Menene Yawan caji? {0} Polinovel

Yin caji yana faruwa lokacin da baturi ya karɓi wutar lantarki fiye da iyakar ƙarfinsa, yana haifar da ƙarfin lantarki ya wuce amintattun matakan aiki. Don batirin lithium{1} ion -wayoyin da za a iya cajin da ke sarrafa mafi yawan na'urorin lantarki na zamani ta hanyar motsa ion lithium a tsakanin lantarki - yana faruwa lokacin da ƙarfin lantarki ya zarce 4.2V akan kowace tantanin halitta, yana haifar da haɓakar zafi, lalata sinadarai, da yuwuwar guduwar thermal.

Fahimtar menene baturin lithium ion yana buƙatar duba ainihin tsarinsa da aikinsa. Batirin lithium{1} ion shine na'urar ajiyar makamashi mai caji wanda ke haifar da wutar lantarki ta hanyar motsa ion lithium tsakanin electrodes guda biyu{2}cathode (tabbatacce) da anode (mara kyau)-ta hanyar ruwa electrolyte. Waɗannan batura sun mamaye na'urorin lantarki na zamani saboda suna ɗaukar makamashi mai mahimmanci cikin ƙananan fakiti masu nauyi yayin da suke tallafawa ɗaruruwan sake zagayowar caji.

Abubuwan asali na asali suna aiki tare a cikin madaidaicin rawa. A cathode yawanci ya ƙunshi lithium karfe oxides kamar lithium cobalt oxide ko lithium iron phosphate. The anode ya ƙunshi graphite carbon yadudduka da za su iya saukar da lithium ions tsakanin atomic zanen gado. Membrane mai rabuwa yana hana hulɗar kai tsaye tsakanin na'urorin lantarki yayin ba da izinin wucewar ion. Electrolyte -yawanci gishiri lithium yana narkar da shi a cikin narkar da kwayoyin halitta{5}}yana gudanar da ions amma ba electrons ba.

A lokacin fitarwa, lithium ions suna gudana daga anode ta hanyar electrolyte zuwa cathode, yayin da electrons ke tafiya ta kewayen waje suna kunna na'urarka. Cajin yana jujjuya wannan tsari: ikon waje yana korar ions zuwa anode don ajiya. Wannan jujjuyawar tana ba da damar dubunnan caji - zagayowar zagayowar kafin ƙarfin ya ragu sosai.

Wannan kyakkyawan tsarin yana bayyana dalilin da yasa fasahar lithium{0}ion ke sarrafa komai tun daga wayoyin hannu zuwa motocin lantarki. Hasken atomic nauyi na lithium yana samar da babban ƙarfin kuzari{2}yawanci 150{5}}250 Wh/kg idan aka kwatanta da 30-50 Wh/kg don baturan gubar-acid. Matsakaicin ƙarfin lantarki na 3.6-3.7V akan kowane tantanin halitta yana nufin ƙarancin sel da ake buƙata don ƙarfin lantarki da aka bayar, rage nauyi da rikitarwa.

Koyaya, wannan sinadari guda ɗaya wanda ke sa batir lithium{0}ion yayi ƙarfi kuma yana sa su zama masu saurin caji.

Batirin Lithium{0}ion yana sarrafa yawancin na'urori na zamani ta hanyar jujjuyawar halayen sinadarai waɗanda ke motsa ion lithium tsakanin wayoyin lantarki. Lokacin da baturi yayi caji akai-akai, ions lithium suna tafiya daga cathode zuwa anode kuma suna shigar da kansu cikin tsarin graphite. Wannan tsari yana adana makamashi cikin aminci cikin ƙayyadaddun iyakokin ƙarfin lantarki.

Yayin caji fiye da kima, hanyoyin lalata da yawa suna kunna. Hawan wutar lantarkin da ya wuce 4.2V yana jawo lithium plating{2}}arfe na lithium adibas akan saman anode maimakon shiga tsakani da kyau cikin graphite. Waɗannan adibas ɗin suna haifar da allura{4}kamar sifofi da ake kira dendrites waɗanda zasu iya huda membrane mai raba tsakanin na'urorin lantarki, wanda ke kaiwa ga gajerun kewayawa na ciki.

