របៀបគ្រប់គ្រងការរត់ចេញដោយកម្ដៅនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង

1. ភាពធន់នឹងភ្លើងនៃអេឡិចត្រូលីត

សារធាតុទប់ស្កាត់អណ្តាតភ្លើងអេឡិចត្រូលីត គឺជាមធ្យោបាយដ៏មានប្រសិទ្ធភាពមួយក្នុងការកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការរត់ចេញដោយកម្ដៅនៃថ្ម ប៉ុន្តែសារធាតុទប់ស្កាត់អណ្តាតភ្លើងទាំងនេះតែងតែមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរលើដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង ដូច្នេះវាពិបាកក្នុងការប្រើក្នុងការអនុវត្ត។ ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហានេះ នៃសាកលវិទ្យាល័យកាលីហ្វ័រញ៉ា សាន់ឌីអាហ្គោ ក្រុមការងារ YuQiao [1] ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តនៃការវេចខ្ចប់កន្សោមនឹងបញ្ចេញសារធាតុប្រឆាំងអុកស៊ីតកម្ម DbA (dibenzyl amine) ដែលផ្ទុកនៅក្នុងផ្នែកខាងក្នុងនៃមីក្រូ capsule ដែលរាយប៉ាយនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតនៅក្នុង ពេលវេលាធម្មតានឹងមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងបានបង្ហាញខ្លួននោះទេ ប៉ុន្តែនៅពេលដែលកោសិកាពីការបំផ្លាញដោយកម្លាំងខាងក្រៅដូចជាការបញ្ចោញ សារធាតុទប់អណ្តាតភ្លើងនៅក្នុងគ្រាប់ទាំងនេះត្រូវបានបញ្ចេញ បំពុលថ្ម និងបណ្តាលឱ្យវាបរាជ័យ ដូច្នេះការជូនដំណឹងដល់វា ដើម្បីរត់គេចខ្លួនដោយកម្ដៅ។ នៅឆ្នាំ 2018 ក្រុមការងាររបស់ YuQiao [2] បានប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យាខាងលើម្តងទៀត ដោយប្រើអេទីឡែន glycol និង ethylenediamine ជាសារធាតុទប់ស្កាត់អណ្តាតភ្លើង ដែលត្រូវបានរុំព័ទ្ធ និងបញ្ចូលទៅក្នុងថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង ដែលបណ្តាលឱ្យមានការធ្លាក់ចុះ 70% នៃសីតុណ្ហភាពអតិបរមានៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងអំឡុងពេល ការធ្វើតេស្ត pin pin កាត់បន្ថយហានិភ័យយ៉ាងខ្លាំងនៃការគ្រប់គ្រងកម្ដៅនៃថ្ម lithium ion ។

វិធីសាស្រ្តដែលបានរៀបរាប់ខាងលើគឺជាការបំផ្លិចបំផ្លាញដោយខ្លួនឯង ដែលមានន័យថានៅពេលដែលឧបករណ៍ការពារអណ្តាតភ្លើងត្រូវបានប្រើប្រាស់ នោះថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងទាំងមូលនឹងត្រូវបំផ្លាញចោល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ក្រុមរបស់ AtsuoYamada នៅសាកលវិទ្យាល័យតូក្យូក្នុងប្រទេសជប៉ុន [3] បានបង្កើតអេឡិចត្រូលីតធន់នឹងអណ្តាតភ្លើង ដែលនឹងមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងនោះទេ។ នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតនេះ កំហាប់ខ្ពស់នៃ NaN(SO2F)2(NaFSA)orLiN(SO2F)2(LiFSA) ត្រូវបានគេប្រើជាអំបិលលីចូម ហើយសារធាតុ trimethyl phosphate TMP ដែលធន់នឹងអណ្តាតភ្លើងធម្មតាត្រូវបានបន្ថែមទៅអេឡិចត្រូលីត ដែលធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពកម្ដៅយ៉ាងខ្លាំង។ នៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ លើសពីនេះ ការបន្ថែមសារធាតុទប់ស្កាត់អណ្តាតភ្លើងមិនប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការនៃអាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុងនោះទេ។ អេឡិចត្រូលីតអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ច្រើនជាង 1000 វដ្ត (1200 C / 5 វដ្ត, ការរក្សាសមត្ថភាព 95%) ។

