Jika cas berlebihan ialah enjin penuaan NiMH, permukaan negatif aloi hidrida ialah tempat sebahagian besar haus enjin itu terkumpul. Filem permukaan yang sama yang memangkinkan penyerapan hidrogen dan penggabungan semula oksigen boleh menebal menjadi lapisan kakisan berintangan di bawah tekanan oksidatif dan haba berterusan; zarah aloi retak apabila bernafas hidrogen; dan unsur juzuk tercuci ke dalam elektrolit. Kertas kerja ini turun ke skala mikroskopik untuk menerangkan degradasi elektrod hidrida, menunjukkan bagaimana arus cas, cas berlebihan dan suhu mengawal kadarnya, meneliti inovasi bahan – termasuk salutan fluorida nadir bumi yang terbukti menentang cas berlebihan kasar – dan menterjemah sains bahan kepada panduan protokol pengecasan.
Zarah aloi hidrida mesti mempamerkan permukaan yang serentak melindungi dan memangkinkan: filem nipis kaya oksida menghalang kakisan pukal, manakala gugusan pemangkin bawah permukaan membelah air kepada hidrogen yang boleh diserap dan menggabungkan semula oksigen. Seperti dikilangkan, lapisan ini nipis dan konduktif; keseimbangannya membolehkan negatif bersaiz lebih besar bertindak sebagai stor hidrogen dan sinki oksigen semasa cas berlebihan.
Sejarah pengecasan mengubah keseimbangan itu. Cas berlebihan berterusan mengekalkan permukaan dalam persekitaran oksidatif dan haba penggabungan semula menaikkan suhunya, menebalkan oksida, mengurangkan ketumpatan tapak pemangkin dan menaikkan rintangan pemindahan cas – separuh bulatan EIS frekuensi pertengahan yang membesar, dikenal pasti dalam Paper 17 sebagai ciri penuaan utama.
Setiap kitaran cas-nyahcas mengembang dan mengecutkan kekisi aloi apabila hidrogen masuk dan keluar; perubahan isipadu berulang mencetuskan retak yang menghancurkan zarah, mendedahkan permukaan segar tidak terlindung kepada pengoksidaan. Lebih banyak permukaan pada mulanya membantu kinetik tetapi mempercepatkan kakisan sepanjang kitaran, dan zarah halus boleh menyumbat elektrod berliang. Arus tinggi menajamkan kecerunan kepekatan dalaman dan menjadikan taburan hidrogen – dan seterusnya pengembangan setempat – kurang seragam, meningkatkan tekanan mekanikal.
Pengecasan yang lebih lembut dan terkawal haba, serta mengelakkan keadaan cas melampau, mengekalkan pengembangan kekisi dalam julat lebih sempit, mengurangkan pertumbuhan retak; ini ialah laluan kedua, mekanikal – di samping kimia kakisan – yang protokol pengecasan mengawal hayat negatif.
Dalam elektrolit beralkali, juzuk aloi teroksida boleh larut (pencucian) dan aloi boleh mengalami ketakkadaran perlahan, mengeluarkan bahan daripada fasa penyimpan hidrogen. Akibat peringkat sistem yang paling jelas ialah hakisan rizab kapasiti negatif: direka bersaiz lebih besar untuk menyerap oksigen cas berlebihan, negatif terhakis akhirnya kehilangan margin itu, apabila evolusi hidrogen, tekanan meningkat dan pelepasan lebih awal muncul – pecutan mendadak akhir hayat yang biasa bagi degradasi NiMH.
Oleh kerana kehilangan rizab adalah terkumpul dan sebahagian besarnya tidak boleh balik, strategi memaksimumkan hayat ialah memperlahankan perbelanjaannya: minimumkan tempoh cas berlebihan dan suhu seperti yang ditetapkan oleh Papers 4 dan 21, kekalkan tekanan di bawah ambang pelepasan dan padankan arus cas dengan kapasiti penggabungan semula gred itu berbanding keupayaan maksimum pengecas.
Penyelidikan bahan menyasarkan terus permukaan ini. Contoh ketara ialah pengubahsuaian fluorida nadir bumi – negatif bersalut LaF3 dilaporkan mengekalkan kira-kira 88 peratus kapasiti selepas 40 kitaran cas berlebihan yang sengaja kasar dan berprestasi baik pada suhu rendah –, dengan menstabilkan permukaan terhadap pengoksidaan dan mengekalkan aktiviti pemangkin. Aloi AB2 termaju dan aloi superkekisi, penggantian unsur dan rawatan permukaan terkawal mengejar matlamat yang sama: filem yang kekal nipis dan bermangkin di bawah keadaan cas berlebihan yang dikenakan pengecas sebenar.
Bagi pereka pengecas ini penting kerana gred sel menetapkan belanjawan penderaan: gred yang direka dengan permukaan tahan kakisan bertolak ansur dengan profil lebih pantas dan panas berbanding gred standard, dan spesifikasi pengecasan harus dipadankan dengan belanjawan terukur itu berbanding digunakan seragam.
Panduan yang menumpu ialah mengekalkan negatif sejuk, mengelakkan cas berlebihan oksidatif berpanjangan dan mengelakkan pengecasan arus tinggi pada keterlaluan suhu, di mana kinetik permukaan paling tertekan. Secara amali: penamatan pelbagai kriteria yang berhenti pada infleksi/-delta-V, penyiapan arus berkurangan, penyelenggaraan denyut dan bukan trickle berterusan (Paper 9), dan penurunan arus apabila rintangan pemindahan cas tercatat menunjukkan permukaan telah menua.
Rajah pertama membezakan filem permukaan segar dan menua serta akibat EIS-nya; yang kedua membandingkan pengekalan kapasiti di bawah cas berlebihan kasar secara kualitatif bagi permukaan bersalut/terlindung dan standard, menggambarkan mengapa gred bahan dan protokol mesti dipilih bersama.
Spesifikasi yang boleh dipertahankan menyatakan tempoh maksimum cas berlebihan dan suhu bagi gred terpilih, menurunkan arus apabila rintangan permukaan meningkat, dan memasangkan program cas pantas dengan gred yang rawatan permukaannya dinilai untuknya. Weijiang boleh menasihati pemilihan gred terhadap pendedahan cas berlebihan sasaran dan membekalkan lengkung pertumbuhan rintangan pemindahan cas yang membolehkan pengecas mengesan penuaan negatif sebelum kehilangan rizab menjadi kritikal. Kertas seterusnya berundur untuk mengukur bagaimana seluruh ruang protokol – kedalaman cas, kadar dan suhu – memetakan kepada hayat kitaran.
Weijiang Power mereka bentuk dan mengeluarkan sel nikel-logam hidrida, pek yang dipadankan dan konfigurasi sedia dicaskan untuk pelanggan pengguna, industri, perubatan dan mobiliti, dan menyokong rakan kongsi dengan panduan protokol pengecasan, fail prestasi IEC 61951-2, bukti keselamatan IEC 62133-1 dan pengesahan bersama pengecas. Beritahu kami format sel, kadar cas, julat terma dan sasaran kitaran, dan jurutera kami akan menentukan kombinasi sel dan cas yang melindungi kedua-dua masa jalan dan hayat perkhidmatan. Semak rangkaian di halaman produk.
