำงานภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เมื่อแบตเตอรี่ชาร์จเกิน แบตเตอรี่จะถูกชาร์จเกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่แนะนำ ซึ่งอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพภายในแบตเตอรี่

การชาร์จมากเกินไปจะทำให้ลิเธียมไอออนถูกบังคับให้ออกจากแคโทดในอัตราที่มากเกินไป เป็นผลให้โครงสร้างแคโทดอาจไม่เสถียร นำไปสู่การสะสมของโลหะบนขั้วบวก การสะสมเหล่านี้สามารถทำให้เกิดการลัดวงจรภายในได้ ซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่ง เนื่องจากสามารถนำไปสู่การระบายความร้อน ซึ่งเป็นสภาวะที่อุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และอาจส่งผลให้เกิดไฟไหม้หรือการระเบิดได้

การทดสอบการตั้งค่า

เครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออนของเราเป็นอุปกรณ์ล้ำสมัยที่สามารถควบคุมกระบวนการชาร์จและการคายประจุของเซลล์ลิเธียมไอออนได้อย่างแม่นยำ ในการทดสอบเซลล์ที่มีประจุเกิน เราได้เลือกเซลล์ลิเธียมไอออนมาตรฐานจำนวนหนึ่งที่ทราบข้อกำหนดเฉพาะ เราแบ่งเซลล์เหล่านี้ออกเป็นกลุ่มต่างๆ และกำหนดให้แต่ละกลุ่มมีระดับการชาร์จเกินที่แตกต่างกัน

เราใช้ของเราเครื่องทดสอบการคายประจุการชาร์จแบตเตอรี่เพื่อชาร์จเซลล์ เครื่องมือทดสอบนี้ช่วยให้เราสามารถตั้งค่ากระแสไฟ แรงดัน และเวลาการชาร์จได้อย่างแม่นยำ สำหรับแต่ละกลุ่ม เราได้ชาร์จเซลล์มากเกินไปเป็นเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่แนะนำ ซึ่งอยู่ระหว่าง 5% ถึง 20% หลังจากชาร์จเกิน เราก็ใช้ของเราอุปกรณ์ทดสอบความจุแบตเตอรี่ลิเธียม 5V 20Aเพื่อวัดความจุที่เหลืออยู่ของเซลล์ของเราและอุปกรณ์ทดสอบเซลล์แบตเตอรี่เพื่อวิเคราะห์พารามิเตอร์อื่นๆ เช่น ความต้านทานภายในและอัตราการคายประจุเอง

ผลการทดสอบ

การสูญเสียความจุ

หนึ่งในการค้นพบที่สำคัญที่สุดจากการทดสอบของเราคือการสูญเสียความจุในเซลล์ที่มีประจุไฟฟ้าเกิน เมื่อระดับการชาร์จเกินเพิ่มขึ้น ความจุของเซลล์ก็ลดลงอย่างรวดเร็ว สำหรับเซลล์ที่มีประจุมากเกินไป 5% การสูญเสียความจุจะอยู่ที่ประมาณ 10% เมื่อเทียบกับเซลล์ปกติ เมื่อระดับการชาร์จเกินถึง 20% การสูญเสียความจุจะสูงถึง 40%

การสูญเสียกำลังการผลิตนี้มีสาเหตุหลักมาจากการเสื่อมสภาพของวัสดุแคโทด การชาร์จมากเกินไปจะทำให้โครงสร้างแคโทดพัง ส่งผลให้จำนวนไซต์ที่ทำงานอยู่สำหรับการอินเทอร์คาเลชันลิเธียมไอออนและดีอินคาเลชันลดลง ส่งผลให้แบตเตอรี่สามารถเก็บพลังงานได้น้อยลง ส่งผลให้ความจุลดลง

เพิ่มความต้านทานภายใน

ผลลัพธ์ที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการเพิ่มขึ้นของความต้านทานภายในของเซลล์ที่มีประจุเกิน ความต้านทานภายในเป็นตัววัดว่ากระแสไฟฟ้าไหลผ่านแบตเตอรี่ได้ง่ายเพียงใด ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นหมายความว่าพลังงานจะสูญเสียไปเป็นความร้อนในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุมากขึ้น

การทดสอบของเราแสดงให้เห็นว่าความต้านทานภายในของเซลล์ที่มีประจุเกินนั้นเพิ่มขึ้นในแนวตรงกับระดับของการชาร์จเกิน สำหรับเซลล์ที่มีประจุมากเกินไป 5% ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นประมาณ 15% เมื่อเทียบกับเซลล์ปกติ เมื่อระดับการชาร์จเกินอยู่ที่ 20% ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 50% ความต้านทานภายในที่เพิ่มขึ้นนี้ไม่เพียงแต่ลดประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังสร้างความร้อนมากขึ้น ซึ่งจะทำให้การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่รุนแรงขึ้นอีก

