লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির গভীর বিশ্লেষণের কারণ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station Supplier

উচ্চ আয়ুষ্কালের কারণে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, ব্যবহারের সময় বাড়ার সাথে সাথে, ফুলে যাওয়ার সমস্যা, সুরক্ষা কর্মক্ষমতা আদর্শ নয় এবং সঞ্চালন ক্ষয় আরও গুরুতর, যার ফলে লিথিয়াম ব্যাটারির গভীরতা গবেষণা বিশ্লেষণ এবং দমন করা হয়। পরীক্ষামূলক গবেষণা এবং উন্নয়ন অভিজ্ঞতা অনুসারে, লেখক লিথিয়াম ব্যাটারির কারণগুলিকে দুটি বিভাগে ভাগ করেছেন, একটি হল ব্যাটারির পুরুত্বের কারণে ফুলে যাওয়া (দ্বিতীয়ত, ইলেক্ট্রোলাইটিক তরল জারণের ফুলে যাওয়ার কারণে)। বিভিন্ন ব্যাটারি সিস্টেমে, ব্যাটারির বেধের প্রভাবশালী কারণগুলি ভিন্ন।

উদাহরণস্বরূপ, লিথিয়াম টাইটানেট নেগেটিভ ইলেকট্রোড ব্যাটারিতে, স্ফীত হওয়ার প্রধান কারণগুলি হল ড্রাম; গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেকট্রোড সিস্টেমে, পোলের পুরুত্বের পুরুত্ব এবং গ্যাস সরবরাহের স্ফীত হওয়া আইন। প্রথমত, লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহারে ইলেকট্রোড পোলের পুরুত্ব পরিবর্তিত হয় এবং ইলেকট্রোড পোলের পুরুত্বের পরিবর্তন হয়, বিশেষ করে গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডের। বিদ্যমান তথ্য অনুসারে, লিথিয়াম ব্যাটারি উচ্চ তাপমাত্রার সঞ্চয় এবং সঞ্চালন অতিক্রম করেছে, যা ড্রামিং প্রবণ, যার পুরুত্ব বৃদ্ধির হার প্রায় 6% থেকে 20%, যেখানে ধনাত্মক মেরু সম্প্রসারণ অনুপাত মাত্র 4% এবং ঋণাত্মক সম্প্রসারণ অনুপাত 20%।

লিথিয়াম ব্যাটারির পুরুত্বের পরিবর্তনের মূল কারণ গ্রাফাইটের নির্যাস দ্বারা প্রভাবিত হয়। ঋণাত্মক ইলেকট্রোড গ্রাফাইট LICX (LIC24, LiC12 এবং LIC6, ইত্যাদি) গঠন করে, এবং রৈখিক ব্যবধান পরিবর্তিত হয়, যার ফলে মাইক্রোস্কোপিক অভ্যন্তরীণ চাপ তৈরি হয়, যার ফলে একটি ঋণাত্মক ইলেকট্রোড প্রসারিত হয়।

নিচের চিত্রটি গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেকট্রোড প্লেটের স্থানে অবস্থিত কাঠামো এবং চার্জ এবং স্রাবের একটি পরিকল্পিত কাঠামোগত চার্ট। গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেকট্রোডের প্রসারণ মূলত অকার্যকর প্রসারণের কারণে ঘটে। সম্প্রসারণের এই অংশটি মূলত কণার আকার, আঠালো এজেন্ট এবং পোল শীটের গঠনের সাথে সম্পর্কিত।

নেতিবাচক ইলেকট্রোডের প্রসারণের ফলে কোরটি বিকৃত হয় এবং ডায়াফ্রামের মধ্যে ইলেকট্রোড তৈরি হয় এবং নেতিবাচক ইলেকট্রোড কণাগুলি একটি মাইক্রোক্র্যাক তৈরি করে, সলিড ইলেক্ট্রোলাইট ফেজ ইন্টারফেস (SEI) ফিল্মটি ভেঙে যায় এবং রিকম্বিন্যান্ট হয়, ইলেক্ট্রোলাইট গ্রহণ করে এবং সঞ্চালন কর্মক্ষমতা হ্রাস করে। নেতিবাচক ইলেকট্রোড খুঁটিগুলিকে প্রভাবিত করার অনেক কারণ রয়েছে এবং আঠালোর প্রকৃতি এবং পোলার শীটের কাঠামোগত পরামিতি দুটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ। গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডে সাধারণত ব্যবহৃত আঠালো হল SBR, বিভিন্ন আঠালো ইলাস্টিক মডুলাস, বিভিন্ন যান্ত্রিক শক্তি এবং প্লেটের পুরুত্বের উপর বিভিন্ন প্রভাব।