លក្ខណៈធន់នឹងអណ្តាតភ្លើងនៃអាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុងតាមរយៈសារធាតុបន្ថែមគឺជាវិធីមួយដើម្បីជូនដំណឹងដល់អាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុងឱ្យកម្តៅចេញពីការគ្រប់គ្រង។ មនុស្សមួយចំនួនក៏ស្វែងរកវិធីថ្មីមួយដើម្បីព្យាយាមជូនដំណឹងអំពីការកើតឡើងនៃសៀគ្វីខ្លីនៅក្នុងអាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុងដែលបណ្តាលមកពីកម្លាំងខាងក្រៅពីឫសដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលបំណងនៃការដកផ្នែកខាងក្រោមនិងលុបបំបាត់ទាំងស្រុងនូវការកើតឡើងនៃកំដៅចេញពីការគ្រប់គ្រង។ ដោយមើលឃើញពីផលប៉ះពាល់ដ៏ឃោរឃៅដែលអាចកើតមាននៃថាមពលថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងដែលកំពុងប្រើប្រាស់នោះ GabrielM.Veith មកពីមន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ Oak Ridge នៅសហរដ្ឋអាមេរិកបានរចនាអេឡិចត្រូលីតជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិនៃការឡើងក្រាស់ [4] ។ អេឡិចត្រូលីតនេះប្រើប្រាស់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃវត្ថុរាវដែលមិនមែនជាញូតុន។ នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតាអេឡិចត្រូលីតគឺរាវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែលប្រឈមមុខនឹងផលប៉ះពាល់ភ្លាមៗ វានឹងបង្ហាញសភាពរឹង ក្លាយទៅជាខ្លាំង ហើយថែមទាំងអាចសម្រេចបាននូវឥទ្ធិពលនៃការការពារគ្រាប់កាំភ្លើងទៀតផង។ ពីឫស វាជូនដំណឹងអំពីហានិភ័យនៃការរត់ចេញដោយកម្ដៅដែលបណ្តាលមកពីសៀគ្វីខ្លីនៅក្នុងថ្ម នៅពេលដែលថាមពលថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងប៉ះទង្គិចគ្នា។

2. រចនាសម្ព័ន្ធថ្ម

បន្តមកទៀត សូមក្រឡេកមើលរបៀបដាក់ហ្រ្វាំងនៅលើកំដៅដែលរត់ចេញពីកម្រិតនៃកោសិកាថ្ម។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះបញ្ហានៃការរត់ចេញដោយកំដៅត្រូវបានគេពិចារណានៅក្នុងការរចនារចនាសម្ព័ន្ធនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ជាឧទាហរណ៍ ជាធម្មតាមានសន្ទះបិទបើកសម្ពាធនៅក្នុងគម្របកំពូលនៃថ្ម 18650 ដែលអាចបញ្ចេញសម្ពាធលើសលប់នៅខាងក្នុងថ្មបានទាន់ពេលវេលា នៅពេលដែលកម្តៅឡើង។ ទីពីរ នឹងមានសម្ភារៈមេគុណសីតុណ្ហភាពវិជ្ជមាន PTC នៅក្នុងគម្របថ្ម។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពរត់ចេញពីកំដៅកើនឡើង ភាពធន់នៃសម្ភារៈ PTC នឹងកើនឡើងយ៉ាងខ្លាំងដើម្បីកាត់បន្ថយចរន្ត និងកាត់បន្ថយការបង្កើតកំដៅ។ លើសពីនេះទៀតនៅក្នុងការរចនារចនាសម្ព័ន្ធនៃថ្មតែមួយក៏គួរតែពិចារណាការរចនាប្រឆាំងនឹងសៀគ្វីខ្លីរវាងបង្គោលវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមាន, ការជូនដំណឹងដោយសារតែដំណើរការខុស, សំណល់លោហៈនិងកត្តាផ្សេងទៀតដែលបណ្តាលឱ្យមានសៀគ្វីខ្លីនៃថ្ម, បង្កឱ្យមានគ្រោះថ្នាក់សុវត្ថិភាព។

នៅពេលដែលការរចនាទីពីរនៅក្នុងថ្ម ត្រូវតែប្រើ diaphragm កាន់តែមានសុវត្ថិភាព ដូចជារន្ធបិទដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃសមាសធាតុបីស្រទាប់នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ diaphragm ប៉ុន្តែក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ជាមួយនឹងភាពប្រសើរឡើងនៃដង់ស៊ីតេថាមពលថ្ម diaphragm ស្តើងក្រោមនិន្នាការនៃ ស្រទាប់ diaphragm បីស្រទាប់បានក្លាយទៅជាលែងប្រើបន្តិចម្តងៗ ជំនួសដោយថ្នាំកូតសេរ៉ាមិចនៃ diaphragm ថ្នាំកូតសេរ៉ាមិចទៅនឹងគោលបំណងគាំទ្រ diaphragm កាត់បន្ថយការកន្ត្រាក់នៃ diaphragm នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពកំដៅនៃថ្ម lithium ion និងកាត់បន្ថយហានិភ័យនៃ ការរត់ចេញពីកំដៅនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង។

