രഹസ്യം അനാവരണം ചെയ്യുന്നു: ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ സൂപ്പർ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി

എന്തുകൊണ്ടാണ് ലിഥിയം ബാറ്ററി സൂപ്പർ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി പ്രതിഭാസം നിലനിൽക്കുന്നത്

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ (എൽഐബികൾ), പല ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് അധിഷ്ഠിത ഇലക്ട്രോഡുകളും അവയുടെ സൈദ്ധാന്തിക മൂല്യത്തിനപ്പുറം അസാധാരണമാംവിധം ഉയർന്ന സംഭരണശേഷി പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം വ്യാപകമായി റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ഈ മെറ്റീരിയലുകളിലെ അടിസ്ഥാന ഫിസിക്കോകെമിക്കൽ മെക്കാനിസങ്ങൾ അവ്യക്തമായി തുടരുകയും ചർച്ചാവിഷയമായി തുടരുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഫലങ്ങളുടെ പ്രൊഫൈൽ

അടുത്തിടെ, കാനഡയിലെ വാട്ടർലൂ സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസർ മിയാവോ ഗുവോക്‌സിംഗ്, ഓസ്റ്റിനിലെ ടെക്‌സസ് സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസർ യു ഗുയ്‌ഹുവ, ക്വിംഗ്‌ഡാവോ സർവകലാശാലയിലെ ലി ഹോങ്‌സെൻ, ലി ക്വിയാങ് എന്നിവർ സംയുക്തമായി പ്രകൃതി വസ്തുക്കളെക്കുറിച്ചുള്ള ഒരു ഗവേഷണ പ്രബന്ധം "എക്‌സ്‌ട്രാ സ്റ്റോറേജ് കപ്പാസിറ്റി ഇൻ' എന്ന പേരിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു. ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ സിറ്റു മാഗ്നെറ്റോമെട്രിയിൽ വെളിപ്പെടുത്തി". ഈ കൃതിയിൽ, രചയിതാക്കൾ സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗിൽ ലോഹ നാനോകണങ്ങളിൽ ശക്തമായ ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉണ്ടെന്നും സ്പേഷ്യൽ ചാർജ് മെക്കാനിസവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന, ഇതിനകം കുറച്ച ലോഹ നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളിൽ ധാരാളം സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ഇലക്ട്രോണുകൾ സംഭരിക്കാൻ കഴിയുമെന്നും തെളിയിക്കാൻ ഉപയോഗിച്ചു. കൂടാതെ, വെളിപ്പെടുത്തിയ സ്പേഷ്യൽ ചാർജ് മെക്കാനിസം മറ്റ് ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ സംയുക്തങ്ങളിലേക്കും വ്യാപിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് നൂതന ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന ഗൈഡ് നൽകുന്നു.

ഗവേഷണ ഹൈലൈറ്റുകൾ

(1) Li ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയുടെ ഇൻ-സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗ് ടെക്നിക്3O4/ പരിണാമം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു സാധാരണ Fe പഠിച്ചു;

(2) Fe3O4 / Li സിസ്റ്റത്തിൽ, ഉപരിതല ചാർജ് ശേഷിയാണ് അധിക ശേഷിയുടെ പ്രധാന ഉറവിടം എന്ന് വെളിപ്പെടുത്തുന്നു;

(3) ലോഹ നാനോകണങ്ങളുടെ ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റൻസ് മെക്കാനിസം ട്രാൻസിഷൻ ലോഹ സംയുക്തങ്ങളുടെ വിശാലമായ ശ്രേണിയിലേക്ക് വ്യാപിപ്പിക്കാൻ കഴിയും.

ടെക്സ്റ്റ്, ടെക്സ്റ്റ് ഗൈഡ്

1. ഘടനാപരമായ സ്വഭാവവും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗുണങ്ങളും