Bincike daga 2024 ya nuna cewa yawan caji yana haɓaka lokacin da yanayin zafi ya faɗi. A -10 digiri , juriya na ciki yana ƙaruwa sosai, yana sa iyakar ƙarfin lantarki ya fi sauƙi don karya koda tare da daidaitattun caji. Ɗaya daga cikin binciken ya rubuta batir ɗin da aka caje a 0.2C da 1C a ƙananan yanayin zafi, gano cewa ƙaramar cajin ya haifar da gajeren wando na ciki da lalata mai tarawa a cikin makonni maimakon watanni.

Cathode yana fuskantar tsarin lalata nasa. Yawan hakar lithium daga kayan cathode kamar lithium cobalt oxide yana haifar da rugujewar tsari, yana sakin iskar oxygen da ke hanzarta bazuwar electrolyte. Wannan cascade yana samar da zafi da iskar gas, yana haɓaka matsa lamba na ciki. Lokacin da matsa lamba ya wuce kusan psi 500, cakin baturi yana huɗawa - wani lokaci da fashewa.

Zazzabi yana ƙaruwa sosai yayin gazawar caji. Gwaje-gwajen dakin gwaje-gwaje sun nuna yanayin zafi yana hawa daga kewayon aiki na yau da kullun (digiri 25-35) zuwa sama da digiri 780 yayin guduwar zafi. Ƙirƙirar zafi ta fito ne daga maɓuɓɓuka masu yawa: Joule dumama daga babban halin yanzu, exothermic gefen halayen a cikin electrolyte, da kuma konewa na saki gas.

Overcharging

Injiniyoyin batir suna gano bambance-bambancen matakan gazawa dangane da yanayin caji.

Mataki na 1 (100-120% SOC): An fara cajin da aka saba yi. Ƙarfin wutar lantarki yana ƙaruwa akai-akai yayin da ake sarrafa halin yanzu. Juriya na ciki yana ƙaruwa yayin da SEI (m electrolyte interphase) Layer ke kauri akan anode. Ribar zafin jiki yana zama matsakaici, yawanci 5-10 digiri sama da na yanayi.

Mataki na 2 (120-140% SOC): Lithium plating ya zama bayyane. Metallic lithium yana taruwa akan saman anode, yana cinye electrolyte ta hanyar halayen da ke haifar da zafi da gas. Baturin na iya ƙara ɗan ƙara kaɗan yayin da matsi na ciki ke ƙaruwa. Ma'aunin ƙarfin a wannan matakin yana nuna asara na dindindin na 10-15%.

Mataki na 3 (140-160% SOC): Girman Dendrite yana haɓaka. Allura -kamar tsarin lithium yana cike gibin dake tsakanin na'urorin lantarki. Micro{3} gajerun guntun suna haɓaka, suna haifar da dumama. Samar da iskar gas yana ƙaruwa sosai daga iskar oxygen da iskar oxygen da bazuwar cathode. Wutar lantarki ya zama marar kuskure.

Stage 4 (>160% SOC): Thermal runaway fara. Zazzabi na ciki ya wuce digiri 130, yana haifar da narkewa. Cikakken gajeren kewayawa na ciki yana faruwa, yana sakin kuzarin da aka adana cikin sauri. A cikin daƙiƙa, zafin jiki na iya tsalle zuwa digiri ɗari da yawa. Rubutun ya karye, yana fitar da iskar gas mai zafi da yuwuwar kunna wuta.

Wannan ci gaban ya bambanta ta hanyar kimiyya. Lithium iron phosphate (LiFePO4) batura suna jure wa fiye da kima fiye da bambance-bambancen lithium cobalt oxide saboda ingantaccen tsarin cathode. Koyaya, duk nau'ikan sinadarai na lithium{3} ion suna fuskantar lalacewa idan an cika su sosai.

Batirin lithium{0}ion ba tare da kariya ba yana haifar da haɗari sosai. Tsarin Gudanar da Baturi (BMS) yana aiki azaman tsaro na farko daga yanayin cajin da ya wuce kima ta hanyar ci gaba da sa ido da shiga tsakani.

BMS yana bin ma'auni masu mahimmanci guda uku a ainihin lokaci: ƙarfin lantarki (aunawa a millivolts), gudanawar yanzu (a cikin amperes), da zafin jiki (yawanci a wurare da yawa a cikin fakitin baturi). Tsarukan zamani suna misalta waɗannan ƙimar ɗarurruwan lokuta a cikin daƙiƙa guda, suna kwatanta karatu akan matakan tsaro da aka tsara.