3. ការរចនាសុវត្ថិភាពកំដៅកញ្ចប់ថ្ម

ក្នុងការប្រើប្រាស់ ថ្មលីចូម អ៊ីយ៉ុង ច្រើនតែត្រូវបានផ្សំឡើងពីថ្មរាប់សិប រាប់រយ ឬរាប់ពាន់ តាមរយៈការភ្ជាប់ជាស៊េរី និងប៉ារ៉ាឡែល។ ឧទាហរណ៍ កញ្ចប់ថ្មរបស់ Tesla ModelS មានច្រើនជាង 7,000 18650 ថ្ម។ ប្រសិនបើថ្មណាមួយបាត់បង់ការគ្រប់គ្រងកម្ដៅ វាអាចរាលដាលនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្ម ហើយបណ្តាលឱ្យមានផលវិបាកធ្ងន់ធ្ងរ។ ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងខែមករា ឆ្នាំ 2013 អាគុយលីចូមអ៊ីយ៉ុង Boeing 787 របស់ក្រុមហ៊ុនជប៉ុនមួយបានឆេះនៅបូស្តុន សហរដ្ឋអាមេរិក។ យោងតាមការស៊ើបអង្កេតរបស់ក្រុមប្រឹក្សាសុវត្ថិភាពដឹកជញ្ជូនជាតិ ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងការ៉េទំហំ 75Ah នៅក្នុងកញ្ចប់ថ្មបានបណ្តាលឱ្យមានកម្ដៅនៃថ្មដែលនៅជាប់គ្នា។ បន្ទាប់ពីឧបទ្ទវហេតុនេះ ក្រុមហ៊ុន Boeing តម្រូវឱ្យកញ្ចប់ថ្មទាំងអស់ត្រូវបានបំពាក់ជាមួយនឹងវិធានការថ្មីដើម្បីការពារការរីករាលដាលកម្ដៅដែលមិនអាចគ្រប់គ្រងបាន។

ដើម្បីការពារការហូរចេញដោយកម្ដៅពីការសាយភាយនៅខាងក្នុងថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង AllcellTechnology បានបង្កើតសម្ភារៈញែកកម្ដៅ PCC សម្រាប់ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងដោយផ្អែកលើសម្ភារៈផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល [5] ។ សម្ភារៈ PCC បំពេញរវាងថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងម៉ូណូមឺរ ក្នុងករណីដំណើរការធម្មតានៃកញ្ចប់ថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង កញ្ចប់ថ្មនៅក្នុងកំដៅអាចឆ្លងកាត់សម្ភារៈ PCC យ៉ាងលឿនទៅខាងក្រៅកញ្ចប់ថ្ម នៅពេលដែលកំដៅក្នុងលីចូមអ៊ីយ៉ុងរត់ចេញ។ ថ្ម សម្ភារៈ PCC ដោយការរលាយ wax ប៉ារ៉ាហ្វីនខាងក្នុងរបស់វា ស្រូបយកកំដៅបានច្រើន ការពារកុំឱ្យសីតុណ្ហភាពថ្មកើនឡើងបន្ថែមទៀត ដូច្នេះការដាស់តឿនកំដៅចេញពីការគ្រប់គ្រងនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្ម ការសាយភាយខាងក្នុង។ នៅក្នុងការធ្វើតេស្ត pinprick ការរត់ចេញកំដៅនៃថ្មមួយនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្មមាន 4 និង 10 ខ្សែនៃកញ្ចប់ថ្ម 18650 ដោយមិនប្រើសម្ភារៈ PCC នៅទីបំផុតបណ្តាលឱ្យមានកំដៅនៃថ្ម 20 នៅក្នុងកញ្ចប់ថ្មខណៈពេលដែលកំដៅនៃថ្មមួយ ថ្មនៅក្នុងកញ្ចប់ថ្មដែលផលិតពីសម្ភារៈ PCC មិនបណ្តាលឱ្យមានកម្ដៅនៃកញ្ចប់ថ្មផ្សេងទៀតទេ។