മോണോഡിസ്പെർസ് ഹോളോ ഫേ പരമ്പരാഗത ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതികൾ3O4നാനോസ്ഫിയറുകളാൽ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെട്ടു, തുടർന്ന് 100 mAg−1ചാർജിലും നിലവിലെ സാന്ദ്രതയിൽ ഡിസ്ചാർജിലും നിർവ്വഹിച്ചു (ചിത്രം 1a), ആദ്യത്തെ ഡിസ്ചാർജ് ശേഷി 1718 mAh g−1 ആണ്, യഥാക്രമം 1370 mAhg ആണ്. 1ഒപ്പം 1,364 mAhg−1, 926 mAhg−1പ്രതീക്ഷകളുടെ സിദ്ധാന്തം. പൂർണ്ണമായി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്ത ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ BF-STEM ചിത്രങ്ങൾ (ചിത്രം 1b-c) സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ലിഥിയം കുറയ്ക്കലിനുശേഷം, Fe3O4നാനോസ്ഫിയറുകൾ 1 - 3 nm വലിപ്പമുള്ള ചെറിയ Fe നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെട്ടു, Li2O കേന്ദ്രത്തിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സൈക്കിളിലെ കാന്തികതയിലെ മാറ്റം പ്രകടമാക്കുന്നതിന്, 0.01 V വരെ പൂർണ്ണ ഡിസ്ചാർജിന് ശേഷം ഒരു കാന്തികവൽക്കരണ വക്രം ലഭിച്ചു (ചിത്രം 1d), നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ രൂപീകരണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന സൂപ്പർപാരാമാഗ്നറ്റിക് സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1 (a) 100 mAg−1Fe-ൽ സൈക്ലിംഗിന്റെ നിലവിലെ സാന്ദ്രത3O4/ Li ബാറ്ററിയുടെ സ്ഥിരമായ കറന്റ് ചാർജും ഡിസ്ചാർജ് വക്രവും; (ബി) പൂർണ്ണമായും ലിഥിയം Fe3O4ഇലക്ട്രോഡിന്റെ BF-STEM ചിത്രം; (സി) O, Fe എന്നീ രണ്ട് ഹൈ റെസല്യൂഷൻ BF-STEM ചിത്രങ്ങളിൽ Li യുടെ സാന്നിധ്യം; (d) Fe2O3ഇലക്ട്രോഡിന്റെ ഹിസ്റ്റെറിസിസ് വളവുകൾ മുമ്പും (കറുപ്പ്) ശേഷവും (നീല), ലാൻഗെവിൻ ഘടിപ്പിച്ച വക്രവും (പർപ്പിൾ).

2. ഘടനാപരവും കാന്തികവുമായ പരിണാമത്തിന്റെ തത്സമയ കണ്ടെത്തൽ

Fe3O4-മായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഘടനാപരമായ, കാന്തിക മാറ്റങ്ങളുമായി ഇലക്ട്രോകെമിസ്ട്രിയെ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഇലക്ട്രോഡുകൾ സിറ്റു എക്സ്-റേ ഡിഫ്രാക്ഷനിലും (XRD) സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗിലും വിധേയമാക്കി. ഓപ്പൺ-സർക്യൂട്ട് വോൾട്ടേജിൽ നിന്ന് (OCV) 3V4O1.2-ലേക്കുള്ള പ്രാരംഭ ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് XRD ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേണുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിലെ Fe, തീവ്രതയിലോ സ്ഥാനത്തിലോ ഡിഫ്രാക്ഷൻ പീക്കുകൾക്ക് കാര്യമായ മാറ്റമുണ്ടായില്ല (ചിത്രം 3a), Fe4O2 Li intercalation പ്രക്രിയ മാത്രമേ അനുഭവിച്ചിട്ടുള്ളൂ എന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. 3V ലേക്ക് ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, Fe4O3The ആന്റി-സ്പൈനൽ ഘടന കേടുകൂടാതെയിരിക്കും, ഈ വോൾട്ടേജ് വിൻഡോയിലെ പ്രക്രിയ വളരെ റിവേഴ്സിബിൾ ആണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മാഗ്‌നറ്റൈസേഷൻ തത്സമയം എങ്ങനെ വികസിക്കുന്നു എന്ന് അന്വേഷിക്കുന്നതിന് സ്ഥിരമായ കറന്റ് ചാർജ്-ഡിസ്‌ചാർജ് ടെസ്റ്റുകൾക്കൊപ്പം ഇൻ-സിറ്റു മാഗ്നെറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗ് നടത്തി (ചിത്രം 3 ബി).

ചിത്രം 2 ഇൻ-സിറ്റു എക്സ്ആർഡിയുടെ സ്വഭാവവും മാഗ്നറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗും.(എ) സിറ്റു എക്സ്ആർഡിയിൽ; (b) Fe3O4ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് കർവ് 3 T ന് താഴെയുള്ള കാന്തികക്ഷേത്രം പ്രയോഗിക്കുകയും സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് പ്രതികരണത്തിൽ റിവേഴ്സിബിൾ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