Lokacin da kowane tantanin halitta ya kusanci 4.2V -madaidaicin madaidaicin adadin ƙwayoyin lithium{2}} ion sel{3}}BMS yana rage cajin halin yanzu ta atomatik. Wannan tapering yana ƙara lokacin caji amma yana hana ƙarfin wutar lantarki. Idan wutar lantarki ta ci gaba da tashi duk da raguwar halin yanzu, tsarin yana yanke caji gaba ɗaya ta buɗe maɓallan MOSFET a cikin hanyar kewayawa.

Daidaitawar salula yana ƙara wani Layer na kariya. Kwayoyin mutum ɗaya a cikin fakitin baturi da wuya su kula da yanayin caji iri ɗaya saboda ƙananan bambance-bambancen masana'antu da tsarin amfani. BMS na lura da kowane tantanin halitta da kansa kuma yana sake rarraba caji don hana kowane tantanin halitta yin caji yayin da wasu ke baya. Daidaitaccen daidaituwa yana watsar da kuzari mai yawa kamar zafi ta hanyar resistors; daidaitawa mai aiki yana canza kuzari tsakanin sel don ingantaccen inganci.

Kula da yanayin zafi yana haifar da ka'idojin sarrafa zafi. Yawancin batirin lithium{1}ion sun haɗa da na'urori masu auna zafin jiki da yawa waɗanda ke kusa da sel masu saurin dumama. Lokacin da yanayin zafi ya wuce digiri 45 yayin caji, BMS ko dai yana rage halin yanzu ko kunna tsarin sanyaya. Sama da digiri 60, caji yana tsayawa gaba ɗaya don hana guduwar zafi.

Caja masu wayo suna daidaitawa da tsarin BMS ta hanyar ka'idojin sadarwa. Caja yana karɓar bayanan halin baturi na ainihi{1} kuma yana daidaita ƙarfin fitarwa da halin yanzu daidai. Wannan hanyar sadarwa guda biyu{3} tana hana yanayi inda saitunan caja suka ci karo da ƙarfin baturi.

Bayanan filin daga 2024 - 2025 shigarwar yana nuna ingantattun raka'o'in BMS sun cimma ƙimar gazawar ƙasa da kashi 0.3% -wato ƙasa da faɗuwar 3 a kowane baturi 1,000. Wannan yana wakiltar babban ci gaba daga farkon baturan lithium-ion, waɗanda suka sami ƙarancin gazawar kusan 1 cikin miliyan 10 lokacin da aka yi amfani da su daidai amma mafi girman ƙimar lokacin da kariya ta gaza.

Alamun jiki suna bayyana lokacin da batura suka sami caji fiye da kima, kodayake wasu lalacewa ba su ganuwa har sai an gwada aikin.

Kumburi matsayi a matsayin mafi bayyanannen nuni. Batura masu cajin da yawa suna haɓaka kumbura yayin da matsin iskar gas na ciki ke lalata rumbun. Lithium -kwayoyin jakar ion suna nuna wannan a sarari, suna faɗaɗa kamar matashin kai. Kwayoyin Silindrical na iya nuna ƙarancin kumburi, amma aunawa a hankali yana nuna ƙarar diamita.

Zafin da ya wuce kima yayin ko bayan caji yana nuna matsalolin sigina. Batirin da ke aiki da kyau yana haifar da ɗumi - yawanci 5-9 F sama da yanayi yayin caji na yau da kullun. Zazzabi a bayyane sama da wannan, musamman idan baturin ya ji zafi don taɓa mintuna da yawa bayan cire haɗin caja, yana nuna ƙarin caji ko lalacewa na ciki.

Rushewar ƙarfin yana bayyana a hankali. Batura masu caji akai-akai suna riƙe ƙarancin caji akan lokaci. Na'urar da a baya ta ɗauki awa 8 tsakanin cajin na iya raguwa zuwa awanni 5-6 bayan ci gaba da caji. Aikace-aikacen sa ido kan baturi na iya bin wannan raguwar ta kwatanta ƙarfin halin yanzu don ƙira ƙarfin.

Ma'aunin wutar lantarki yana ba da bayanan bincike. Yin amfani da multimeter, duba ƙarfin baturi bayan na'urar ta huta na tsawon sa'o'i da yawa (ba nan da nan bayan caji ko fitarwa ba, saboda karatun ba zai zama kuskure ba). Yawan karatun ƙarfin lantarki akai-akai - sama da 4.2V akan kowace tantanin halitta don daidaitaccen lithium{4}}ion- yana tabbatar da matsalolin caji.

