ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ସକାରାତ୍ମକ ସାମଗ୍ରୀର ଉତ୍ତାପ ହ୍ରାସର କାରଣଗୁଡ଼ିକର ବିଶ୍ଳେଷଣ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

ଟେସରା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଇଥିବା ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ NCA, NCM811 କିମ୍ବା NCM622 ଉଚ୍ଚ ନିକେଲ-ଆଧାରିତ ସାମଗ୍ରୀକୁ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ପଜିଟିଭ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ତଥାପି, ଏହି ଉଚ୍ଚ-ନିକେଲ ସ୍ତର ଆକୃତିର ସକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ସୁରକ୍ଷା ସମସ୍ୟା ଅଛି, କାନାଡିଆନ୍ ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଗୋଷ୍ଠୀ ଡକ୍ଟର କହିଛନ୍ତି। ଝୋଉ ୱେଇ, ଡକ୍ଟର।

ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ ଜଟିଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତାପ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ନଯିବା ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଜଟିଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତାପର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ବଣ୍ଟନ, ଏବଂ ତାପ ହ୍ରାସ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ବହୁ- ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ଘଟଣା, ଜିଆମେନ୍ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର ଡେପୁଟି ପ୍ରଫେସର ୱାଙ୍ଗ ଜିଆନ୍, ଜଣେ ରାସାୟନିକ ଇମେଜିଂ ଲାଇନ ଷ୍ଟେସନ୍। ନାନୋ-ସ୍ତର ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାସଙ୍ଗିକତା ଦୃଶ୍ୟମାନ ହୁଏ, ଏବଂ ଏହା ଦେଖାଯାଏ ଯେ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ତାପଜ ପରିବାହୀ ଏବଂ ବାଇଣ୍ଡର ବଣ୍ଟନ ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ସମ୍ପର୍କିତ ହୋଇପାରେ। NCA, NCM811 କିମ୍ବା NCM622 ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଉଥିବା ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତା, କମ ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ବିପଦର ସୁବିଧା ରହିଛି।

ବର୍ତ୍ତମାନ, ଟେସଲା ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଉଥିବା ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଉଛି। ତଥାପି, ଉଚ୍ଚ ନିକେଲ ସ୍ତରଯୁକ୍ତ ସକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ସୁରକ୍ଷା ଉପସ୍ଥିତିରେ ଏକ ସମସ୍ୟା ଅଛି, ବିଶେଷକରି ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ସାମଗ୍ରୀର ବିଘଟନ କମ ହୁଏ, ଅମ୍ଳଜାନ ମୁକ୍ତ ହୁଏ, ତାପଜ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ହୁଏ, ଯାହା ଫଳରେ ବ୍ୟାଟେରୀ ଦହନ ବିସ୍ଫୋରଣ ହୁଏ। ମୌଳିକ ତତ୍ତ୍ୱ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, ଏହି ସାମଗ୍ରୀର ଅନ୍ତର୍ନିହିତ ସ୍ଥିରତା ତ୍ରୁଟିକୁ ମୌଳିକ ଭାବରେ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ତାପଜ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ କଠିନ ଅବସ୍ଥା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ବିଷୟରେ ଗଭୀର ବୁଝାମଣା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।

ବ୍ୟବହାରିକ ବିଶ୍ଳେଷଣ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣରୁ, ଅଧ୍ୟୟନ ପର୍ଯ୍ୟାୟର ଆଚରଣ ପ୍ରକୃତ ଛିଦ୍ରଯୁକ୍ତ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍‌ରେ ପୃଥକ କରାଯାଏ, ଏବଂ ସକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଆକାର ପ୍ରଭାବ ସହିତ ମେଳ ଖାଏ, ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଏବଂ ପୃଷ୍ଠ ପାସିଭେସନ୍ ଫିଲ୍ମ ମଧ୍ୟରେ ସମ୍ପର୍କ ହେଉଛି ଆଧାର ଗବେଷଣା ଏବଂ ପ୍ରକୃତ ପ୍ରୟୋଗ ପର୍ଯ୍ୟାୟ। ମିଳିତ ଆଦର୍ଶ ପଦ୍ଧତି। ତଥାପି, ଏହି ଧାରଣାକୁ ସାକାର କରିବା ପାଇଁ ଉନ୍ନତ ଚରିତ୍ରନିର୍ଣ୍ଣୟ ଉପାୟ ରହିବା ଆବଶ୍ୟକ।