കാന്തികവൽക്കരണ മാറ്റങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ഈ പരിവർത്തന പ്രക്രിയയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ അടിസ്ഥാനപരമായ ധാരണ നേടുന്നതിന്, കാന്തിക പ്രതികരണം തത്സമയം ശേഖരിക്കുകയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കലി പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കൊപ്പം അനുബന്ധ ഘട്ട സംക്രമണവും നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു (ചിത്രം 3). ആദ്യത്തെ ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത്, ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ കാന്തികവൽക്കരണ പ്രതികരണം മറ്റ് സൈക്കിളുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, ആദ്യത്തെ ലിത്തലൈസേഷൻ സമയത്ത് Fe3O4 കാരണം മാറ്റാനാവാത്ത ഘട്ട സംക്രമണം സംഭവിക്കുന്നു. പൊട്ടൻഷ്യൽ 3V ലേക്ക് താഴ്ന്നപ്പോൾ, Fe4O0.78The ആന്റിസ്പൈനൽ ഘട്ടം O, Fe3O4The ഫേസ് ചാർജ് ചെയ്തതിന് ശേഷം Li2The class FeO ഹാലൈറ്റ് ഘടന ഉൾക്കൊള്ളുന്ന തരത്തിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്തു. അതനുസരിച്ച്, കാന്തികവൽക്കരണം അതിവേഗം 3 μb Fe−4 ആയി കുറയുന്നു. ലിഥിയലൈസേഷൻ പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, പുതിയ ഘട്ടമൊന്നും രൂപപ്പെട്ടില്ല, കൂടാതെ (0.482), (1) ക്ലാസ് FeO ഡിഫ്രാക്ഷൻ പീക്കുകളുടെ തീവ്രത ദുർബലമാകാൻ തുടങ്ങി. Equal Fe200O220ഇലക്ട്രോഡ് പൂർണ്ണമായും ലയലൈസ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ കാര്യമായ XRD പീക്ക് നിലനിൽക്കില്ല (ചിത്രം 3a). Fe4O3 ഇലക്ട്രോഡ് 3V മുതൽ 4V വരെ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, കാന്തികവൽക്കരണം (0.78 μb Fe−0.45 ൽ നിന്ന് 0.482 μbFe−1 ലേക്ക് വർദ്ധിച്ചു), FeO യിൽ നിന്ന് Fe ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന പ്രതികരണമാണ് ഇതിന് കാരണമായത്. തുടർന്ന്, ഡിസ്ചാർജിന്റെ അവസാനം, കാന്തികവൽക്കരണം സാവധാനം 1.266 μB Fe−1 ആയി കുറഞ്ഞു. ഈ കണ്ടെത്തൽ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പൂർണ്ണമായി കുറച്ച ലോഹം Fe1.132Nanoparticles ഇപ്പോഴും ലിഥിയം സംഭരണ ​​പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ പങ്കെടുത്തേക്കാം, അങ്ങനെ ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ കാന്തികവൽക്കരണം കുറയ്ക്കുന്നു.

ചിത്രം 3 ഘട്ടം സംക്രമണത്തിന്റെയും കാന്തിക പ്രതികരണത്തിന്റെയും സിറ്റു നിരീക്ഷണങ്ങളിൽ. (ബി) Fe3O4ഇൻ സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് ഫോഴ്‌സ് അളക്കുന്നത് 3 T യുടെ പ്രയോഗിച്ച കാന്തിക മണ്ഡലത്തിൽ / Li സെല്ലുകളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സൈക്കിളുകൾ.

3. O സിസ്റ്റത്തിന്റെ Fe0/Li2ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റൻസ്

Fe3O4ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ കാന്തിക മാറ്റങ്ങൾ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിൽ സംഭവിക്കുന്നു, അതിൽ അധിക ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ കപ്പാസിറ്റി ഉണ്ടാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്, ഇത് സെല്ലിനുള്ളിൽ കണ്ടെത്താത്ത ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ സാന്നിധ്യം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സാധ്യതയുള്ള ലിഥിയം സ്റ്റോറേജ് മെക്കാനിസം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യാൻ, കാന്തിക മാറ്റത്തിന്റെ ഉറവിടം നിർണ്ണയിക്കാൻ 3V, 4V, 0.01V എന്നിവയിലെ കാന്തിക പ്രകടനത്തിന്റെ സ്പെക്‌ട്രം 0.45O1.4 ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ XPS, STEM, കാന്തിക പ്രകടന സ്പെക്‌ട്രം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് Fe പഠിച്ചു. കാന്തിക നിമിഷം കാന്തിക മാറ്റത്തെ ബാധിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, കാരണം O സിസ്റ്റത്തിന്റെ അളന്ന Fe0/Li2The Ms-നെ കാന്തിക അനിസോട്രോപ്പിയും ഇന്റർപാർട്ടിക്കിൾ കപ്ലിംഗും ബാധിക്കില്ല.

കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിലുള്ള ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ ഗതിവിഗതികൾ Fe3O4, വ്യത്യസ്ത സ്കാൻ നിരക്കുകളിൽ സൈക്ലിക് വോൾട്ടമിട്രി എന്നിവയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ മനസ്സിലാക്കാൻ. ചിത്രം 4a-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ദീർഘചതുരാകൃതിയിലുള്ള ചാക്രിക വോൾട്ടമോഗ്രാം കർവ് 0.01V നും 1V നും ഇടയിലുള്ള വോൾട്ടേജ് പരിധിക്കുള്ളിൽ ദൃശ്യമാകുന്നു (ചിത്രം 4a). Fe4O3A കപ്പാസിറ്റീവ് പ്രതികരണം ഇലക്ട്രോഡിൽ സംഭവിച്ചതായി ചിത്രം 4b കാണിക്കുന്നു. സ്ഥിരമായ കറന്റ് ചാർജിന്റെയും ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയുടെയും (ചിത്രം 4 സി) ഉയർന്ന റിവേഴ്‌സിബിൾ കാന്തിക പ്രതികരണം ഉപയോഗിച്ച്, ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയിൽ ഇലക്ട്രോഡിന്റെ കാന്തികവൽക്കരണം 1V മുതൽ 0.01V വരെ കുറയുകയും ചാർജിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ വീണ്ടും വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് Fe0Of കപ്പാസിറ്റർ പോലെയാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉപരിതല പ്രതികരണം വളരെ റിവേഴ്സബിൾ ആണ്.

ചിത്രം 4 ഇലക്‌ട്രോകെമിക്കൽ ഗുണങ്ങളും 0.011 V. (A) സൈക്ലിക് വോൾട്ടമെട്രിക് കർവ് ഇൻ സിറ്റു മാഗ്നറ്റിക് സ്വഭാവവും.(B) പീക്ക് കറന്റും സ്കാൻ റേറ്റും തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധം ഉപയോഗിച്ചാണ് b മൂല്യം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്; (സി) 5 T പ്രയോഗിച്ച കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന് കീഴിലുള്ള ചാർജ്-ഡിസ്ചാർജ് വക്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട കാന്തികവൽക്കരണത്തിന്റെ വിപരീത മാറ്റം.

മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച Fe3O4ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ, ഘടനാപരമായ, കാന്തിക സവിശേഷതകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, അധിക ബാറ്ററി ശേഷി നിർണ്ണയിക്കുന്നത് Fe0 നാനോകണങ്ങളുടെ സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റൻസ് അനുഗമിക്കുന്ന കാന്തിക മാറ്റങ്ങൾ മൂലമാണ്. സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് കപ്പാസിറ്റൻസ് ഇന്റർഫേസിലെ സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ചാർജ് ശേഖരണത്തിന്റെ ഫലമാണ്, ചാർജിലും ഡിസ്ചാർജിലും കാന്തിക പ്രതികരണം പ്രദർശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. Fe3O4. ബേസ് ഇലക്ട്രോഡ്, ആദ്യത്തെ ഡിസ്ചാർജ് പ്രക്രിയയിൽ, O അടിവസ്ത്രത്തിലെ Li2Fine Fe നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളിൽ ചിതറിപ്പോയി. വലിയ ഉപരിതല-വോളിയം അനുപാതങ്ങൾ, ഉയർന്ന പ്രാദേശികവൽക്കരിക്കപ്പെട്ട d പരിക്രമണപഥങ്ങൾ കാരണം ഫെർമി തലത്തിൽ സംസ്ഥാനങ്ങളുടെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത മനസ്സിലാക്കുന്നു. Maier ന്റെ സ്പേഷ്യൽ ചാർജ് സ്റ്റോറേജിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക മാതൃക അനുസരിച്ച്, മെറ്റാലിക് Fe നാനോപാർട്ടിക്കിളുകളുടെ സ്പിൻ-സ്പ്ലിറ്റിംഗ് ബാൻഡുകളിൽ വലിയ അളവിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകൾ സംഭരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് രചയിതാക്കൾ നിർദ്ദേശിക്കുന്നു, ഇത് Fe / Li2Creating സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ഉപരിതല കപ്പാസിറ്ററുകൾ O നാനോകോംപോസിറ്റുകളിൽ കാണാം ( ചിത്രം 5).

ഗ്രാഫ് 5Fe/Li2A O-ഇന്റർഫേസിലെ സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റൻസിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം.(A) ഫെറോ മാഗ്നറ്റിക് ലോഹ കണങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥയുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം (ഡിസ്ചാർജിന് മുമ്പും ശേഷവും), ഇരുമ്പിന്റെ ബൾക്ക് സ്പിൻ ധ്രുവീകരണം; (ബി) ഓവർസ്റ്റോർഡ് ലിഥിയം ഉപരിതല കപ്പാസിറ്റർ മാതൃകയിൽ സ്പേസ് ചാർജ് മേഖലയുടെ രൂപീകരണം.

