लिथियम ब्याट्री क्षमताको कारण के हो?

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

रिपोर्टहरूका अनुसार, लिथियम-आयन ब्याट्रीको डिस्चार्ज क्षमता -२० डिग्री सेल्सियसको कोठाको तापक्रममा लगभग ३१.५% मात्र हुन्छ। परम्परागत लिथियम-आयन ब्याट्री सञ्चालन तापमान -२० ~ + ५५ ¡ã C बीच।

तर एयरोस्पेसको श्रेणीमा, विद्युतीय सवारी साधनहरूलाई -४० डिग्री सेल्सियसमा ब्याट्रीले राम्रोसँग काम गर्न आवश्यक पर्दछ। त्यसकारण, लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको कम तापक्रम गुणहरू सुधार गर्नु धेरै महत्त्वपूर्ण छ। कम तापक्रमको वातावरणमा, इलेक्ट्रोलाइटको चिपचिपाहट बढ्छ, आंशिक रूपमा ठोस भए पनि, जसले गर्दा लिथियम आयन ब्याट्रीको चालकता कम हुन्छ।

कम तापक्रम भएको वातावरणमा इलेक्ट्रोलाइट र नकारात्मक इलेक्ट्रोड र डायाफ्राम बीचको अनुकूलता बिग्रन्छ। कम तापक्रमको वातावरणमा लिथियम आयन ब्याट्रीको नकारात्मक इलेक्ट्रोड गम्भीर रूपमा अवक्षेपित भएको थियो, र अवक्षेपित धातु लिथियम इलेक्ट्रोलाइटसँग प्रतिक्रिया गरिएको थियो, र उत्पादन निक्षेपणले ठोस इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेस (SEI) मोटाई निम्त्यायो। कम तापक्रमको वातावरणमा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले सक्रिय पदार्थको आन्तरिक प्रसार प्रणालीलाई कम गर्छ, चार्ज ट्रान्सफर प्रतिबाधा (RCT) उल्लेखनीय रूपमा बढ्छ।

विशेषज्ञ दृष्टिकोण १: इलेक्ट्रोलाइन घोलले लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको कम तापक्रमको कार्यसम्पादनलाई असर गर्छ, इलेक्ट्रोलाइटको संरचना र भौतिकीकरण गुणहरूले ब्याट्रीको कम तापक्रमको कार्यसम्पादनमा नकारात्मक प्रभाव पार्छ। ब्याट्रीको सतहमा समस्या यो छ: इलेक्ट्रोलाइटको चिपचिपाहट ठूलो हुनेछ, आयन चालकता ढिलो हुनेछ, जसले गर्दा बाह्य सर्किटको इलेक्ट्रोन माइग्रेसन गति बढ्नेछ, त्यसैले ब्याट्री गम्भीर रूपमा ध्रुवीकृत भएको छ, र चार्ज र डिस्चार्ज क्षमतामा तीव्र कमी आएको छ। विशेष गरी कम तापक्रममा चार्ज गर्दा, लिथियम आयनहरूले नकारात्मक इलेक्ट्रोडको सतहमा सजिलै लिथियम डेलेग्रेनहरू बनाउन सक्छन्, जसले गर्दा ब्याट्री बिग्रन्छ।

इलेक्ट्रोलाइटको कम तापक्रम प्रदर्शन इलेक्ट्रोलाइटको आफ्नै चालकताको आकारसँग नजिकको सम्बन्ध छ, विद्युत चालकताको प्रसारण आयन छिटो छ, र कम तापक्रममा बढी क्षमता प्रयोग गर्न सकिन्छ। इलेक्ट्रोलाइटमा लिथियम लवण जति धेरै हुन्छ, माइग्रेसनको संख्या जति बढी हुन्छ, चालकता त्यति नै बढी हुन्छ। उच्च विद्युतीय चालकता, आयन चालकता जति छिटो हुन्छ, ध्रुवीकरण जति कम हुन्छ, कम तापक्रममा ब्याट्रीको कार्यसम्पादन त्यति नै राम्रो हुन्छ।

त्यसकारण, लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको राम्रो कम तापक्रम प्रदर्शन प्राप्त गर्न उच्च चालकता एक आवश्यक अवस्था हो। इलेक्ट्रोलाइटको विद्युतीय चालकता इलेक्ट्रोलाइटको संरचनासँग सम्बन्धित छ, र विलायकको चिपचिपाहट इलेक्ट्रोलाइट विद्युतीय चालकताको मार्ग सुधार गर्न हो। कम तापक्रममा विलायकको तरलता राम्रो हुनु भनेको आयन परिवहनको ग्यारेन्टी हो, र कम तापक्रममा इलेक्ट्रोलाइटद्वारा बनेको ठोस इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली पनि लिथियम आयन चालकतालाई असर गर्ने कुञ्जी हो, र RSEI कम तापक्रमको वातावरणमा लिथियम आयन ब्याट्रीको कडा प्रतिबाधा हो।

विशेषज्ञ २: लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको कम तापक्रमको कार्यसम्पादनलाई सीमित गर्ने स्वाद कारकहरू कम तापक्रम, नयाँ Li + प्रसार प्रतिबाधा हुन्, तर SEI फिल्म होइन। तहयुक्त संरचनामा एक-आयामी लिथियम-आयन प्रसार च्यानल दुवै छ, जसमा त्रि-आयामी च्यानल संरचना स्थिरता छ, र यो पहिलो व्यावसायिक लिथियम आयन ब्याट्री सकारात्मक सामग्री हो। यसको प्रतिनिधि पदार्थहरूमा LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 र Li (Ni, Co, Mn) O2, e समावेश छन्।