ଡକ୍ଟର କାନାଡିଆନ୍ ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ସଂରକ୍ଷଣ ଗୋଷ୍ଠୀ ଝୋଉ ୱେଇ ଏବଂ ଡକ୍ଟର। କେମିକାଲ୍ ଇମେଜିଂ ଲାଇନ୍ ଷ୍ଟେସନ୍‌ରେ ୱାଙ୍ଗ ଜିଆନ୍ ଜିଆମେନ୍ ୟୁନିଭର୍ସିଟି ଅଫ୍ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ରୋଡ୍ ସେକ୍ରେଟାରୀର ଡେପୁଟି ପ୍ରଫେସରଙ୍କ ସହ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରି ଉପାଦାନ ଏବଂ କକ୍ଷପଥ ଚୟନ, ରାସାୟନିକ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଗଠନର ଟ୍ରାନ୍ସମିସନ୍ ଏକ୍ସ-ରେ ସ୍କାନିଂକୁ ଉଦ୍ଭାବନ କରୁଛନ୍ତି।

ପୋରସ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍‌ରେ ଥର୍ମୋଷ୍ଟାଟିକ୍ ଏସିଡ୍ ଲିଥିୟମ୍ ଲିଥିୟମ୍ ଲାମିନେଟ୍ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣର ଆଚରଣ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ମାଇକ୍ରୋଟି (PEEM) ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଏହି କାର୍ଯ୍ୟକୁ ରାସାୟନିକ ଯୋଗାଯୋଗ ରୂପରେ ଏକ ଗବେଷଣା ହାଇଲାଇଟ୍ ଭାବରେ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଇଛି। ଇନ ସିଟୁ ଛାତ୍ରଙ୍କ ମାଧ୍ୟମରେ, ଲେଖକମାନେ ଜଟିଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତାପର ପର୍ଯ୍ୟାୟ ବଣ୍ଟନ ବ୍ୟବହାର କରିଥିଲେ ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଜଟିଳ କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଥର୍ମାଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ନଥାଏ, ଏବଂ ଥର୍ମାଲ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ସହସଂଯୋଗରେ ବିଭିନ୍ନ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ଘଟଣାର ସହସଂଯୋଗ ଦୃଶ୍ୟମାନ କରାଯାଇଥିଲା।

ଭିଜୁଆଲାଇଜେସନ୍। ଗୋଟିଏ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ କଣିକା ସ୍ତରରେ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ତାପ ହ୍ରାସ ଅପ୍ରତ୍ୟାଶିତ ଅସମାନତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ। ଏହି ଅସମାନତା ଏବଂ କଣିକା ଆକାର, ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ ଗଠନ ସ୍ପଷ୍ଟ ନୁହେଁ, କିନ୍ତୁ ପରିବାହୀ ଏଜେଣ୍ଟ ଏବଂ ବାଇଣ୍ଡରଗୁଡ଼ିକର ବଣ୍ଟନ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ସମ୍ପର୍କିତ।

ଏହା ପ୍ରଥମ ଥର ଯେତେବେଳେ ନାନୋ ଭିଜୁଆଲାଇଜେସନ୍ କୁ ଉତ୍ତାପ ହ୍ରାସ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ସମାନ କଣିକା ଦ୍ୱାରା ପୃଥକ କରାଯାଇଛି, ଏବଂ ଏହାକୁ ଏହାର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପରିବେଶ ସହିତ ଜଡିତ କରାଯାଇଛି। ଲାମିନେଟେଡ୍ ସାମଗ୍ରୀର ତାପଜ ବିସ୍ଥାପନ ଆଚରଣକୁ ଆହୁରି ଗଭୀର କରିବାର ଏହି ଉପାୟ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ, ପ୍ରତିକ୍ରିୟାଶୀଳ ଯନ୍ତ୍ରପାତିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ଥିବା ତାପଜ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଅନ୍ୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସିଷ୍ଟମର କ୍ଷିପ୍ତୀକରଣ ଯନ୍ତ୍ରପାତି। ଏହି ଲେଖାଟି ପ୍ରଥମେ ଲିଥିୟମ୍ କୋବାଲ୍ଟେଟ୍, PVDF ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହୀ କାର୍ବନ ବ୍ଲାକର ବଣ୍ଟନ ସମେତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଉପାଦାନ ସମ୍ବନ୍ଧରେ PEEM ର ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକର ମୌଳିକ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତା ବ୍ୟବହାର କରେ।