സംഗ്രഹവും lo ട്ട്‌ലുക്കും

വിപുലമായ ഇൻ-സിറ്റു മാഗ്നെറ്റിക് മോണിറ്ററിംഗ് വഴി TM / Li അന്വേഷിച്ചു2 ഈ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ അധിക സംഭരണ ​​ശേഷിയുടെ ഉറവിടം വെളിപ്പെടുത്തുന്നതിന് O നാനോകോംപോസിറ്റിന്റെ ആന്തരിക ഇലക്ട്രോണിക് ഘടനയുടെ പരിണാമം. Fe3O4/Li മോഡൽ സെൽ സിസ്റ്റത്തിൽ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കലി കുറയ്ക്കുന്ന Fe നാനോപാർട്ടിക്കിളുകൾക്ക് വലിയ അളവിൽ സ്പിൻ-പോളറൈസ്ഡ് ഇലക്ട്രോണുകൾ സംഭരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. പരീക്ഷണങ്ങൾ CoO, NiO, FeF2, Fe2 എന്നിവയെ കൂടുതൽ സാധൂകരിച്ചു ലോഹ സംയുക്തം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ.

സാഹിത്യ ലിങ്ക്

ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ ഓക്സൈഡ് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ അധിക സംഭരണ ​​ശേഷി സിറ്റു മാഗ്നെറ്റോമെട്രിയിൽ വെളിപ്പെടുത്തി (നേച്ചർ മെറ്റീരിയൽസ് , 2020, DOI: 10.1038/s41563-020-0756-y)

പ്രകടനത്തിൽ ലിഥിയം ഇലക്ട്രോഡ് വേഫർ ഡിസൈൻ ഫോർമുലയുടെയും ഇലക്ട്രോഡ് വേഫർ വൈകല്യങ്ങളുടെയും സ്വാധീനം

1. പോൾ ഫിലിം ഡിസൈൻ ഫൗണ്ടേഷൻ ലേഖനം

ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് ലോഹ ദ്രാവകത്തിൽ തുല്യമായി പ്രയോഗിക്കുന്ന കണങ്ങൾ അടങ്ങിയ ഒരു കോട്ടിംഗാണ്. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് കോട്ടിംഗ് പ്രധാനമായും മൂന്ന് ഭാഗങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു സംയോജിത വസ്തുവായി കണക്കാക്കാം:

(1) സജീവ പദാർത്ഥ കണങ്ങൾ;

(2) ചാലക ഏജന്റിന്റെയും ഏജന്റിന്റെയും ഘടക ഘട്ടം (കാർബൺ പശ ഘട്ടം);

(3) പോർ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുക.

ഓരോ ഘട്ടത്തിന്റെയും വോളിയം ബന്ധം ഇപ്രകാരം പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു:

പോറോസിറ്റി + ജീവനുള്ള ദ്രവ്യത്തിന്റെ അളവ് അംശം + കാർബൺ പശ ഫേസ് വോളിയം അംശം =1

ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് ഡിസൈനിന്റെ രൂപകൽപ്പന വളരെ പ്രധാനമാണ്, ഇപ്പോൾ ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് ഡിസൈനിന്റെ അടിസ്ഥാന അറിവ് ഹ്രസ്വമായി അവതരിപ്പിക്കുന്നു.

(1) ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി ഇലക്ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി, അതായത്, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലിലെ എല്ലാ ലിഥിയം അയോണുകളും നൽകുന്ന ശേഷി, അതിന്റെ മൂല്യം ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു:

ഉദാഹരണത്തിന്, LiFePO4The മോളാർ പിണ്ഡം 157.756 g/mol ആണ്, അതിന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി:

ഈ കണക്കാക്കിയ മൂല്യം സൈദ്ധാന്തിക ഗ്രാം ശേഷി മാത്രമാണ്. മെറ്റീരിയലിന്റെ റിവേഴ്‌സിബിൾ ഘടന ഉറപ്പാക്കുന്നതിന്, യഥാർത്ഥ ലിഥിയം അയോൺ നീക്കംചെയ്യൽ ഗുണകം 1-ൽ താഴെയാണ്, കൂടാതെ മെറ്റീരിയലിന്റെ യഥാർത്ഥ ഗ്രാം ശേഷി:

മെറ്റീരിയലിന്റെ യഥാർത്ഥ ഗ്രാം ശേഷി = ലിഥിയം അയോൺ അൺപ്ലഗ്ഗിംഗ് കോഫിഫിഷ്യന്റെ സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി

(2) ബാറ്ററി ഡിസൈൻ ശേഷിയും അങ്ങേയറ്റം ഏകപക്ഷീയമായ സാന്ദ്രതയും ബാറ്ററി ഡിസൈൻ കപ്പാസിറ്റി ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം: ബാറ്ററി ഡിസൈൻ ശേഷി = കോട്ടിംഗ് ഉപരിതല സാന്ദ്രത സജീവ മെറ്റീരിയൽ അനുപാതം സജീവ മെറ്റീരിയൽ ഗ്രാം ശേഷി പോൾ ഷീറ്റ് കോട്ടിംഗ് ഏരിയ

അവയിൽ, കോട്ടിംഗിന്റെ ഉപരിതല സാന്ദ്രത ഒരു പ്രധാന ഡിസൈൻ പാരാമീറ്ററാണ്. കോംപാക്ഷൻ സാന്ദ്രത മാറ്റമില്ലാതെ വരുമ്പോൾ, കോട്ടിംഗ് ഉപരിതല സാന്ദ്രതയുടെ വർദ്ധനവ് അർത്ഥമാക്കുന്നത് പോൾ ഷീറ്റിന്റെ കനം വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോൺ ട്രാൻസ്മിഷൻ ദൂരം വർദ്ധിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോൺ പ്രതിരോധം വർദ്ധിക്കുന്നു, എന്നാൽ വർദ്ധനവ് ബിരുദം പരിമിതമാണ്. കട്ടിയുള്ള ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റിൽ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലെ ലിഥിയം അയോണുകളുടെ മൈഗ്രേഷൻ ഇം‌പെഡൻസിന്റെ വർദ്ധനവാണ് അനുപാത സവിശേഷതകളെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന കാരണം. പോറോസിറ്റിയും പോർ ട്വിസ്റ്റുകളും കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, സുഷിരത്തിലെ അയോണുകളുടെ മൈഗ്രേഷൻ ദൂരം പോൾ ഷീറ്റിന്റെ കനത്തേക്കാൾ പലമടങ്ങ് കൂടുതലാണ്.

(3) നെഗറ്റീവ്-പോസിറ്റീവ് കപ്പാസിറ്റി അനുപാതം N / P നെഗറ്റീവ് ശേഷിയും പോസിറ്റീവ് കപ്പാസിറ്റിയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ഇങ്ങനെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

N / P എന്നത് 1.0-നേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കണം, പൊതുവെ 1.04~1.20, ഇത് പ്രധാനമായും സുരക്ഷാ രൂപകൽപ്പനയിലാണ്, സ്വീകാര്യത ഉറവിടമില്ലാതെ നെഗറ്റീവ് സൈഡ് ലിഥിയം അയോണിനെ മഴയിൽ നിന്ന് തടയാൻ, കോട്ടിംഗ് വ്യതിയാനം പോലുള്ള പ്രക്രിയയുടെ ശേഷി പരിഗണിക്കുന്നതിനുള്ള രൂപകൽപ്പന. എന്നിരുന്നാലും, N / P വളരെ വലുതായിരിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിക്ക് മാറ്റാനാകാത്ത ശേഷി നഷ്ടപ്പെടും, അതിന്റെ ഫലമായി ബാറ്ററി ശേഷി കുറയുകയും ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കുറയുകയും ചെയ്യും.

ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ആനോഡിനായി, പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് അധിക ഡിസൈൻ സ്വീകരിക്കുന്നു, ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ആനോഡിന്റെ ശേഷി അനുസരിച്ചാണ് ബാറ്ററി ശേഷി നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. പോസിറ്റീവ് അധിക ഡിസൈൻ ബാറ്ററിയുടെ ഉയർന്ന താപനില പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സഹായകമാണ്: ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വാതകം പ്രധാനമായും നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ നിന്നാണ് വരുന്നത്. പോസിറ്റീവ് അധിക രൂപകൽപ്പനയിൽ, നെഗറ്റീവ് പൊട്ടൻഷ്യൽ കുറവാണ്, ലിഥിയം ടൈറ്റാനേറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ SEI ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുന്നത് എളുപ്പമാണ്.

(4) കോട്ടിംഗിന്റെ കോംപാക്ഷൻ സാന്ദ്രതയും പൊറോസിറ്റിയും ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ, ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡിന്റെ കോട്ടിംഗ് കോംപാക്ഷൻ സാന്ദ്രത ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു. പോൾ ഷീറ്റ് ഉരുട്ടുമ്പോൾ, മെറ്റൽ ഫോയിൽ നീട്ടിയതായി കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, റോളറിന് ശേഷമുള്ള കോട്ടിംഗിന്റെ ഉപരിതല സാന്ദ്രത ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുല ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കുന്നു.

നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, കോട്ടിംഗിൽ ജീവനുള്ള വസ്തുക്കളുടെ ഘട്ടം, കാർബൺ പശ ഘട്ടം, സുഷിരം എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ സുഷിരം ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം.

