Làm thế nào là nó có thể? Mọi nhà sản xuất pin Li dưới ánh mặt trời đều muốn tạo ra pin sạc nhanh, vì vậy đây là một chủ đề nghiên cứu nóng.
Không có định nghĩa chuẩn cho các ô có tốc độ thoát nước cao, nhưng các hướng dẫn thiết kế cơ bản chỉ ra rằng các ô dựa trên coban-oxit tiêu chuẩn có thể hỗ trợ dòng 2-C hoặc có thể là dòng 3-C, dòng điện liên tục. Các tế bào thoát nước cao dựa trên coban-oxit hỗ trợ gần gấp đôi các dòng điện đó, nhưng chỉ trong vài giây. Các tế bào thoát nước cao mới hỗ trợ 20 C liên tục.
Theo lý thuyết, một tế bào có tốc độ phóng điện cao có thể hỗ trợ sự phóng điện cao trong một khoảng thời gian rất ngắn, theo lý thuyết, một bộ sạc pin có thể sạc đầy tế bào đó trong một khoảng thời gian ngắn như nhau. Nhưng để tận dụng khả năng này, thiết kế bộ sạc pin thông thường phải được sửa đổi. Để đơn giản, những thay đổi này có thể được minh họa bằng ví dụ về bộ sạc một khoang hỗ trợ bộ pin một cell.
Đặc điểm tế bào
Nhìn bề ngoài, các tế bào Li-ion sạc nhanh có vẻ đơn giản. Dường như người ta có thể chỉ cần tăng dòng điện được cung cấp trong giai đoạn dòng không đổi của chu kỳ sạc. Tuy nhiên, như thể hiện trong bảng, thời gian sạc tổng thể không giảm đáng kể khi dòng điện tăng từ 1 C lên tốc độ cao hơn.
Sự khác biệt về thời gian sạc với tốc độ 2 C so với tốc độ 3 C chỉ khoảng một phút, bất kể nhà cung cấp di động. Về cơ bản, các tế bào sẽ đạt đến ngưỡng cắt điện áp cao nhanh hơn, nhưng thời gian ở chế độ sạc điện áp không đổi sẽ lâu hơn nhiều. Rõ ràng, điều này làm tăng khả năng làm hỏng pin do quá điện áp. Điện trở của các tế bào Li-ion truyền thống sẽ khiến chúng nóng lên nhiều hơn trong quá trình sạc nhanh hơn, do đó các tế bào sẽ bắt đầu bị phá vỡ. Sạc nhanh làm giảm đáng kể chu kỳ sử dụng pin.
Thiết kế một tế bào có thể điều chỉnh tốc độ phóng điện cao và điện tích cao là một nỗ lực để giảm chiều dài đường đi và sức cản đối với việc vận chuyển các ion và electron. Hình. 1 cho thấy một mặt cắt ngang của một tế bào hình trụ Li-ion điển hình. Thay đổi bắt đầu với các vật liệu hoạt động của pin. Các tế bào Li-ion truyền thống dựa trên hợp chất catốt lithium-coban-oxit (LiCoO2). Trong vật liệu này, các ion Li, khuếch tán vào và ra khỏi cực âm, chỉ có thể được chèn qua các đường 2 chiều trong cấu trúc tinh thể.
Độ dài đường dẫn có thể được rút ngắn bằng cách thay đổi hình thái vật lý của vật liệu hoạt động của pin hoặc thay đổi cấu trúc hóa học của vật liệu hoặc bằng cách thực hiện cả hai. Một cách tiếp cận để giải quyết vấn đề về mặt vật lý là giảm kích thước hạt của vật liệu xuống nhỏ như quy mô nano. Các hóa chất mới như spinan mangan (LiMn2O4) cung cấp các con đường 3 chiều để chèn ion.
Ngoài những thay đổi này, điện trở của các tế bào phải được hạ xuống bằng cách sử dụng vật liệu mỏng, tăng lượng chất thu hiện tại và tăng nồng độ chất điện phân và giảm độ nhớt của nó bằng dung môi. Nhiều thay đổi trong số này cho thấy các tế bào Li-polymer, có thể rất mỏng, tự cho vay để sử dụng trong thiết kế cho tỷ lệ cao.
Các nhà sản xuất tế bào Li-ion đã thử nghiệm các công thức của họ để thực hiện các thiết kế dành riêng cho các ứng dụng tốc độ cao. Một vài nhà sản xuất đã đưa ra giải pháp. E-One Moli Energy đã giới thiệu một tế bào có tốc độ phóng điện cao dựa trên vật liệu catốt mangan-spinel cho các công cụ điện không dây.