อัตราการคายประจุด้วยตนเอง

อัตราการคายประจุเองคืออัตราที่แบตเตอรี่สูญเสียประจุเมื่อไม่ได้ใช้งาน พบว่าการชาร์จเกินจะทำให้อัตราการคายประจุของเซลล์ลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้นอย่างมาก เซลล์ลิเธียมไอออนปกติมีอัตราการคายประจุเองค่อนข้างต่ำประมาณ 1 - 2% ต่อเดือน อย่างไรก็ตาม สำหรับเซลล์ที่มีประจุมากเกินไป 10% อัตราการคายประจุเองจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 5% ต่อเดือน และสำหรับเซลล์ที่มีประจุมากเกินไป 20% อัตราการคายประจุเองจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 10% ต่อเดือน

อัตราการคายประจุเองที่เพิ่มขึ้นนี้อาจเกิดจากปฏิกิริยาข้างเคียงภายในแบตเตอรี่ที่เกิดจากการชาร์จไฟเกิน ปฏิกิริยาข้างเคียงเหล่านี้ใช้พลังงานที่สะสมอยู่ในแบตเตอรี่ ส่งผลให้สูญเสียประจุเร็วขึ้น

ข้อกังวลด้านความปลอดภัย

นอกจากประสิทธิภาพจะลดลงแล้ว การชาร์จมากเกินไปยังก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่ร้ายแรงอีกด้วย ในระหว่างการทดสอบ เราสังเกตเห็นว่าเซลล์บางเซลล์ที่มีประจุมากเกินไปเกิน 15% แสดงอาการบวม การบวมเป็นข้อบ่งชี้ถึงการสร้างก๊าซภายในแบตเตอรี่ ซึ่งมักเป็นสารตั้งต้นของการสูญเสียความร้อน

ในกรณีที่รุนแรง เซลล์บางเซลล์ที่มีประจุมากเกินไป 20% จะประสบปัญหาความร้อนเคลื่อนตัวออกไป เซลล์เหล่านี้ร้อนจัดมากในช่วงเวลาสั้นๆ และในกรณีหนึ่ง เกิดเพลิงไหม้เล็กน้อย สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความสำคัญของการป้องกันการชาร์จเกินในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

ผลกระทบต่ออุตสาหกรรม

ผลการทดสอบของเรามีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่ออุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ผู้ผลิตแบตเตอรี่จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ของตนได้รับการปกป้องจากการชาร์จไฟเกิน ซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และตัดกระบวนการชาร์จเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

สำหรับผู้ใช้ปลายทาง จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน และปฏิบัติตามคำแนะนำในการชาร์จอย่างระมัดระวัง การชาร์จมากเกินไปไม่เพียงแต่ลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ แต่ยังก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัยอย่างร้ายแรงอีกด้วย

ในฐานะซัพพลายเออร์ของเครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออน เรามีบทบาทสำคัญในการช่วยให้อุตสาหกรรมแก้ไขปัญหาเหล่านี้ ผู้ผลิตแบตเตอรี่สามารถใช้เครื่องทดสอบของเราเพื่อทดสอบความปลอดภัยและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในระหว่างกระบวนการผลิต สถาบันวิจัยยังสามารถนำไปใช้เพื่อทำการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกการย่อยสลายแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้

ติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้าง

หากคุณอยู่ในอุตสาหกรรมการผลิตแบตเตอรี่ สถาบันวิจัย หรือองค์กรอื่นๆ ที่ต้องการทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออน เครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออนของเราคือตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด ผลิตภัณฑ์ของเราเชื่อถือได้ แม่นยำ และใช้งานง่าย เรามีเครื่องทดสอบที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการในการทดสอบที่แตกต่างกัน

หากคุณสนใจที่จะซื้อผลิตภัณฑ์ของเราหรือมีคำถามใดๆ เกี่ยวกับเครื่องทดสอบเซลล์ลิเธียมไอออนของเรา โปรดติดต่อเรา เรามุ่งมั่นที่จะมอบผลิตภัณฑ์และบริการที่ดีที่สุดแก่คุณ

อ้างอิง

1. Tarascon, J - M. , & Armand, M. (2001) ปัญหาและความท้าทายที่ต้องเผชิญกับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบชาร์จไฟได้ ธรรมชาติ, 414(6861), 359 - 367.
2. Goodenough, JB, & Kim, Y. (2010) ความท้าทายสำหรับแบตเตอรี่ Li แบบชาร์จได้ เคมีของวัสดุ 22(3) 587 - 603
3. Xia, Y., Zheng, G., Ji, X. และ Cui, Y. (2019) การแสวงหาอิเล็กโทรไลต์โซลิดสเตตสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม: จากข้อมูลเชิงลึกที่ครอบคลุมไปจนถึงขอบเขตอันใหม่ รีวิวสารเคมี, 119(12), 7016 - 7069.