Leaka yana bayyana a lokuta masu tsanani. Farin farewar foda a kusa da tashoshi ko ɓarkewar ruwa daga rumbun baturi yana nuna tserewar electrolyte. Wannan yana da haɗari; lithium baturi electrolytes dauke da guba da kuma flammable mahadi. Bai kamata a yi amfani da batura da aka zube ba.

Kamshi yayi kashedin rushewar sinadarai. Sulfur{1}} kama ko ƙamshin sinadari mai daɗi daga baturi, musamman lokacin caji ko bayan caji, yana nuna bazuwar electrolyte daga zafi mai yawa. Wannan warin sau da yawa yana gaba da gazawa mai tsanani.

Rashin daidaituwar aiki yana nuna rashin daidaituwar tantanin halitta. Idan na'urar ta mutu ba zato ba tsammani duk da nuna ragowar cajin 30-40%, wasu sel a cikin fakitin baturi na iya lalacewa daga yin caji fiye da kima yayin da wasu ke riƙe da ƙarfi.

Overcharging

Dabarun rigakafin sun bambanta ta aikace-aikace, daga ƙananan kayan lantarki na mabukaci zuwa manyan ma'auni na makamashi{{0}.

Wayoyin hannu da LaptopNa'urori na zamani sun haɗa da ingantaccen sarrafa wutar lantarki wanda a fasahance ke hana yin caji na gaskiya. Da'irar caji tana dakatar da gudana a halin yanzu a iya aiki 100%. Duk da haka, ajiye na'urori suna ci gaba da haifar da zagayawa na caji{3}}kananan ƙarfin wutar lantarki yana cika fitar da ke faruwa a zahiri, yana haifar da ƙananan keken keke-. Duk da yake ba yana yin caji a fasaha ba, wannan yana haifar da zafi kuma yana ƙarfafa baturi. Mafi kyawun aiki ya haɗa da cire kayan aiki lokacin da aka cika cikakken caji ko amfani da fasalulluka na caji da ake samu a cikin sabbin na'urori waɗanda ke koyon tsarin amfani da jinkirta cikakken caji har sai an buƙata.

Motocin LantarkiEVs suna amfani da ci-gaban tsarin BMS masu sarrafa ɗaruruwan sel. Waɗannan tsarin suna amfani da matakan kariya masu yawa: tantanin halitta{1}}matakin sa ido, sarrafa zafi ta hanyar sanyaya ruwa, da software{2}}iyakan tilasta caji. Yawancin EVs suna ƙyale masu mallakar su saita matsakaicin matakan caji{7}}80% ko 90% maimakon 100% -don amfanin yau da kullun, adana cikakken caji don dogon tafiye-tafiye. Wannan yana rage damuwa daga jihohin ƙarfin lantarki. Yin caji a ƙananan rates (Mataki na 1 ko Mataki na 2) maimakon cajin gaggawa na DC shima yana rage haɗarin wuce gona da iri ta hanyar kyale ingantaccen sarrafa zafi.

Kayan Aikin Wuta da Na'urorin Hobby: Batura na lithium polymer gama gari a cikin motocin RC, drones, da kayan aikin igiya suna buƙatar kulawa da hankali. Yi amfani da caja musamman ƙera don sinadarai na baturi da ƙidaya tantanin halitta. Cajin ma'auni yana tabbatar da duk sel sun kai irin ƙarfin lantarki. Kar a taɓa barin waɗannan batura akan caja ba tare da kulawa ba na tsawon lokaci. Adana a 3.7{6}}3.8V kowane tantanin halitta (kimanin cajin 40-50%) maimakon cikakken caji yana rage lalacewa na dogon lokaci.

Ma'ajiyar Makamashi Mai SabuntawaTsarin batir na gida yana hawan keke kowace rana daga hasken rana yana buƙatar kariyar BMS mai ƙarfi da daidaitawar mai sarrafa caji. Dole ne mai kula da caji ya dace da ƙayyadaddun sinadarai na baturi. Don batir LiFePO4, wannan yawanci yana nufin 14.4{6}}14.6V don tsarin ƙima na 12V. Tsara wutar lantarki mai iyo daidai-yawanci 13.4-13.6V don LiFePO4-yana hana ci gaba da caji bayan baturi ya kai ƙarfin aiki.

Marine da RV Aikace-aikace: Lead{0}}batir na acid a tarihi sun mamaye waɗannan aikace-aikacen amma ɗaukar lithium{1}} yana ƙaruwa. Lokacin sake gyara batir lithium cikin tsarin da aka ƙera don gubar -acid, dole ne a sake saita tsarin caji. Lead{5}} ƙarfin cajin acid (14.8V ko sama) zai yi cajin mafi yawan sinadarai na lithium. Shigar da na'urar lithium - caja mai jituwa ko mai canzawa yana hana lalacewa.

