ଲିଥିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ କ୍ଷମତାର କାରଣ କ&39;ଣ?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - ପୋର୍ଟେବଲ୍ ପାୱାର ଷ୍ଟେସନ୍ ଯୋଗାଣକାରୀ

ରିପୋର୍ଟ ଅନୁଯାୟୀ, -20 ¡ã C ତାପମାତ୍ରାରେ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଡିସଚାର୍ଜ କ୍ଷମତା ମାତ୍ର 31.5%। ପାରମ୍ପରିକ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ତାପମାତ୍ରା -20 ~ + 55 ¡ã C ମଧ୍ୟରେ।

କିନ୍ତୁ ମହାକାଶ ବର୍ଗରେ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଯାନବାହାନ ପାଇଁ -40 ¡ã C ତାପମାତ୍ରାରେ ବ୍ୟାଟେରୀକୁ ସଠିକ୍ ଭାବରେ କାମ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ। ତେଣୁ, ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଗୁଣଗୁଡ଼ିକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ସାନ୍ଦ୍ରତା ବୃଦ୍ଧି ପାଏ, ଆଂଶିକ ଭାବରେ କଠିନ ହେଲେ ମଧ୍ୟ, ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ପରିବାହୀତା କମ୍ ହୁଏ।

କମ୍ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ନକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ଡାୟାଫ୍ରାମ ମଧ୍ୟରେ ସୁସଙ୍ଗତତା ଖରାପ ହୋଇଯାଏ। ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ନକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗୁରୁତର ଭାବରେ ଅବକ୍ଷୟିତ ହୋଇଥିଲା, ଏବଂ ଅବକ୍ଷୟିତ ଧାତୁ ଲିଥିୟମ୍ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରିଥିଲା, ଏବଂ ଉତ୍ପାଦ ଜମା ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଇଣ୍ଟରଫେସ୍ (SEI) ଘନତା ସୃଷ୍ଟି କରିଥିଲା। କମ୍ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ସକ୍ରିୟ ପଦାର୍ଥର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ପ୍ରସାରଣ ପ୍ରଣାଳୀକୁ ହ୍ରାସ କରେ, ଚାର୍ଜ ଟ୍ରାନ୍ସଫର ପ୍ରତିରୋଧ (RCT) ଯଥେଷ୍ଟ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ।

ବିଶେଷଜ୍ଞ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ ୧: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇନ୍ ଦ୍ରବଣ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍‌ର ଗଠନ ଏବଂ ବସ୍ତୁକରଣ ଗୁଣ ବ୍ୟାଟେରୀର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉପରେ ନକାରାତ୍ମକ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ବ୍ୟାଟେରୀର ପୃଷ୍ଠରେ ସମସ୍ୟା ହେଉଛି: ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ସାନ୍ଦ୍ରତା ଅଧିକ ହୋଇଯିବ, ଆୟନ ପରିବାହୀତା ଧୀର ହୋଇଯିବ, ଯାହା ଫଳରେ ବାହ୍ୟ ସର୍କିଟର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ଗତି ହେବ, ତେଣୁ ବ୍ୟାଟେରୀ ଗୁରୁତର ଭାବରେ ଧ୍ରୁବୀୟ ହୋଇଯାଇଛି, ଏବଂ ଚାର୍ଜ ଏବଂ ଡିସଚାର୍ଜ କ୍ଷମତାରେ ତୀବ୍ର ହ୍ରାସ ଘଟିଛି। ବିଶେଷକରି କମ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ ଚାର୍ଜ ହେବା ସମୟରେ, ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ସହଜରେ ନକାରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପୃଷ୍ଠରେ ଲିଥିୟମ୍ ଡେଲେଗ୍ରେନ୍ ଗଠନ କରିପାରେ, ଯାହା ଫଳରେ ବ୍ୟାଟେରୀ ବିଫଳ ହୁଏ।

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ନିଜସ୍ୱ ପରିବାହିତାର ଆକାର ସହିତ ଘନିଷ୍ଠ ଭାବରେ ଜଡିତ, ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତାର ପରିବହନ ଆୟନ ଦ୍ରୁତ, ଏବଂ କମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଅଧିକ କ୍ଷମତା ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇପାରିବ। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ ଲିଥିୟମ୍ ଲବଣ ଯେତେ ଅଧିକ ହେବ, ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ସଂଖ୍ୟା ସେତେ ଅଧିକ ହେବ, ପରିବାହିତା ସେତେ ଅଧିକ ହେବ। ଉଚ୍ଚ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତା, ଆୟନ ପରିବାହିତା ଯେତେ ଦ୍ରୁତ ହେବ, ଧ୍ରୁବୀକରଣ ସେତେ କମ୍ ହେବ, କମ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ ବ୍ୟାଟେରୀର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସେତେ ଭଲ ହେବ।

ତେଣୁ, ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ଭଲ କମ୍ ତାପମାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଉଚ୍ଚ ପରିବାହୀତା ଏକ ଆବଶ୍ୟକୀୟ ସର୍ତ୍ତ। ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟର ଗଠନ ସହିତ ଜଡିତ, ଏବଂ ଦ୍ରାବକର ସାନ୍ଦ୍ରତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତାର ପଥକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଅଟେ। ଦ୍ରାବକର ତରଳତା କମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଭଲ ଥାଏ, ଏହା ଆୟନ ପରିବହନର ଗ୍ୟାରେଣ୍ଟି, ଏବଂ କମ ତାପମାତ୍ରାରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ ଦ୍ୱାରା ଗଠିତ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ ଝିଲ୍ଲୀ ମଧ୍ୟ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ପରିବାହକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିବାର ଏକ ଚାବିକାଠି, ଏବଂ RSEI ହେଉଛି ଏକ କମ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ ଲିଥିୟମ ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଏକ କଡ଼ା ପ୍ରତିବନ୍ଧକ।

ବିଶେଷଜ୍ଞ ୨: ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀର ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ସୀମିତ କରିବା ପାଇଁ ସ୍ୱାଦ କାରକଗୁଡ଼ିକ ହେଉଛି ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା, ନୂତନ Li + ପ୍ରସାରଣ ପ୍ରତିବାଧା, କିନ୍ତୁ SEI ଫିଲ୍ମ ନୁହେଁ। ସ୍ତରଯୁକ୍ତ ଗଠନରେ ଏକ-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ପ୍ରସାରଣ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ଅଛି, ଯାହାର ତ୍ରି-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ଚ୍ୟାନେଲ୍ ଗଠନ ସ୍ଥିରତା ଅଛି, ଏବଂ ଏହା ପ୍ରଥମ ବାଣିଜ୍ୟିକ ଲିଥିୟମ୍ ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ସକାରାତ୍ମକ ସାମଗ୍ରୀ। ଏହାର ପ୍ରତିନିଧି ପଦାର୍ଥଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ LiCoO2, Li (CO1-XNIX) O2 ଏବଂ Li (Ni, Co, Mn) O2, e ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।