ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ವೈಫಲ್ಯ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆ ಮತ್ತು ದೋಷ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಅವಲೋಕನ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

1SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ನಷ್ಟದ ಭಾಗವು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವಿನ ಅಡ್ಡಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಸಾವಯವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಆಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ದ್ರಾವಕವು ವಿನೈಲ್ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ (EC) ಮತ್ತು ಡೈಮೀಥೈಲ್ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ (DMC). ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಮೊದಲ ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ (ಹಂತ) ಸಮಯದಲ್ಲಿದ್ದಾಗ, ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸಂಭವಿಸಿ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಸಂಭವಿಸಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ (SEI) ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಪದರವು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಇದು ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. SEI ಫಿಲ್ಮ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ವಸ್ತುವನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುವಾಗ ಅಯಾನುಗಳ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ತಡೆಯುವಾಗ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತು ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ನಂತರದ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ನಿರಂತರ ವಿಸ್ತರಣೆ ಮತ್ತು ಸಂಕೋಚನವು ಹೊಸ ಸಕ್ರಿಯ ತಾಣವನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುವುದರಿಂದ, ಇದು ನಿರಂತರ ನಷ್ಟ ವೈಫಲ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಅಂದರೆ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವೈಫಲ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಕಾರಣವೆಂದು ಹೇಳಬಹುದು, ಇದು SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿನ ನಿರಂತರ ಹೆಚ್ಚಳವಾಗಿ ವ್ಯಕ್ತವಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, SEI ಫಿಲ್ಮ್ ರಾಸಾಯನಿಕ ಘಟಕಗಳು ಮತ್ತು ರೂಪವಿಜ್ಞಾನದ ಅಧ್ಯಯನವು ಹೆಚ್ಚು ಆಳವಾಗಿರಬಹುದು, ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕುಸಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ.

SEI ಪದರ ರಚನೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಸಣ್ಣ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ಕಿತ್ತುಹಾಕುವ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ SEI ಪೊರೆಗಳ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಡಿಸ್ಅಸೆಂಬಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಏರೋಸಾಲಿಕ್ ಜಡ ಅನಿಲ ಕೈಗವಸು ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ ( <5 ppm). After the battery is disassembled, it can pass a nuclear magnetic resonance technology (NMR), a flight time secondary ion mass spectrometry (TEMS), a scanning electron microscope (SEM), a transmission electron microscope (TEM), an atomic force microscope (AFM), X-ray absorption spectrum (XAF), and Infrared (FTIR) and Raman Spectroscopy and other test methods study the thickness, morphology, composition, growth process and mechanism of SEI membranes.

SEI ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಹಲವು ಪರೀಕ್ಷಾ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ನಿಜವಾದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಮುಂದುವರಿದ ಮತ್ತು ನೇರ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ನಿರೂಪಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ತೊಂದರೆ ಏನೆಂದರೆ SEI ಫಿಲ್ಮ್ ಸಾವಯವ ಮತ್ತು ಅಜೈವಿಕದಂತಹ ವಿವಿಧ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಜಟಿಲವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಘಟಕಾಂಶವು ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ತುಂಬಾ ದುರ್ಬಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿದೆ. ಅದು ಅನುಚಿತವಾಗಿದ್ದರೆ, SEI ಚಿತ್ರದ ನಿಜವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಕಷ್ಟ.

SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ದಪ್ಪವಾಗುವುದು ಒಂದು ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪರಾವಲಂಬಿ ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರ, ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಗಣಿತದೊಂದಿಗೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಬದಲಾವಣೆಯು ನೇರವಾಗಿ ವಿನಾಶಕಾರಿ ವೈಫಲ್ಯದ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಅದರ ವಿಭಜನೆಯು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಕೊಳೆಯುವ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ತೀವ್ರ ಶಾಖವು ಉಷ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. FMMEA ನಲ್ಲಿ, SEI ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ರಚನೆ ಮತ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ನಷ್ಟದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

2. ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಅದರ ದರಿತ ಪ್ರವಾಹಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಆಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಮೇಲ್ಮೈ ಲೋಹದ ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಡ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಸುಲಭವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಂಡರೆ ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕವು ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ ಅನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಚುಚ್ಚುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯೊಳಗೆ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯು ಬ್ಯಾಟರಿ ನಾಶದ ವೈಫಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಆಗುವ ಮೊದಲು ಅದನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವುದು ಕಷ್ಟ.

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಡ್‌ನ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ದರ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನು ಪ್ರಸರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಲೆಗ್ರಾದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವುದು ಅಥವಾ ಗಮನಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾದರಿಯು ಒಂದೇ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಯ ಗಾಜಿನಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ಪಾರದರ್ಶಕ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಿತುದಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬಹುದು.