അവയിൽ, കോട്ടിംഗിന്റെ ശരാശരി സാന്ദ്രത ഇതാണ്: ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് കോട്ടിംഗിന്റെ ഒരുതരം പൊടി കണങ്ങളാണ്, കാരണം പൊടി കണിക ഉപരിതല പരുക്കൻ, ക്രമരഹിതമായ ആകൃതി, ശേഖരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, കണങ്ങൾക്കും കണങ്ങൾക്കും ഇടയിലുള്ള കണങ്ങൾ, ചില കണങ്ങൾക്ക് തന്നെ വിള്ളലുകളും സുഷിരങ്ങളും ഉണ്ട്. അതിനാൽ പൊടിയുടെ അളവ്, പൊടിയുടെ അളവ്, പൊടി കണികകൾക്കും കണങ്ങൾക്കും ഇടയിലുള്ള സുഷിരങ്ങൾ, അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോഡ് കോട്ടിംഗിന്റെ സാന്ദ്രതയും സുഷിരത്തിന്റെ പ്രതിനിധാനവും. പൊടി കണങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത ഒരു യൂണിറ്റ് വോളിയത്തിന് പൊടിയുടെ പിണ്ഡത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. പൊടിയുടെ അളവ് അനുസരിച്ച്, ഇത് മൂന്ന് തരങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത, കണികാ സാന്ദ്രത, ശേഖരണ സാന്ദ്രത. വിവിധ സാന്ദ്രതകൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നു:

1. കണങ്ങളുടെ ആന്തരികവും ബാഹ്യവുമായ വിടവുകൾ ഒഴികെയുള്ള പൊടി പിണ്ഡത്തെ വോളിയം (യഥാർത്ഥ വോളിയം) കൊണ്ട് ഹരിച്ചാൽ ലഭിക്കുന്ന സാന്ദ്രതയെ യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതായത്, എല്ലാ ശൂന്യതകളുടെയും വോളിയം ഒഴിവാക്കിയ ശേഷം ലഭിക്കുന്ന ദ്രവ്യത്തിന്റെ സാന്ദ്രത.
2. തുറന്ന ദ്വാരവും അടഞ്ഞ ദ്വാരവും ഉൾപ്പെടെയുള്ള കണങ്ങളുടെ അളവ് കൊണ്ട് ഹരിച്ച പൊടി പിണ്ഡത്തെ ഹരിച്ചാൽ ലഭിക്കുന്ന കണങ്ങളുടെ സാന്ദ്രതയെ കണികാ സാന്ദ്രത സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അതായത്, കണികകൾ തമ്മിലുള്ള വിടവ്, പക്ഷേ കണികകൾക്കുള്ളിലെ സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങളല്ല, കണങ്ങളുടെ സാന്ദ്രത.
3. ശേഖരണ സാന്ദ്രത, അതായത്, കോട്ടിംഗ് സാന്ദ്രത, പൊടി രൂപപ്പെടുന്ന കോട്ടിംഗിന്റെ അളവ് കൊണ്ട് ഹരിച്ച പൊടി പിണ്ഡം വഴി ലഭിക്കുന്ന സാന്ദ്രതയെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉപയോഗിക്കുന്ന വോള്യത്തിൽ കണങ്ങളുടെ സുഷിരങ്ങളും കണികകൾക്കിടയിലുള്ള ശൂന്യതകളും ഉൾപ്പെടുന്നു.