Kayayyakin Masana'antu da Warehouse: Forklifts da sauran kayan aikin masana'antu suna ƙara amfani da batir lithium{0} ion don ƙarfin caji da sauri da tsawon rayuwa. Waɗannan abubuwan shigarwa suna amfana daga damar caji{2} gajeriyar lokutan caji yayin hutu maimakon cikakken cajin dare. Dole ne BMS ya goyi bayan wannan tsarin amfani ba tare da tara lalacewa daga hawan cajin da bai cika ba ko hana yin caji a lokacin tsawan lokaci.

Zazzabi{0}} dogaro da caji yana ƙara ƙwarewa ga tsarin rigakafi. Lithium -batir ion kada su yi caji ƙasa da digiri 0 (digiri 32 F) saboda wannan yana haɓaka plating na lithium ko da a na yau da kullun. Tsarukan BMS masu inganci suna kashe caji a ƙasan wannan madaidaicin kuma suna iya ba da damar ɗumamar tantanin halitta kafin ba da izinin kwarara na yanzu.

Rashin aikin caja yana haifar da haɗari fiye da caji duk da kariyar baturi. Fahimtar hanyoyin gazawa na taimakawa gano yanayi masu haɗari kafin lalacewa ta faru.

Rashin ƙayyadaddun wutar lantarki ya wuce jerin matsalolin caja. Caja suna amfani da masu kula da wutar lantarki don kiyaye ingantaccen fitarwa. Lokacin da waɗannan abubuwan haɗin suka kasa{2} sau da yawa daga shekaru, damuwa zafi, ko haɓakar wutar lantarki{3}}ƙarfin fitarwa na iya hawa sama da ƙayyadaddun bayanai. Caja da aka ƙididdige don 4.2V na iya sadar da 5V ko mafi girma, da'irar kariyar baturi.

Matsalolin ƙa'ida na yanzu suna haifar da sannu a hankali amma daidai da lalata al'amura. Caja da aka ƙera don ƙara ƙarfin halin yanzu yayin da batura ke gabatowa cikar caji wani lokaci suna kasawa akai-akai -yanayin yanzu, suna ci gaba da tura matsakaicin amperage har ma da manyan ƙarfin wuta. Wannan yana tilasta wuce gona da iri a cikin baturi, yana haifar da zafi da matsa lamba.

Caja na jabu ko na jabu suna haifar da haɗari na musamman. Waɗannan samfuran ƙila ba su da ingantattun da'irar ƙa'ida, amfani da abubuwan da ba su da inganci, ko suna da nakasukan ƙira. Gwajin kungiyoyin kare lafiyar mabukaci koyaushe yana samun arha caja wanda ya wuce ingantaccen ƙarfin lantarki da ƙayyadaddun bayanai na yanzu. Adadin kuɗi yana ɓacewa lokacin da suka lalata baturi ko haifar da haɗarin wuta.

Caja marasa jituwa suna lalata batura ta hanyar ƙarfin lantarki da rashin daidaituwa na yanzu. Amfani da cajar waya 5V akan na'urar 3.7V, ko caja da aka ƙera don nickel{3}} tushen batura akan ƙwayoyin lithium{4}}, yana bada garantin matsaloli. Koyaushe tabbatar da ƙayyadaddun caja sun dace da buƙatun baturi.

Lalacewar jiki ga caja daga digo, bayyanar ruwa, ko al'amurran da suka shafi na USB na iya canza halayen lantarki. Kebul masu lalacewa suna haifar da juriya wanda ke canza halin caji. Lalacewar ruwa na iya haifar da gajerun kewayawa a cikin caja, wanda zai haifar da fitarwa mara ƙarfi.

Ƙididdiga daga binciken amincin samfur yana nuna caja{0} al'amura masu alaƙa da ke haifar da kusan kashi 25% na gazawar batirin lithium{2}}. Zaɓin caja da ya dace, dubawa na lokaci-lokaci don lalacewa, da maye gurbin sassan tsufa suna rage haɗarin wuce gona da iri.

Ba duk batirin lithium{0}ion ba ne ke amsawa iri ɗaya ga yin caji. Chemistry yana ƙayyade matakan haƙuri da yanayin gazawa.