ফিনিশ কোটিংয়ের পরে ঘূর্ণায়মান বল ব্যাটারিতে থাকা নেতিবাচক ইলেকট্রোড প্লেটের পুরুত্ব দ্বারাও প্রভাবিত হয়। একই চাপের অধীনে, আঠালোর স্থিতিস্থাপক মডুলাস যত বড় হবে, চার্জ করার সময় পোলারিটি ফিজিক্যাল শেল্ভিং তত ছোট হবে, Li+ এমবেডিংয়ের কারণে, গ্রাফাইট ল্যাটিস প্রসারণ; একই সময়ে, নেতিবাচক ইলেকট্রোড কণা এবং SBR এর বিকৃতির কারণে, অভ্যন্তরীণ চাপ সম্পূর্ণরূপে মুক্তি পায়, যার ফলে নেতিবাচক প্রসারণ হার তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, SBR প্লাস্টিক বিকৃতির পর্যায়ে রয়েছে। সম্প্রসারণ অনুপাতের এই অংশটি SBR-এর স্থিতিস্থাপক মডুলাসের সাথে সম্পর্কিত, যার ফলে SBR-এর স্থিতিস্থাপক মডুলাস এবং শক্তি যত বড় হবে এবং অপরিবর্তনীয় সম্প্রসারণের প্রসারণ তত কম হবে।

যখন SBR এর পরিমাণ অসামঞ্জস্যপূর্ণ হয়, পোলার রোলার চাপলে চাপ ভিন্ন হয়, এবং চাপের পার্থক্যের কারণে মেরু দ্বারা উৎপাদিত অবশিষ্ট চাপ তত বেশি হয়, অবশিষ্ট চাপ তত বেশি হয়, যার ফলে প্রাক-ভৌত তাক সম্প্রসারণ, পূর্ণ বিদ্যুৎ এবং খালি বিদ্যুৎ সম্প্রসারণ অনুপাত হয়; SBR এর পরিমাণ যত কম হবে, রোলিংয়ের চাপ তত কম হবে, ভৌত তাক তত কম হবে, প্রাক-বিদ্যুতের সম্প্রসারণ অনুপাত এবং খালি ইলেক্ট্রোকোসাইটিস, নেতিবাচক প্রসারণ তত কম হবে যার ফলে কোর বিকৃত হবে, নেতিবাচককে প্রভাবিত করবে। লিথিয়ামের মাত্রা হল লিথিয়াম এবং Li + বিস্তার হার, যার ফলে ব্যাটারি চক্রের কর্মক্ষমতার উপর গুরুতর প্রভাব পড়বে। দ্বিতীয়ত, ব্যাটারি গ্যাসের কারণে বাল্ক ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ গ্যাস গ্রহণ আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যা ব্যাটারি ফুলে ওঠে, তা ব্যাটারির তাপমাত্রা চক্র, উচ্চ তাপমাত্রা চক্র, উচ্চ তাপমাত্রার তাক, যাই হোক না কেন, এটি বিভিন্ন ডিগ্রি ফুলে ওঠা গ্যাস তৈরি করে। বর্তমান গবেষণার ফলাফল অনুসারে, বৈদ্যুতিক কোর ফুলে যাওয়ার মূল কারণ ইলেক্ট্রোলাইটের পচন।

ইলেক্ট্রোলাইট পচনের দুটি ঘটনা আছে, একটি হল ইলেক্ট্রোলাইটের অপবিত্রতা, যেমন আর্দ্রতা এবং ধাতুর অমেধ্য যা ইলেক্ট্রোলাইটিক তরলকে পচানোর জন্য যথেষ্ট নয়, এবং অন্যটি হল ইলেক্ট্রোলাইটিক তরলের অত্যধিক কম পরিমাণ, যা চার্জিংয়ের সময় পচনের কারণ হয়। ইলেক্ট্রোলাইটে EC, DEC এর মতো দ্রাবক ইলেকট্রন পাওয়ার পরে উৎপন্ন হয় এবং মুক্ত র‍্যাডিকেল বিক্রিয়ার সরাসরি পরিণতি হল হাইড্রোকার্বন, এস্টার, ইথার এবং CO2 ইত্যাদি। লিথিয়াম ব্যাটারি অ্যাসেম্বলি সম্পন্ন হওয়ার পর, পূর্বনির্ধারিত প্রক্রিয়া চলাকালীন অল্প পরিমাণে গ্যাস উৎপন্ন হয় এবং এই গ্যাসগুলি অনিবার্য, এবং তথাকথিত বৈদ্যুতিক কোর অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা হ্রাসের উৎস। প্রথম চার্জ এবং স্রাব প্রক্রিয়ার সময়, ইলেকট্রনগুলি বহিরাগত সার্কিটের পরে ঋণাত্মক ইলেকট্রোডের তড়িৎ বিশ্লেষ্য দ্রবণের সাথে তড়িৎ বিশ্লেষ্য দ্রবণে পৌঁছায়, যা একটি গ্যাস তৈরি করে।

এই প্রক্রিয়ায়, গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেকট্রোডের পৃষ্ঠে SEI তৈরি হয়, SEI এর পুরুত্ব বৃদ্ধির সাথে সাথে, ইলেকট্রনগুলি ইলেক্ট্রোলাইটের ক্রমাগত জারণ ভেদ করতে পারে না। ব্যাটারি লাইফ চলাকালীন, অভ্যন্তরীণ গ্যাসের পরিমাণ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পাবে, কারণ ইলেক্ট্রোলাইটে বা ইলেক্ট্রোলাইটে অমেধ্য বা আর্দ্রতার কারণে। ইলেক্ট্রোলাইটের উপস্থিতি গুরুতরভাবে বাদ দেওয়া প্রয়োজন, এবং আর্দ্রতা নিয়ন্ত্রণ কঠোর নয়।

