Lithium-ion rafhlöður eru mikið notaðar í flytjanlegum rafeindatækjum, rafknúnum ökutækjum og kyrrstæðum orkugeymslukerfum. Þeir hafa nokkra kosti fram yfir aðrar tegundir rafhlöðu, þar á meðal hár orkuþéttleiki, langan líftíma og lágt sjálfsafhleðsluhraði. Hins vegar verða litíumjónarafhlöður einnig fyrir sjálfsafhleðslu, sem getur leitt til lækkunar á heildarorkugetu rafhlöðunnar. Þessi rannsókn miðar að því að greina og rannsaka þá þætti sem hafa áhrif á sjálfsafhleðslu litíumjónarafhlöðu og leggja til lausnir til að lágmarka hana.
Þættir sem hafa áhrif á sjálfsútskrift
Nokkrir þættir stuðla að sjálfsafhleðslu litíumjónarafhlöðu, þar á meðal hitastig, geymslutími og efnafræði rafhlöðunnar. Hitastig er einn mikilvægasti þátturinn sem hefur áhrif á afköst litíumjónarafhlöðunnar. Sjálfsafhleðsluhraði rafhlöðu eykst með hækkandi hitastigi. Þegar litíumjónarafhlöður eru geymdar við háan hita eykst hraði sjálfsafhleðslunnar, sem leiðir til minni orkugeymslugetu. Þar að auki hefur lengd geymslutíma einnig áhrif á sjálflosunarhraða. Því lengur sem geymslutími er, því meiri áhrif hafa á afköst rafhlöðunnar. Að lokum hefur efnafræði rafhlöðunnar einnig áhrif á sjálfsafhleðsluhraða. Mismunandi gerðir af litíumjónarafhlöðum hafa mismunandi sjálfsafhleðsluhraða, allt eftir efnafræði þeirra.
Mæling á sjálfslosun
Hægt er að mæla sjálfsafhleðsluhraða litíumjónarafhlöðu með nokkrum aðferðum. Ein algeng aðferð er að mæla opið spennu rafhlöðunnar (OCV) með tímanum. OCV er spenna rafhlöðunnar þegar enginn straumur flæðir í gegnum hana. Með því að mæla OCV reglulega getum við ákvarðað sjálfsafhleðsluhraða rafhlöðunnar. Önnur aðferð felur í sér að nota kúlometer, sem mælir breytingu á rafhlöðugetu með tímanum. Þessi aðferð veitir nákvæmari mælingu á sjálfsafhleðslu þar sem hún tekur mið af orkugeymslugetu rafhlöðunnar.
Lágmarka sjálfslosun
Það eru nokkrar leiðir til að lágmarka sjálfsafhleðslu litíumjónarafhlöðu. Ein áhrifarík aðferð er að geyma rafhlöðurnar við lágt hitastig. Að geyma litíumjónarafhlöður við hitastig undir 25 gráður getur dregið verulega úr sjálfsafhleðsluhraða. Þar að auki getur stytting á geymslutíma einnig hjálpað til við að lágmarka sjálflosun. Rafhlöðuframleiðendur nota oft tækni sem kallast „áfylling“ til að stytta geymslutímann. Þetta felur í sér að rafhlaðan er hlaðin að tilteknu getu áður en hún er send til viðskiptavinarins. Með því fær viðskiptavinurinn rafhlöðu sem er hlaðin og tilbúin til notkunar, sem dregur úr geymslutíma.
Niðurstaða
Sjálfsafhleðsla er óhjákvæmilegt fyrirbæri í litíumjónarafhlöðum. Hins vegar, með því að skilja þá þætti sem stuðla að sjálfsafhleðslu, getum við lágmarkað áhrif þess á afköst rafhlöðunnar. Hitastig, geymslutími og rafhlöðuefnafræði eru mikilvægir þættir sem hafa áhrif á sjálfsafhleðslu. Með því að geyma rafhlöður við lágt hitastig, draga úr geymslutíma og nota tækni eins og áfyllingu, getum við lágmarkað sjálfsafhleðsluhraða. Rannsóknir eru í gangi til að þróa nýja litíumjónarafhlöðuefnafræði með lægri sjálfsafhleðsluhraða, sem ryður brautina fyrir enn mikilvægari umbætur á afköstum rafhlöðunnar.