Lithium Cobalt Oxide (LCO): Yawanci a cikin wayoyi da kwamfyutoci, LCO yana ba da yawan kuzari mai yawa amma rashin jurewar caji. Cathode ya zama mara ƙarfi a sama da 4.2V, yana sakin iskar oxygen da ke yin ƙarfi tare da electrolyte. Batirin LCO na buƙatar tsauraran iyakoki na ƙarfin lantarki da kariyar BMS mai ƙarfi. Yin caji ta ko da 0.1V yana haɓaka lalacewa a bayyane.

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4): An san shi don aminci, LiFePO4 yana ɗaukar caji fiye da sauran sinadarai saboda tsayayyen tsarin cathode na baƙin ƙarfe. Ƙarfin wutar lantarki yana ƙasa da ƙasa (3.65V akan kowane tantanin halitta) kuma yana da faɗi, yana yin ƙarancin caji. Ko da aka yi yawa, LiFePO4 yana samar da ƙarancin zafi da iskar gas. Koyaya, yawan cajin da aka maimaita har yanzu yana haifar da asarar iya aiki na dindindin da gajeriyar rayuwa. Ƙarfafa juriya na ciki daga yin caji yana taruwa a kan lokaci, a ƙarshe yana sa sel marasa amfani.

Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC): An yi amfani da shi sosai a cikin motocin lantarki, NMC yana daidaita yawan makamashi tare da kwanciyar hankali mai kyau. Matsakaicin ƙarfin lantarki yawanci ya kai 4.2V kowace tantanin halitta. NMC yana jure wa ƙaramin caji fiye da LCO amma mafi muni fiye da LiFePO4. Adadin dumama kai - a lokacin da ake caji ya yi ƙasa da LCO, yana ba da ɗan ƙarin lokaci don tsarin kariya don amsawa kafin guduwar zafi.

Lithium Manganese Oxide (LMO): Kayan aikin wuta da na'urorin likitanci suna amfani da LMO don yawan fitarwa da kwanciyar hankali. Tsarin kashin baya mai girma uku{1} yana ba da damar motsin ion lithium da sauri amma yana iyakance rayuwar zagayowar ko da a yanayin al'ada. Yin caji yana ƙara haɓaka ƙarfin halin yanzu yana raguwa, yawanci yana rage rayuwa mai amfani daga zagayowar 700 zuwa 300-400.

Lithium Nickel Cobalt Aluminum Oxide (NCA): Tesla da sauran EVs masu ƙima suna amfani da NCA don ƙarancin ƙarfi na musamman. Koyaya, NCA tana cikin mafi ƙarancin sinadarai masu ƙarfi lokacin da aka cika caji. Babban abun ciki na nickel yana sa cathode ya yi aiki a maɗaukakin ƙarfin lantarki. Wannan sinadari yana buƙatar ingantaccen tsarin kula da zafi da ingantaccen sarrafa wutar lantarki.

Bincike na baya-bayan nan game da wuce gona da iri {{0}inda batura lokaci-lokaci cajin fiye da iyakoki maimakon akai-akai{1} yana bayyana ɓarna a duk nau'ikan sinadarai. Ko da taƙaitaccen abubuwan da suka faru na overcharge suna haifar da canje-canje na tsarin microscopic: fashewar barbashi na cathode, rushewar ƙarfe na tsaka-tsaki, da adibas na fili na anode. Matsaloli da yawa suna haɗa waɗannan tasirin, suna bayanin dalilin da yasa batura waɗanda wasu lokuta suke yin caji fiye da yadda ake tsammani kawai.

Overcharging

Zazzabi ya yi tasiri sosai akan yuwuwar caji fiye da kima da tsananin sakamakon. Yanayin sanyi da zafi suna haifar da kalubale daban-daban.

Ƙananan yanayin zafi yana ƙara haɗarin caji ta hanyar mafi girman juriya na ciki. A -10 digiri, juriyar baturin lithium-ion na iya ninka ko sau uku idan aka kwatanta da zafin jiki. Wannan haɓakar juriya yana haifar da ƙarfin lantarki ya tashi da sauri yayin caji don shigarwar yanzu iri ɗaya. Caja mai sa ido kawai ƙarfin lantarki na baturi na iya fassara babban ƙarfin lantarki kamar yadda ya kusa cika caji, amma wannan yana nuna juriya na ciki maimakon ainihin yanayin caji. Ci gaba da caji sannan ya wuce cajin baturi.