ইলেক্ট্রোলাইটিক দ্রবণ নিজেই কঠোর নয়, এবং ব্যাটারি প্যাকটি কঠোরভাবে পানিতে প্রবেশ করানো হয় না, কৌণিক বিতরণ ঘটে এবং ব্যাটারির অতিরিক্ত ব্যবহার ব্যাটারির গ্যাস উৎপাদনকেও ত্বরান্বিত করবে। গতি, ব্যাটারি ব্যর্থতার কারণ। বিভিন্ন সিস্টেমে, ব্যাটারি উৎপাদনের পরিমাণ ভিন্ন।

গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেকট্রোড ব্যাটারিতে, গ্যাস উৎপাদনের কারণ মূলত SEI ফিল্ম গঠন, ব্যাটারিতে আর্দ্রতা অতিক্রম করা, রাসায়নিক প্রবাহ অস্বাভাবিক, প্যাকেজটি দুর্বল এবং লিথিয়াম টাইটানেটে ব্যাটারির ফ্লোরসেন্ট অনুপাত। NCM ব্যাটারি সিস্টেমটি আরও গুরুতর হওয়া উচিত। ইলেক্ট্রোলাইটের অমেধ্য, আর্দ্রতা এবং প্রক্রিয়া ছাড়াও, গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড থেকে আরেকটি পার্থক্য হল যে লিথিয়াম টাইটানেট গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড ব্যাটারির মতো হতে পারে না, যা এর পৃষ্ঠের উপর একটি SEI ফিল্ম তৈরি করে, এর ইলেক্ট্রোলাইট বিক্রিয়াকে বাধা দেয়। চার্জ এবং ডিসচার্জের সময় ইলেক্ট্রোলাইট সর্বদা Li4Ti5O12 এর পৃষ্ঠের সাথে সরাসরি যোগাযোগে থাকে, যার ফলে Li4Ti5O12 উপাদানের পৃষ্ঠ ক্রমাগত হ্রাস পেতে থাকে, যা Li4Ti5o12 ব্যাটারির পেট ফাঁপার মূল কারণ হতে পারে।

গ্যাসের প্রধান উপাদানগুলি হল H2, CO2, CO, CH4, C2H6, C2H4, C3H8 ইত্যাদি। যখন লিথিয়াম টাইটানেটকে আলাদাভাবে ইলেক্ট্রোলাইটে নিমজ্জিত করা হয়, তখন শুধুমাত্র CO2 উৎপন্ন হয় এবং NCM উপাদান দিয়ে ব্যাটারি তৈরি করার পর উৎপন্ন গ্যাসের মধ্যে থাকে H2, CO2, CO, এবং অল্প পরিমাণে গ্যাসীয় হাইড্রোকার্বন, এবং ব্যাটারির পরে, শুধুমাত্র চক্রে চার্জিং এবং ডিসচার্জ করার সময়, H2 উৎপন্ন হয় এবং উৎপন্ন গ্যাসে H2 এর পরিমাণ 50% ছাড়িয়ে যায়। এটি ইঙ্গিত দেয় যে চার্জ এবং ডিসচার্জের সময় H2 এবং CO গ্যাস উৎপন্ন হবে।

ইলেক্ট্রোলাইটে LIPF6 বিদ্যমান: PF5 একটি অত্যন্ত শক্তিশালী অ্যাসিড, যা কার্বনেটের পচন ঘটাতে সহজ করে এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে PF5 এর পরিমাণ বৃদ্ধি করে। PF5 ইলেক্ট্রোলাইট পচনে অবদান রাখে, CO2, CO এবং CXHY গ্যাস উৎপন্ন করে। প্রাসঙ্গিক গবেষণা অনুসারে, ইলেক্ট্রোলাইটের মধ্যে থাকা পানির ক্ষুদ্র অংশ থেকে H2 উৎপাদন করা হয়, কিন্তু সাধারণ ইলেক্ট্রোলাইটে পানির পরিমাণ প্রায় 20 ¡Á 10-6, যা H2 এর উৎপাদনের জন্য খুবই কম।

সাংহাই জিয়াওটং বিশ্ববিদ্যালয়ের উ কাইয়ের পরীক্ষাটি গ্রাফাইট / NCM111 এর জন্য ব্যাটারি হিসেবে ব্যবহৃত হয়েছিল। উপসংহারে বলা হয়েছে যে H2 এর উৎস হল উচ্চ ভোল্টেজের অধীনে কার্বনেটের পচন। বর্তমানে, লিথিয়াম টাইটানেট ব্যাটারি দমনের জন্য তিনটি সমাধান রয়েছে।

, দ্রাবক ব্যবস্থা; তৃতীয়ত, ব্যাটারি প্রক্রিয়া প্রযুক্তি উন্নত করা।