음성 리튬 증착은 특정 조건에서 리튬 배터리에서 발생할 수있는 비정상적인 현상으로 배터리의 성능과 안전성에 심각한 위협이됩니다. 따라서 일반 사용자로서 우리가 사용하는 리튬 배터리가 음의 리튬 증착을 경험했는지 어떻게 판단 할 수 있습니까?
1 음극 전극에 대한 리튬 증착의 기본 개념 이해
이름에서 알 수 있듯이 음성 전극 리튬 증착은 리튬 이온이 리튬 배터리를 충전하는 동안 음성 전극 재료에 성공적으로 내장되지 않고 음성 전극의 표면에 금속 리튬의 형태로 침전되는 공정을 나타냅니다. 이 현상은 일반적으로 저온, 빠른 충전 및 과충전과 같은 특정 조건에서 발생합니다. 침전 된 금속 리튬은 종종 리튬 수상 돌기로 알려진 수지상 결정의 형태로 존재합니다. 리튬 수상 돌기의 성장은 전반적인 성능을 줄이고 배터리의 사이클 수명을 단축시킬뿐만 아니라 분리기를 뚫어 내부 단락 및 화재 또는 폭발과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.
음성 전극에서 리튬 증착의 공통 징후
리튬 배터리의 내부 구조 및 화학 반응은 복잡하지만, 우리는 음성 전극 리튬 증착 현상이 일부 외부 표지판을 통해 발생했는지 여부를 예비 적으로 결정할 수 있습니다.
배터리 용량 저하 :
음성 전극 리튬 증착은 배터리 내부의 움직일 수있는 리튬 이온을 소비하여 배터리 용량이 점차 감소합니다. 배터리의 사용 시간이 크게 단축되거나 충전 후 배터리가 빠르게 소진된다는 것을 알게되면 음극 전극에서 리튬 증착 신호 일 수 있습니다.
비정상적인 충전 :
충전 과정에서 배터리가 가열, 팽창 또는 비정상적으로 연장 된 충전 시간을 경험하면 음성 전극으로부터 리튬 증착의 징후 일 수도 있습니다. 특히 저온 환경에서 또는 높은 속도 충전을 사용할 때 이러한 현상이 더욱 두드러집니다.
불안정한 배터리 성능 :
음의 리튬 증착은 배터리의 성능 안정성에 영향을 줄 수 있습니다. 배터리 사용 중에 상당한 전압 변동 또는 비정상적인 방전 곡선을 발견하면 음성 전극으로부터의 리튬 증착으로 인한 것일 수 있습니다.
3 음극에 대한 리튬 증착을위한 비 파괴적인 테스트 방법
일반 사용자의 경우, 네거티브 전극 표면에 리튬 금속 침전이 있는지 여부를 관찰하기 위해 배터리를 직접 분해하는 것은 비현실적입니다. 다행스럽게도 연구자들은 음성 전극에서 리튬 증착을 감지하기위한 다양한 비파괴 적 방법을 개발하여 배터리를 분해하지 않고 배터리의 내부 상태를 평가할 수 있습니다. 일반적인 비파괴 테스트 방법은 다음과 같습니다.
1. 충전 중 비정상 가열
자체 검사 방법 : 실온에서 30 분 동안 원래 충전기로 장치를 충전하고 (20-25 학위), 장치 케이싱을 손으로 만지십시오.
위험 징후 : 50도를 초과하는 국부 온도 (눈에 띄게 뜨겁고 3 초 동안 지속적으로 만지지 못함); 온도는 감소하지 않지만 충전 후반기에는 증가합니다 (90% 충전 후 정상 배터리는 점차 냉각되어야합니다).
원리 : 리튬 진화는 부작용을 강화하여 내부 저항의 증가와 전기 에너지를 열 에너지로 전환시킬 수 있습니다.
2. 배터리 수명의 다이빙 스타일 저하
자체 검사 방법 : 장치의 사용 시간을 전체 충전에서 20% 전력으로 기록하고 연속적으로 3 번 관찰하십시오.
경고 표시 : 배터리 수명이 30% 이상 줄었습니다 (원래 비디오 재생 시간이 6 시간 인 경우 4 시간 미만). 배터리가 낮을 때 전압이 급격히 떨어집니다 (예 : 휴대폰의 배터리 레벨이 15%에서 1%로 떨어질 때).
4 전문 테스트 방법 (정확한 진단)
1. 전기 화학 시험 방법
음의 전극 전위 측정
3 개의 전극 시스템을 통해 음의 전극 전위를 측정함으로써, 0 v (vs. li\/li ⁺) 아래에있는 경우 리튬 증착의 발생을 나타냅니다. 이 방법은 정확하지만 실험실 테스트가 필요합니다.
전압 완화 방법
충전 후 몇 시간 동안 서서 시간이 지남에 따라 전압 변동 곡선을 플로팅하십시오. 리튬 강수량은 리튬 수상 돌기와 전해질 사이의 반응이 리튬 이온을 소비함에 따라 곡선에서 "전환점"을 유발할 수 있습니다.
전기 화학 임피던스 분광법 (EIS)
리튬 증착은 배터리의 임피던스 특성을 변경할 수 있습니다. 전하 전달 임피던스는 (리튬 증착 지점의 첨가로 인해) 감소하지만, SEI 필름의 두꺼움으로 인해 저장 임피던스가 증가 할 수있다.
2. 물리적 특성화 방법
분해하고 관찰하십시오
회색 흰색 금속 리튬 퇴적물은 음성 전극 표면에 나타나거나 분리기가 색상을 바꾸고 국소 적으로 두껍게합니다.
초음파\/X- 선 테스트
비파괴 이미징 기술을 통해 배터리 내부의 리튬 수상 돌기의 성장을 관찰하십시오.
3. 장기 모니터링 방법
쿨롱 효율 분석
리튬 증착은 충전 및 배출 효율을 감소시킬 수 있습니다. 고정밀 쿨롱 미터로 쿨롱 효율을 모니터링함으로써, 계속 낮은 경우 리튬 증착을 나타낼 수 있습니다.
동적 배출 감지
방전 공정 동안, 전압 플랫폼의 비정상 모니터링은 리튬 증착으로 인해 전압 변동 또는 플랫폼 단축을 초래할 수 있습니다.
5 예방 조치 및 제안
리튬 배터리에서 음성 전극 리튬 증착 현상을 피하기 위해 다음과 같은 예방 조치를 취할 수 있습니다.
저온 충전을 피하십시오.
저온에서 충전하면 음성 전극에서 리튬 증착의 위험이 증가합니다. 따라서 가능할 때마다 저온 환경에서 리튬 배터리를 충전하지 않는 것이 좋습니다.
빠른 충전 기능의 합리적인 사용 :
빠른 충전 기술은 충전 시간을 크게 단축 할 수 있지만, 과도하게 높은 충전 속도는 음성 전극에서 리튬 증착으로 이어질 수 있습니다. 따라서 빠른 충전 기능을 사용할 때 배터리가 적절한 온도 범위 내에 있는지 확인하고 빠른 충전을 자주 사용하지 않아야합니다.
배터리의 정기 유지 보수 :
배터리 문제의 정기적 인 유지 보수 및 검사, 배터리 문제의 적시 감지 및 취급은 배터리의 서비스 수명을 연장하고 음의 전극 리튬 증착의 위험을 줄일 수 있습니다.