ההשפעה של טעינה מהירה על אלקטרודה חיובית של סוללת ליתיום

היישומון שלבטריות ליתיוםשיפר מאוד את אורח החיים של אנשים.עם זאת, עם ההתפתחות המהירה של החברה המודרנית, אנשים דורשים מהירויות טעינה גבוהות יותר ויותר, ולכן המחקר על הטעינה המהירה של סוללות ליתיום-יון חשוב ביותר.צפיפות האנרגיה הגבוהה הזוסוללת ליתיום-יוןלטכנולוגיית טעינה מהירה יהיו אפשרויות יישום רחבות במכשירים אלקטרוניים ניידים, כלים חשמליים בעלי הספק גבוה וכלי רכב חשמליים.עם זאת, מחקר הטעינה המהירה הנוכחי הפריע למכשולים רבים, כמו התפתחות ליתיום בצד האלקטרודה השלילית.על מנת לשפר את ביצועי הטעינה המהירה של סוללות ליתיום-יון, עלינו להבין היטב את השינויים בחומרי האלקטרודה במהלך התהליכים החיוביים והשליליים.

לאחרונה פרסם ד"ר תנביר ר. תנאים מארה"ב מאמרי מחקר בנושא.מאמר זה משלב ניתוח אלקטרוכימי, מודלים של כשל ואפיון לאחר בדיקה כדי לחקור את ההשפעות של טעינה מהירה (XFC) על חומרים קתודיים במספר קנה מידה.דגימות הניסוי כוללות 41 G/NMCסוללות פאוץ'.קצב טעינה מהיר (1-9 C) ומחזור של עד 1000 פעמים במצב טעינה.נמצא כי במהלך המחזור המוקדם, בעיית האלקטרודה החיובית הייתה קטנה מאוד, אך בתום חיי הסוללה הופיעו סדקים ברורים באלקטרודה החיובית ובליווי מנגנון העייפות, כשל האלקטרודה החיובית החל להאיץ.במהלך המחזור, המבנה העיקרי של האלקטרודה החיובית נשאר שלם, אך ניתן לראות כי החלקיקים על פני השטח עוברים מבנה מחדש באופן משמעותי.

באמצעות אנליזה ניתן למצוא שגם בקצב נמוך מאוד, עומק טעינה גבוה יותר יגרום לקיבולת הקתודה לרדת.הסיבה לכך היא בעיקר כי עומק הטעינה הגבוה גורם לעלייה במתח שנוצר בתוך חלקיקי האלקטרודה החיוביים, כך שגם העיוות שהוא עובר גדול יותר, מה שגורם לנזק גדול יותר בכל מחזור.