Ann am pròiseas cinneasachaidh bataraidhean lithium-ion, bidh am pròiseas còmhdachaidh, mar cheangal cudromach, a’ toirt buaidh dhìreach air coileanadh agus sàbhailteachd nam bataraidhean. Tha seasmhachd àrd-ùrlar smachd gluasad inneal còmhdachaidh bataraidh lithium a’ cluich pàirt chinnteach ann an cruinneas a’ chòmhdaich. Tha clach-ghràin agus iarann teilgte, mar stuthan àrd-ùrlair a thathas a’ cleachdadh gu cumanta, air mòran aire a tharraing air an eadar-dhealachadh anns an seasmhachd tomhasach aca. Nì an artaigil seo mion-sgrùdadh domhainn air an leasachadh mòr ann an seasmhachd tomhasach clach-ghràin an taca ri iarann teilgte air àrd-ùrlar smachd gluasad innealan còmhdachaidh bataraidh lithium tro fheartan stuthan, dàta deuchainneach agus cùisean tagraidh practaigeach.
Bidh feartan stuthan a’ dearbhadh bunait seasmhachd
Bha iarann teilgte, mar stuth gnìomhachais traidiseanta, air a chleachdadh gu farsaing ann an raon àrd-ùrlaran smachd gluasaid air sgàth a choileanadh tilgeadh sàr-mhath agus buannachdan cosgais. Ach, tha lochdan nàdarra aig stuthan iarainn-teilgte. Tha tòrr grafait flake anns an structar a-staigh aige, a tha co-ionann ri sgàinidhean a-staigh agus a lughdaicheas cruas iomlan an stuth. Aig an aon àm, tha co-èifeachd leudachaidh teirmeach iarainn-teilgte an ìre mhath àrd, timcheall air 10-12 ×10⁻⁶/℃. Fo chruinneachadh teas a thig bho obrachadh fad-ùine còmhdach bataraidh lithium, tha e buailteach do dhì-dhealbhadh teirmeach. A bharrachd air an sin, tha cuideam tilgeadh taobh a-staigh iarann teilgte. Thar ùine, bidh leigeil ma sgaoil cuideam ag adhbhrachadh atharrachaidhean do-atharrachail ann am meud an àrd-ùrlair, a’ toirt buaidh air cruinneas a’ chòmhdaich.
'S e stuth nàdarrach a th' ann an clach-ghràin a chaidh a chruthachadh tro phròiseasan geòlais thar ceudan de mhilleanan de bhliadhnaichean. Tha an structar criostail a-staigh aige dùmhail agus èideadh, agus tha seasmhachd àrd nàdarrach aige. Chan eil co-èifeachd leudachaidh loidhneach clach-ghràin ach 0.5-8 × 10⁻⁶/℃, a tha 1/2-1/3 de cho-èifeachd leudachaidh iarainn leaghte, agus tha e gu math neo-mhothachail air atharrachaidhean teòthachd. Aig an aon àm, tha clach-ghràin cruaidh ann an inneach, le neart teannachaidh cho àrd ri 1,050-14,000 cileagram gach ceudameatair ceàrnagach. Faodaidh e seasamh an aghaidh buaidhean feachd bhon taobh a-muigh agus crithidhean gu h-èifeachdach, a’ toirt bunait làidir agus seasmhach don àrd-ùrlar smachd gluasad. Cha mhòr nach eil cuideam sam bith air fhàgail na bhroinn, agus cha toir e atharrachaidhean meudach mar thoradh air leigeil ma sgaoil cuideam, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd meudach an àrd-ùrlair bho bhun-stèidh an stuth.
Tha dàta deuchainneach a’ dearbhadh nan eadar-dhealachaidhean coileanaidh
Gus coimeas lèirsinneach a dhèanamh eadar na h-eadar-dhealachaidhean ann an seasmhachd tomhasach eadar clach-ghràin agus iarann teilgte, rinn an sgioba rannsachaidh deuchainn shònraichte. Chaidh dà àrd-ùrlar smachd gluasad den inneal còmhdach bataraidh lithium den aon shònrachadh a thaghadh, air an dèanamh le clach-ghràin agus iarann teilgte fa leth, agus chaidh an deuchainn fo na h-aon shuidheachaidhean àrainneachdail. Rinn an deuchainn atharrais air fìor shuidheachadh obrach an inneil còmhdach bataraidh lithium. Le bhith a’ ruith an uidheamachd gu leantainneach, chaidh sùil a chumail air atharrachaidhean meud an àrd-ùrlair aig diofar amannan.
Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn, às dèidh obrachadh leantainneach airson 24 uair a thìde, air sgàth an teas a chaidh a chruthachadh le obrachadh an uidheamachd, gun do dh’èirich teòthachd uachdar àrd-ùrlar stuth iarainn-teilgte mu 15℃, agus mar thoradh air sin chaidh meud an àrd-ùrlair a mheudachadh 0.03mm ann an taobh faid an àrd-ùrlair. Fo na h-aon chumhachan, tha an atharrachadh meud air àrd-ùrlar clach-ghràin cha mhòr neo-shuntasach, agus tha an raon atharrachaidh meud nas lugha na 0.005mm. Às dèidh 1000 uair de dheuchainnean aosachaidh fad-ùine, air sgàth leigeil ma sgaoil cuideam a-staigh agus cruinneachadh deformachadh teirmeach, leudaich mearachd rèidh àrd-ùrlar iarainn-teilgte bhon 0.01mm tùsail gu 0.05mm. Tha mearachd rèidh àrd-ùrlar clach-ghràin an-còmhnaidh air a chumail taobh a-staigh 0.015mm, agus tha buannachd seasmhachd tomhasach follaiseach.
Coileanaidhean iongantach ann an tagraidhean practaigeach
Ann an cinneasachadh fìor iomairt mhòr saothrachaidh bataraidhean lithium, chaidh àrd-ùrlaran smachd gluasad iarainn-tilgte a chleachdadh uaireigin. Mar a bha ùine obrachaidh an uidheim ag àrdachadh, lùghdaich cruinneas a’ chòmhdaich mean air mhean, agus mar thoradh air sin bha tiughas còmhdach neo-chothromach, droch cunbhalachd dhuilleagan electrode bataraidh, agus ìre toraidh lochtach cho àrd ri 8%. Gus an duilgheadas seo fhuasgladh, chuir a’ chompanaidh stuthan clach-ghràin an àite àrd-ùrlaran smachd gluasad cuid den uidheam.
Às dèidh ath-chur, chaidh seasmhachd tomhasach an uidheim a leasachadh gu mòr. Rè cearcall cinneasachaidh sia mìosan, chùm an inneal còtaidh a bha a’ cleachdadh àrd-ùrlar clach-ghràin an-còmhnaidh mearachd tighead a’ chòtaidh taobh a-staigh ±2μm, agus chaidh an ìre toraidh lochtach a lùghdachadh gu mòr gu nas lugha na 3%. Aig an aon àm, leis nach eil feum aig àrd-ùrlaran clach-ghràin air calabrachadh agus cumail suas cho tric ri àrd-ùrlaran iarainn-tilgte, bidh iad a’ sàbhaladh mòran chosgaisean cumail suas uidheamachd agus ùine downt do ghnìomhachasan gach bliadhna, agus a’ meudachadh èifeachdas cinneasachaidh còrr is 15%.
Mar cho-dhùnadh, ann an cleachdadh àrd-ùrlar smachd gluasad innealan còmhdach bataraidh lithium, tha clach-ghràin, leis na feartan stuthan air leth aige, gu math nas fheàrr na iarann tilgte a thaobh seasmhachd tomhasach. Ge bith an ann bho shealladh nàdar stuthan, dàta deuchainneach, no buaidhean tagraidh practaigeach, tha clach-ghràin a’ toirt gealladh earbsach airson cinneasachadh àrd-chruinneas agus seasmhach de phròiseasan còmhdach bataraidh lithium. Le leasachadh leantainneach air riatanasan càileachd toraidh ann an gnìomhachas bataraidh lithium, tha àrd-ùrlaran smachd gluasad air an dèanamh le clach-ghràin gu bhith mar an roghainn prìomh-shruthach sa ghnìomhachas.
Àm puist: 22 Cèitean 2025