Yanayin sanyi kuma yana haɓaka platin lithium a ƙananan matakan caji fiye da yanayin dumi. A al'ada lithium ions dole ne su kai ga anode da saka tsakanin graphite yadudduka. Yanayin sanyi yana rage jinkirin wannan tsarin haɗin gwiwar. Ions sun taru akan saman anode maimakon, suna samar da ma'auni na ƙarfe. Wannan platin yana iya farawa da ƙarfin lantarki da ke ƙasa da waɗanda aka yi la'akari da yin caji a zafin jiki.

Nazarin daga 2024 na nazarin ƙwayoyin LFP a -10 digiri an gano fiye da caji zuwa 4.0-4.8V ya haifar da raguwa cikin sauri. Ƙarfin ya ragu da kashi 30-40% bayan zagayowar caji 50 kawai, idan aka kwatanta da asarar 5-10% don aikin zafin ɗaki. Ƙarƙashin iyakar fashewa (LEL) na iskar gas mai gudu shima ya ragu, ma'ana ƙarancin haɓakar iskar gas da ake buƙata don yanayin fashewar.

Babban yanayin zafi yana haifar da akasin matsalar{0} suna rage lokaci tsakanin gano caji da guduwar zafi. Zafi yana hanzarta duk halayen sinadarai a cikin baturi. Batirin da ya wuce kima a digiri 40 na iya kaiwa ga guduwar zafi a cikin mintuna, yayin da caji iri ɗaya a digiri 20 na iya ɗaukar mintuna 30. Wannan gajeriyar taga martani yana rage tasirin tsarin kariya.

Zafin yanayi yana ƙara zuwa zafi na cikin gida daga caji mai yawa, ƙirƙirar madaidaicin ra'ayi. Cajin baturi a cikin mota mai zafi (digiri 60 na cikin gida) yana farawa da girman zafin jiki. Yin caji yana haifar da ƙarin zafi. Haɗin yana tura zafin jiki zuwa jeri mai haɗari da sauri fiye da kowane abu kaɗai.

Bambancin lokaci na al'amuran baturi yana nuna wannan tasirin zafin jiki. Ma'aikatan kashe gobara suna ba da rahoton ƙarin batir lithium{1}ion yana kama da wuta a cikin watannin bazara, tare da yin caji da yawa da yanayin zafi yana haifar da haɗuwa masu haɗari. Hakazalika, hunturu yana kawo ƙarin caji{3}} al'amurran da suka shafi kamar yadda batura masu sanyi ke fuskantar matsalolin juriya na ciki.

Mafi kyawun yanayin caji don batirin lithium{0}ion yana faɗi tsakanin digiri 10{4}}30 . A wajen wannan kewayon, yakamata farashin caji ya ragu don rama sakamakon zafin jiki. Tsarukan BMS na ci gaba sun haɗa algorithms ramuwa na zafin jiki waɗanda ke daidaita sigogin caji bisa yanayin zafin baturi, hana yawan caji mai alaƙa da zafin jiki.

Kalmar "yawan caji" ya wuce batura zuwa fannin tattalin arziki da shari'a, inda ya bayyana cajin farashin da ya wuce kima ko ƙara laifuffuka marasa tushe.

A cikin mu'amalar kasuwanci, yin caji fiye da kima yana nufin neman biyan da ya wuce yarda{0} akan farashi mai ma'ana. Wani dan kwangila yana biyan dala 5,000 don aikin da aka amince da shi a $3,500 ya yi sama da fadi. Hakazalika, gidajen cin abinci suna ƙara abubuwa zuwa lissafin kuɗin da ba a ba da oda ba ko ƙididdige jimlar ba daidai ba sun ƙunshi cajin da ba daidai ba. Adabin tattalin arziki ya ayyana shi musamman a matsayin bambancin farashi tsakanin farashin kasuwa na hadin gwiwa da gasa farashin ma'auni.

Dokokin kare mabukaci a yankuna da yawa suna magance yawan cajin kasuwanci. An sami ƴan kasuwa suna fuskantar tsangwama fiye da kima, buƙatun mayar da kuɗi, da yuwuwar tuhumar aikata laifuka don zamba. Tsananin ya dogara da niyya - kurakuran biyan kuɗi na lokaci-lokaci suna samun ƙarancin hukunci fiye da makircin ganganci don fitar da wuce gona da iri.

