Meicníochtaí Creimthe, Modhanna Teip, agus Straitéisí Cosanta Córasacha le haghaidh Cadhnraí ian Alúmanam-Litium Cásáilte-

Déantar creimeadh cásálacha ceallraí alúmanaim a chatagóiriú go príomha i dhá chineál: creimeadh seachtrach agus creimeadh inmheánach. Eascraíonn creimeadh seachtrach as nochtadh na ceallraí do shubstaintí creimneach-amhail aigéid agus alcailí (eg, uisce báistí nó oibreáin ghlantacháin)-le linn stórála nó oibriúcháin, rud a chreimeann go díreach dromchla an chásáil alúmanaim. Os a choinne sin, tá creimeadh inmheánach níos insidious agus d'fhéadfadh a bheith níos guaisí; luíonn a bhunchúis le hidirmhalartú litiam isteach sa struchtúr alúmanaim faoi choinníollacha leictriceimiceacha sonracha. Nuair a thiteann poitéinseal an chásáil alúmanaim go dtí idir 0.2 agus 0.4 V (vs. Li/Li⁺), comhcheanglaíonn iain Li⁺ isteach sa laitís criostail alúmanaim chun cóimhiotail idirmhiotalacha a fhoirmiú mar LiAl agus Li₃Al₂.

Spreagann an próiseas seo leathnú agus scoilteadh laitíse, rud a fhágann go n-éireoidh an t-alúmanam smidiríní, go gcaillfidh sé a luster miotalach, agus go gcruthóidh sé ciseal creimthe póiriúil. Is gnách go mbíonn an próiseas díghrádaithe seo á spreagadh ag gearrchiorcad de thaisme idir an leictreoid dhiúltach agus an cásáil alúmanaim.

Le go dtarlóidh creimeadh inmheánach, ní mór trí choinníoll a chomhlíonadh ag an am céanna: láithreacht conair leictreon, cosán ian, agus poitéinseal creimneach. Díobh seo, níl an cosán ian (arna sholáthar ag an leictrilít) dosheachanta; dá bhrí sin, is iad na straitéisí lárnacha chun creimeadh a chosc ná an cosán leictreon a bhlocáil agus an difríocht poitéinsil a rialú. I ndearaí caighdeánacha, cinntíonn an cásáil alúmanaim de chill cheallraí priosmataigh aonrú iomlán leictreach idir an leictreoid dhiúltach agus an cásáil trí úsáid a bhaint as ábhair inslithe (cosúil le scannáin inslithe nó gaiscéid clúdaigh barr).

Mar sin féin, má thagann an leictreoid diúltach i dteagmháil le balla istigh an cháis-de bharr lochtanna déantúsaíochta (m.sh., cluaisíní leictreoid rófhada, greamacháin inslithe díláithrithe, nó droch-iamhlú foirceannadh) nó damáiste meicniúil seachtrach- rachaidh an voltas idir an leictreoid dhiúltach agus an chásáil suas le 0 V, rud a chruthóidh na coinníollacha creimthe riachtanacha don litiam. Tá sé léirithe ag staidéir thurgnamhach, tar éis roinnt timthriallta muirir-go dtaispeánann cadhnraí contúirteacha den sórt sin perforations go minic agus sceitheadh ​​leictrilít i gcomharsanacht na comhla cruthúnas pléascadh.

Ina theannta sin, tá riosca chomh suntasach céanna ag baint le gearrchiorcaid sheachtracha. Má shuíonn dromchla seachtrach chásáil na ceallraí cosán seoltaí go dtí an teirminéal diúltach-de bharr leictrilít iarmharach nó teagmháil le rudaí seachtracha miotalacha (cosúil le daingneáin tástála nó sreanga)-féadfaidh sé an voltas cásála a dhíbhrú isteach sa raon poitéinsil chreimneach. Léiríonn taighde go dtaispeánann cadhnraí le voltas tosaigh cásála de 1–2 V, nuair a bhíonn siad faoi réir timthriallta urscaoilte luchtaithe tar éis gearrchiorcad saorga a bhunú leis an teirminéal diúltach, go léiríonn siad go tapa comharthaí de chreimeadh cásála alúmanaim. Ag leibhéal an phacáiste ceallraí (PACK), má thagann casings alúmanaim na gcealla aonair in aice láimhe i dteagmháil leictreach, athraíonn sé an dáileadh féideartha ar fud ciorcad iomlán an tsraith. Is féidir leis seo a chur faoi deara go dtitfidh voltas cásála na gceall aonair ar leith go han-íseal-nó go n-éireoidh sé diúltach fiú, rud a spreagfadh creimeadh logánta. Mar shampla, i bpacáiste ceallraí trí chill, is féidir le ciorcad gearr idir cásálacha alúmanaim na chéad chill agus na cille deiridh a chur faoi deara go dtitfidh voltas chásáil na cille teirminéil go -1.5 V, rud a luathaíonn a teip.

Ní féidir dearmad a dhéanamh ar fhachtóirí comhshaoil ​​ach an oiread. Má thumtar ceallraí cásála alúmanaim atá deartha le haghaidh feithiclí nua fuinnimh in uisce lag aigéadach (pH ≈ 5), tá sé deacair fós an voltas cásála a aisghabháil go hiomlán, fiú tar éis a thriomú. Má leanann timthriallta luchtaithe agus urscaoilte ar aghaidh sa staid chontúirteach seo, luasghéaraíonn an ráta creimthe go suntasach. Tarlaíonn sé seo toisc go dtugann láithreacht taise isteach cosáin ianach breise, agus déanann iain eisíontais na frithghníomhartha leictriceimiceacha a chatalú. Níos tábhachtaí fós, faoi choinníollacha ísealvoltais chásála, féadfaidh litiam miotalach taisceadh go díreach ar dhromchla an chásáil alúmanaim, rud a dhéanfadh creimeadh cóimhiotal níos measa.

Léiríonn tionchar creimeadh ar fheidhmíocht ceallraí éifeacht mhoillithe. Le linn na céime tosaigh (m.sh., an chéad 400 timthriall), tá an chuma ar an scéal nach féidir coinneáil toilleadh na ceallraí cásáilte alúmanaim in-athluchtaithe agus gnáthaonad neamhchreimthe; Mar sin féin, de réir mar a théann rothaíocht ar aghaidh, déantar litiam gníomhach a chaitheamh go leanúnach sna frithghníomhartha lithiation a tharlaíonn ag an chásáil alúmanaim, rud a fhágann go gcailltear ábhar gníomhach do-aisiompaithe ag an gcatóid. Tar éis 1,500 timthriallta, féadfaidh coinneáil acmhainne ceallraí creimthe titim ó 88% go dtí chomh híseal le 60%. I dtéarmaí feidhmíochta rátaí, ní thugtar faoi deara aon difríochtaí suntasacha le linn rátaí scaoilte faoi bhun 5C; áfach, ag rátaí urscaoilte arda níos mó ná 10C, méadaíonn friotaíocht inmheánach na ceallraí creimthe, rud a fhágann go bhfuil meath suntasach ar fheidhmíocht.