Kaip elektrolito kiekis veikia akumuliatoriaus veikimą?

Pasirinkus tinkamą elektrolitų sistemą skirtingoms teigiamoms ir neigiamoms medžiagoms, negarantuojama, kad akumuliatoriaus elektrocheminiai rodikliai yra geri, o atitinkamas elektrolito kiekis turi būti nustatytas pagal skirtingų teigiamų ir neigiamų medžiagų reikalavimus.

1. Elektrolito tūrio poreikio vertinimo kriterijai

Elektrolitas naudojamas kaip terpė ličio jonų migracijai ir krūviui perduoti. Norint užtikrinti, kad aktyvioji medžiaga būtų visiškai panaudota, reikia užpildyti akumuliatoriaus šerdies spragas elektrolitu. Kiekvienos katodo medžiagos tankinimo tankis yra skirtingas, o elektrolito kiekio reikalavimai yra skirtingi. Bendra situacija yra ta, kad ličio kobalto oksido katodo medžiagos, turinčios didelį tankinimo tankį, elektrolito poreikis yra nedidelis, o trinario ir ličio manganato katodo sistemos akumuliatoriaus, turinčio mažą tankinimo tankį, elektrolito poreikis yra didžiausias.

2. Elektrolito tūrio įtaka akumuliatoriaus veikimui

(1) Elektrolito tūrio įtaka akumuliatoriaus talpai

Iš 1 paveikslo matyti, kad elektrolito įkrovimo ir iškrovimo kreivė su nedideliu lašėjimu yra nenormali, įkrovimo galia yra daug didesnė nei kitų verčių, o išleidimo galia yra daug mažesnė nei kitų verčių. Talpa didėja didėjant elektrolito kiekiui. Geriausios talpos akumuliatoriaus membrana yra tiesiog sudrėkinta. Galima pastebėti, kad elektrolito kiekis yra nepakankamas, teigiamo elektrodo lakštas nėra pakankamai drėkinamas ir diafragma nėra drėkinama, todėl gaunama didelė vidinė varža ir maža talpa. Padidėjęs elektrolito kiekis padeda visiškai išnaudoti aktyviosios medžiagos talpą. Tai rodo, kad akumuliatoriaus talpa turi didesnį ryšį su elektrolito kiekiu, o akumuliatoriaus talpa didėja didėjant elektrolito kiekiui, tačiau galiausiai paprastai būna pastovi.

(2) Elektrolito tūrio įtaka akumuliatoriaus ciklo veikimui

Iš 1 paveikslo matyti, kad didėjant spartai, pajėgumų skirtumas tampa akivaizdesnis, o baterijos ciklo veikimas blogėja. Elektrolito kiekis yra nedidelis, laidumas mažėja, o po pasivažinėjimo greitai padidėja vidinė varža, o tai pagreitina dalinio akumuliatoriaus elektrolito skilimą ar lakumą, o akumuliatoriaus ciklo veikimas pablogėja palaipsniui. Per didelis elektrolito kiekis sąlyginai padidina akumuliatoriaus elemento šoninę reakciją, o dujų gamyba yra didelė, dėl ko sumažėja akumuliatoriaus elemento ciklo veikimas. Be to, švaistomas per didelis elektrolito kiekis. Galima pastebėti, kad elektrolito kiekis turi labai akivaizdžią įtaką akumuliatoriaus veikimui cikle. Per mažas arba per didelis elektrolito kiekis nepalankus akumuliatoriaus veikimo ciklui.

(3) Elektrolito tūrio įtaka akumuliatoriaus saugumui

Geras akumuliatoriaus veikimas iš esmės yra susijęs su tuo, kad naudojimo metu nėra išsipūtimo ir sprogimo. Viena iš akumuliatoriaus sprogimo priežasčių yra ta, kad įpurškimo tūris negali atitikti technologinių reikalavimų. Kai elektrolito kiekis yra per mažas, akumuliatoriaus vidinė varža yra didelė, o šiluma yra didelė. Dėl padidėjusios temperatūros elektrolitas greitai suyra gamindamas dujas, o diafragma ištirpsta, dėl ko akumuliatorius išsiplečia, trumpasis jungimas ir sprogimas. Kai panaudotas elektrolitas ir teigiamos bei neigiamos medžiagos sukelia per didelę dujų susidarymą šalutinių reakcijų metu, galima pridėti atitinkamą kiekį elektrolito infiltranto, kad būtų sumažintas pridėto elektrolito kiekis, tokiu būdu sumažinant perteklinių dujų gamybos problemą ir pagerinant akumuliatoriaus saugumą. Kai elektrolito kiekis yra per didelis, įkrovimo ir iškrovimo metu susidarančių dujų kiekis yra didelis, vidinis akumuliatoriaus slėgis yra aukštas, apvalkalas plyšta ir sukelia elektrolito nutekėjimą. Kai elektrolito temperatūra yra aukšta, ji užsidegs susidūrusi su oru.

Elektrolitas yra nepakeičiama ličio jonų baterijų dalis ir yra būtina sąlyga ličio jonų baterijoms gauti aukštos įtampos, didelio energijos tankio ir didelio ciklo efektyvumo pranašumus. Elektrolito kiekis turi didelę įtaką akumuliatoriaus elektrocheminiams ir saugos rodikliams. Per daug ar per mažai yra netinkama. Norint nustatyti elektrolito kiekį, suderinamą su teigiamomis ir neigiamomis medžiagomis bei diafragma, reikia atlikti eksperimentus.