ଉତ୍ତାପ ହ୍ରାସ ପୂର୍ବରୁ, ପରିବାହୀ ଏଜେଣ୍ଟ ଏବଂ ବାଇଣ୍ଡର ସମାନ ଭାବରେ ମିଶିଯାଏ, କିନ୍ତୁ ଏହି ସମଷ୍ଟି ଲିଥିୟମ୍ କୋବାଲ୍ଟେଟ୍ କଣିକା ଏବଂ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ପୃଷ୍ଠରେ ଅସମାନ ହୋଇଥାଏ। PVDF ର ତାପଜ କ୍ଷତି ସ୍ପଷ୍ଟ, ଯେତେବେଳେ ପରିବାହୀ କାର୍ବନ କଳା ଲିଥିୟମ୍ କୋବାଲ୍ଟ ଏସିଡ୍ ରେ ସମଷ୍ଟି ରୂପରେ ସମାନ ଭାବରେ ବଣ୍ଟନ କରାଯାଏ। PEEM 100 nm ର ସ୍ଥାନିକ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନରେ ପହଞ୍ଚିପାରେ, ଏବଂ 50 um ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ପ୍ରତିଛବି କରାଯାଇପାରିବ।

ଉଚ୍ଚ ସ୍ଥାନିକ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ପ୍ରତିଫଳନ ବ୍ୟବଧାନ ବହୁ-କଣାକାରର ଉଚ୍ଚ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ ଇମେଜିଂ ହାସଲ କରେ। ଥର୍ମୋଷ୍ଟାଟ୍ ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ସମାନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ତାପଜ ବିସ୍ଥାପନ ଆଚରଣ ଅଧ୍ୟୟନ କରିବା ପାଇଁ ଲିଥିୟମ୍ କୋବାଲ୍ଟେଟ୍ କଣିକାଗୁଡ଼ିକର ଆକୃତି ବିଜ୍ଞାନ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ। ପରିବାହୀ ଏଜେଣ୍ଟଗୁଡ଼ିକର ସଦ୍ୟତମ ଆବିଷ୍କାର, ବାଇଣ୍ଡରର ବଣ୍ଟନ ଫଳରେ ଏକ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ସକାରାତ୍ମକ ସାମଗ୍ରୀ ତାପଜ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ବାହାରେ ଚିତ୍ର 1 ହୋଇପାରେ।

ପରବର୍ତ୍ତୀ ଥର୍ମୋଷ୍ଟାଟ୍ (A, B) (C, D) ର ମୌଳିକ ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ସହସଂଯୋଗ ଏବଂ ସହସଂଯୋଗ ଚିତ୍ର ପ୍ରତ୍ୟେକରେ ପୃଥକ କରାଯାଇଛି। ପିକ୍ସେଲ ୟୁନିଟ୍ କୋବାଲ୍ଟ ଉପାଦାନର କୋବାଲ୍ଟ ଉପାଦାନର ଅବଶୋଷଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରମ୍ ଏକକ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ବ୍ୟବହାର କରେ, ଯେଉଁଥିରେ CO2 + (ତାପ ବାହାର-ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ମୁକ୍ତି ଅମ୍ଳଜାନ ଗଠନ), CO3 + (LCO) କିମ୍ବା CO3.5 + (ସାଧାରଣ ପୂର୍ଣ୍ଣ ଚାର୍ଜ LCO) ର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ବିଘଟନ ଫିଟିଂ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣର ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅସମାନତା ଚିତ୍ର C ଏବଂ D ରେ ଭଲ ଭାବରେ ପ୍ରତିଫଳିତ ହୋଇଛି।

ଯଦି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ମାନଚିତ୍ର ପରିଣାମସ୍ୱରୂପ ଉପାଦାନ ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ ସହିତ ପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ, ତେବେ ଏହି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣ ତାପଜ କ୍ଷତି ପୂର୍ବରୁ ଏବଂ ପରେ ପରିବାହୀ କାର୍ବନ କଳାର ବଣ୍ଟନ ସହିତ ବହୁତ ସହସମ୍ବନ୍ଧିତ। ଥର୍ମୋଷ୍ଟାଟ୍ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ପୃଥକୀକରଣର ଆକାରକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ କରିଛି। ଏହା ପୂର୍ବରୁ ରାସାୟନିକ ଚାର୍ଜ ଦ୍ୱାରା ରାସାୟନିକ ଚାର୍ଜ ପରେ ରାସାୟନିକ ଚାର୍ଜ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରାପ୍ତ ନିଷ୍କର୍ଷଠାରୁ ଭିନ୍ନ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ କଣିକା, ଆକାର ଏବଂ ସ୍ଫଟିକ ପୃଷ୍ଠ ଦିଗନିର୍ଦ୍ଦେଶନର ପ୍ରଭାବ କଣିକା ପରିବେଶ, ବିଶେଷକରି ପରିବାହୀ ଏଜେଣ୍ଟର ପ୍ରଭାବ ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ କମ୍।