ನನ್ನ ದೇಶದ ಸುಝೌ ನ್ಯಾನೊತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೊ ಬಯೋನಿಕ್ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಯ ಜಾಂಗ್ ಯುಗೊನೊ ಸಂಶೋಧಕರು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (SEM) ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ (ವೀಡಿಯೊದಿಂದ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ) ರಚನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಹಿರಂಗಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಾಣಿಜ್ಯ ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಗಳ ಮೂಲ ವೀಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಯೆಂದರೆ ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಕಿತ್ತುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ ಅದರ ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಯ ಹರಳುಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಯ ಚಟುವಟಿಕೆ ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಪೀಳಿಗೆಯ ವಿವರಗಳನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಜಿಯರ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಣ್ಣ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಗ್ರಾಮ್‌ಗಳನ್ನು ಸೆಳೆಯಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿಯನ್ನು ಕಿತ್ತುಹಾಕುವ ಮೊದಲು, ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಯ ಸ್ಫಟಿಕದ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಒಳಗಿನ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದ್ದರೆ, ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಈ ಭಾಗವನ್ನು ಗಮನಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಆಂತರಿಕ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ನ ಬೃಹತ್ ಪಲ್ಸ್ ಪ್ರವಾಹವು ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಯ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು. ಡಯಾಫ್ರಾಮ್‌ನ ಸ್ಥಳೀಯ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ರಂಧ್ರಗಳ ಮುಚ್ಚುವಿಕೆಯು ಲಿಥಿಯಂ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್‌ಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಸಂಭವನೀಯ ಸ್ಥಾನವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಈ ಭಾಗಗಳು ಭಾಗಶಃ ಅಧಿಕ ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಲೋಹದ ಅಶುದ್ಧತೆಯ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗಬಹುದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಲಿಥಿಯಂ ಶಾಖೆಗಳ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವಿಕೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಲು ವೈಫಲ್ಯ ಮಾದರಿಗಳ ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ, ಮತ್ತು ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ವಿಭಿನ್ನ ಕೆಲಸದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಜೀವನ ಮತ್ತು ವೈಫಲ್ಯ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವುದು ಬಹಳ ಅರ್ಥಪೂರ್ಣವಾಗಿದೆ.

3 ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಕಣಗಳ ಪರಾಗಸ್ಪರ್ಶವು ಕ್ಷಿಪ್ರ ಚಾರ್ಜ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಅಥವಾ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ವಿತರಣೆಯಲ್ಲಿ ಅಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವು ಪುಡಿ ಅಥವಾ ವಿಘಟನೆಗೆ ಗುರಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಬ್ಯಾಟರಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿದಾಗ, ಮೈಕ್ರಾನ್ ಗಾತ್ರದ ಕಣಗಳು, ಅಯಾನಿನ ಆಂತರಿಕ ಒತ್ತಡವು ಮುರಿದುಹೋಗಬಹುದು. ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಕಣಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ SEM ಮೂಲಕ ಆರಂಭಿಕ ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಬಹುದು.

ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳ ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಎಂಬೆಡಿಂಗ್‌ನಂತೆ, ಬಿರುಕುಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಕಣಗಳು ಬಿರುಕು ಬಿಡುತ್ತವೆ. ಬಿರುಕು ಬಿಡುವ ಕಣಗಳು ಹೊಸ ಸಕ್ರಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೊಸ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ SEI ಫಿಲ್ಮ್ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಎಂಬೆಡಿಂಗ್ ಒತ್ತಡದ ಸಂಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯಿಂದ, ಬ್ಯಾಟರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು.

ಕ್ರಿಸ್ಟೆನ್ಸನ್ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಮನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. ಆರಂಭಿಕ ಲಿಥಿಯಂ-ಅಯಾನ್ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಒತ್ತಡ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಮತ್ತು ಇತರ ಸಂಶೋಧಕರು ವಿಭಿನ್ನ ವಸ್ತುಗಳು, ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳ ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಅಯಾನ್ ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಒತ್ತಡ ಮಾದರಿಯು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಅನುಕೂಲವಾಗಲಿದೆ.

ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತು ಕಣಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಊಹಿಸಲು ಕಣ ವಿಘಟನೆಯ ವೈಫಲ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಸಮಗ್ರವಾಗಿ ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಯು ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಗ್ರಾಹಕದೊಂದಿಗೆ ಇಳಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಈ ಭಾಗವು ಲಭ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಇನ್‌ಕೋನ್ಡ್ ಲಿಥಿಯಂ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬ್ಯಾಟರಿಯೊಳಗೆ ಅಯಾನು ವಲಸೆ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ವಲಸೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ವಿದ್ಯುನ್ಮಾನವಾಗಿ ನಿರೋಧಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದರಿಂದ, ಕೇವಲ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಮಾತ್ರ ಪೂರೈಸಬಹುದು. ವಾಹಕ ಏಜೆಂಟ್‌ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ನಿರ್ಮಿಸಲಾದ ವಾಹಕ ಜಾಲಕ್ಕೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ವಾಹಕತೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಆಗಾಗ್ಗೆ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ವಾಹಕ ಜಾಲದಿಂದ ಭಾಗಶಃ ಸಕ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಅದು ಲಭ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ಈ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಸರಂಧ್ರತೆ ಅಥವಾ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಂತಹ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಫೋಕಲ್ ಅಯಾನ್ ಕಿರಣ (FIB) ಬಳಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಮಿಲ್ಲಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, SEM ಬಳಸಿ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನ ವೀಕ್ಷಣೆ ಅಥವಾ SEM ಬಳಸಿ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಟೊಮೊಗ್ರಫಿ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಮಾಡುವ ಮೂಲಕವೂ ಮಿಲ್ಲಿಂಗ್ ಮಾಡಬಹುದು. Si ಋಣಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕ ಜಾಲದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿನ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಲಿಥಿಯಂ ಕೋಬಾಲ್ಟೇಟ್ (LiMn2O4), ಅಥವಾ ಪಾಲಿಯನೇಟ್ ಲಿಥಿಯಂ ಉಪ್ಪು, ಲಿಥಿಯಂ ಕಬ್ಬಿಣದ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (LifePo4). ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಸಕ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಾಗಿವೆ, ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಒತ್ತಡ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಹಿಂಜರಿತ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಣಗಳ ಪತನ ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಸಕ್ರಿಯ ಪದಾರ್ಥಗಳ ವಿವರಣೆಯಿಂದಾಗಿವೆ. SEI ಫಿಲ್ಮ್ ಕೂಡ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಮೇಲ್ಮೈ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ SEI ಫಿಲ್ಮ್ ತುಂಬಾ ತೆಳುವಾದ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವು ಆಂತರಿಕ ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಪ್ರಭಾವಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಬ್ಯಾಟರಿಯು ಓವರ್‌ಚೇರ್ ಆಗಿರುವಾಗ. ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಅಸ್ಥಿರವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಆಂತರಿಕ ತಾಪಮಾನವು ಹೆಚ್ಚಾಗಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವು ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಪ್‌ಗ್ರೇಡ್ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಉಷ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಪ್ಪುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ವಿನಾಶಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.

ಪೂರ್ವ-ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವ ಧನಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಅನಿಲ ಕ್ರೊಮ್ಯಾಟೋಗ್ರಫಿ ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಪತ್ತೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತು ರಚನೆಯಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತು ರಚನೆಯನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಓವರ್‌ಚಾರ್ಜ್ಡ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಓವರ್‌ಫ್ಲೋ ಮೂಲಕ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಒಳಭಾಗವನ್ನು ಊಹಿಸುವ ಯಾವುದೇ ವೈಫಲ್ಯ ಮಾದರಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಇಲ್ಲ. ಸಾರಾಂಶ: ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಮತ್ತು ಋಣಾತ್ಮಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಸ್ತುವಿನ ವೈಫಲ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ವಿಧಾನವು SEI ಪೊರೆಯ ವಿಭಜನೆ, ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಜಿತ ಸ್ಫಟಿಕ ಅಥವಾ ತಾಮ್ರದ ಹರಳುಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆ, ಸಕ್ರಿಯ ವಸ್ತು ಕಣಗಳ ಪುಡಿ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವಿಭಜನೆ ಅನಿಲ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಿಗೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

ಅವುಗಳಲ್ಲಿ, ಲಿಥಿಯಂ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಅಥವಾ ತಾಮ್ರದ ಅಂಶಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ, ವಸ್ತುವಿನ ವಿಭಜನೆಯ ಅನಿಲವು ಕೋಶದ ನಿಯಂತ್ರಣ ತಪ್ಪುವುದರಿಂದ ಸುಲಭವಾಗಿ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ದಹನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಫೋಟಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳ ವೈಫಲ್ಯವನ್ನು ಫೇಡ್ ಮೋಡ್ ಮೂಲಕ ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ವಸ್ತು, ರಚನೆಯನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಪರಿಸರ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆ ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಕ್ಕೆ ಬಹಳ ಮುಖ್ಯವಾದ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿ ಮಹತ್ವವಿದೆ.