A cikin tsarin shari'a, wuce gona da iri na masu gabatar da kara na bayyana shigar da tuhume-tuhume masu tsanani fiye da goyan bayan shaida. Masu gabatar da kara na iya tuhumar kisan kai na biyu{1} lokacin da shaida ta nuna kisa kawai, wanda ke kafa matsaya mai karfi. Lauyoyin tsaro sun bambanta tsakanin cajin da ya wuce kima (yawan zarge-zarge ba tare da dalili ba) da cajin caji a tsaye (caji a matakan da bai dace ba). Yayin da kotuna ke hana wannan ɗabi'a, ƙa'idodin dalilai masu yiwuwa suna sa yin watsi da kararrakin da ake tuhuma da wahala.

Waɗannan marasa amfani da batir na "fiye da caji" suna raba jigon gama gari tare da wuce gona da iri na baturi: wuce iyaka da ya dace yana haifar da matsaloli. Kamar yadda yawan wutar lantarki ke lalata batura, cajin da ya wuce kima a kasuwanci ko doka yana haifar da yanayi mara kyau na buƙatar sa baki.

Wayoyin hannu na zamani sun gina{0} a cikin kariyar da ke daina yin caji akan iya aiki 100%, suna hana yin caji na gargajiya. Duk da haka, sanya wayoyi a kunne suna ci gaba da haifar da zazzaɓi na caji wanda ke haifar da zafi da damuwa da baturi akan lokaci. Wannan zafi a hankali yana rage tsawon rayuwar batir. Cire plugging lokacin da aka cika cikakken caji ko amfani da fasalulluka na caji suna inganta lafiyar baturi.

Matsakaicin sel na lithium{0}ion sun yi yawa lokacin da ƙarfin lantarki ya wuce 4.2V akan kowane tantanin halitta. Don baturin kwamfutar tafi-da-gidanka 3-cell, wannan yana nufin ƙarfin lantarki sama da 12.6V yana nuna fiye da caji. Lithium iron phosphate (LiFePO4) batura suna da ƙananan iyaka, yawanci 3.65V kowace tantanin halitta. Duban wutar lantarki yana buƙatar baturin ya huta na sa'o'i da yawa don samun ingantaccen karatu, saboda ƙarfin wutar lantarki na ɗan lokaci yayin caji ko fitarwa.

Lokacin gazawa ya dogara da tsananin cajin da ake yi da kuma sinadaran baturi. Tsananin caji na iya haifar da guduwar zafi cikin mintuna zuwa sa'o'i. Yin caji mai sauƙi na yau da kullun yana lalata ƙarfi sama da makonni zuwa watanni, tare da baturin yana nuna asarar iya aiki 20-30% bayan zagayowar 50-100 idan aka kwatanta da aiki na yau da kullun. Batura masu tsarin kariyar aiki yawanci basa kasawa da bala'i amma suna rasa aiki a hankali.

Yin caji yana haifar da lalacewa ta dindindin ga kayan baturi waɗanda ba za a iya juyawa ba. Barbashi na Cathode suna fashe, lithium plating ya rage akan anodes, kuma bazuwar electrolyte ba zai iya jurewa ba. Yayin da dakatar da ƙarin caji yana hana ƙarin lalacewa, ba za a iya dawo da ƙarfin da aka rasa a baya ba. Ya kamata a maye gurbin baturan da aka cika da yawa da ke nuna kumburi, zubewa, ko iya aiki ƙasa da kashi 60 na asali maimakon ƙoƙarin gyarawa.

Lafiyar baturi da amincin sun dogara ne akan ingantattun ayyukan caji. Fahimtar hanyoyin caji fiye da kima yana taimakawa hana lalacewa ko kuna cajin wayar hannu cikin dare ko sarrafa abin hawan lantarki. Tsarukan kariya sun inganta sosai, suna yin kasala mai saurin gaske lokacin da kayan aiki ke aiki daidai. Dubawa akai-akai na caja da batura, ingantattun ayyukan ajiya, da kulawa ga yanayin zafin jiki suna kula da aikin baturi fiye da lokacin da aka nufa.

Juyin halittar sinadarai na baturi yana ci gaba da zuwa mafi aminci. Batura masu ƙarfi a halin yanzu suna ci gaba da alƙawarin juriya fiye da kima ta hanyar maye gurbin ƙoƙon ruwa mai ƙona wuta tare da ingantaccen kayan aiki. Har sai waɗannan fasahohin sun balaga, tsarin kariya da ake da shi tare da ingantaccen aikin mai amfani yana ba da ingantaccen aminci ga biliyoyin lithium batir{3} ion da ake amfani da su yau da kullun.