അതേ പൊടിക്ക്, യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രത> കണികാ സാന്ദ്രത> പാക്കിംഗ് സാന്ദ്രത. പൊടിയുടെ പൊറോസിറ്റി എന്നത് പൊടി കണിക കോട്ടിംഗിലെ സുഷിരങ്ങളുടെ അനുപാതമാണ്, അതായത്, പൊടി കണികകൾക്കും കണികകളുടെ സുഷിരങ്ങൾക്കും ഇടയിലുള്ള ശൂന്യതയുടെ അളവിന്റെ അനുപാതം, ഇത് സാധാരണയായി പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന കോട്ടിംഗിന്റെ മൊത്തം വോളിയത്തിലേക്കുള്ള അനുപാതമാണ്. ഒരു ശതമാനമായി. പൊടിയുടെ പോറോസിറ്റി കണികാ രൂപഘടന, ഉപരിതല അവസ്ഥ, കണിക വലിപ്പം, കണികാ വലിപ്പം വിതരണം എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു സമഗ്രമായ സ്വത്താണ്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന്റെയും ലിഥിയം അയോൺ ട്രാൻസ്മിഷന്റെയും നുഴഞ്ഞുകയറ്റത്തെ അതിന്റെ പൊറോസിറ്റി നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. പൊതുവേ, വലിയ സുഷിരം, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് നുഴഞ്ഞുകയറ്റം എളുപ്പം, ലിഥിയം അയോൺ ട്രാൻസ്മിഷൻ വേഗത്തിലാക്കുന്നു. അതിനാൽ, ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ, ചിലപ്പോൾ പൊറോസിറ്റി നിർണ്ണയിക്കാൻ, സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മെർക്കുറി പ്രഷർ രീതി, ഗ്യാസ് അഡോർപ്ഷൻ രീതി മുതലായവ സാന്ദ്രത കണക്കുകൂട്ടൽ ഉപയോഗിച്ചും ലഭിക്കും. കണക്കുകൂട്ടലുകൾക്കായി വ്യത്യസ്ത സാന്ദ്രതകൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ പൊറോസിറ്റിക്ക് വ്യത്യസ്തമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. ജീവനുള്ള പദാർത്ഥത്തിന്റെ സുഷിരം, ചാലക ഏജന്റ്, ബൈൻഡർ എന്നിവയുടെ സാന്ദ്രത യഥാർത്ഥ സാന്ദ്രതയാൽ കണക്കാക്കുമ്പോൾ, കണക്കാക്കിയ സുഷിരത്തിൽ കണികകൾക്കിടയിലുള്ള വിടവും കണികകൾക്കുള്ളിലെ വിടവും ഉൾപ്പെടുന്നു. ജീവനുള്ള പദാർത്ഥത്തിന്റെയും ചാലക ഏജന്റിന്റെയും ബൈൻഡറിന്റെയും സുഷിരം കണികാ സാന്ദ്രത കണക്കാക്കുമ്പോൾ, കണക്കാക്കിയ സുഷിരത്തിൽ കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വിടവ് ഉൾപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ കണങ്ങൾക്കുള്ളിലെ വിടവ് അല്ല. അതിനാൽ, ലിഥിയം ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റിന്റെ സുഷിര വലുപ്പവും മൾട്ടി-സ്കെയിൽ ആണ്, സാധാരണയായി കണങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള വിടവ് മൈക്രോൺ സ്കെയിൽ വലുപ്പത്തിലാണ്, അതേസമയം കണങ്ങൾക്കുള്ളിലെ വിടവ് നാനോമീറ്ററിൽ നിന്ന് സബ്-സബ്മൈക്രോൺ സ്കെയിലിലാണ്. പോറസ് ഇലക്ട്രോഡുകളിൽ, ഫലപ്രദമായ ഡിഫ്യൂസിവിറ്റി, ചാലകത എന്നിവ പോലുള്ള ഗതാഗത ഗുണങ്ങളുടെ ബന്ധം ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടിപ്പിക്കാം:

D0 എന്നത് മെറ്റീരിയലിന്റെ തന്നെ അന്തർലീനമായ വ്യാപന (ചാലകത) നിരക്കിനെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നിടത്ത്, ε എന്നത് അനുബന്ധ ഘട്ടത്തിന്റെ വോളിയം അംശമാണ്, τ എന്നത് അനുബന്ധ ഘട്ടത്തിന്റെ സർക്യൂട്ട് വക്രതയാണ്. മാക്രോസ്‌കോപ്പിക് ഹോമോജീനിയസ് മോഡലിൽ, പോറസ് ഇലക്‌ട്രോഡുകളുടെ ഫലപ്രദമായ പോസിറ്റിവിറ്റി കണക്കാക്കാൻ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ɑ =1.5 എടുത്ത് ബ്രഗ്ഗ്‌മാൻ ബന്ധം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പോറസ് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ സുഷിരങ്ങളിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു, അതിൽ ലിഥിയം അയോണുകൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ നടത്തപ്പെടുന്നു, ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ചാലക സവിശേഷതകൾ സുഷിരവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. വലിയ പൊറോസിറ്റി, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഘട്ടത്തിന്റെ വോളിയം അംശം കൂടുതലാണ്, ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ഫലപ്രദമായ ചാലകത വർദ്ധിക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റിൽ, കാർബൺ പശ ഘട്ടം, കാർബൺ പശ ഘട്ടത്തിന്റെ വോളിയം അംശം, കാർബൺ പശ ഘട്ടത്തിന്റെ വഴിമാറി എന്നിവയിലൂടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഫലപ്രദമായ ചാലകത നേരിട്ട് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

കാർബൺ പശ ഘട്ടത്തിന്റെ പൊറോസിറ്റിയും വോളിയം ഭിന്നസംഖ്യയും പരസ്പരവിരുദ്ധമാണ്, വലിയ സുഷിരം അനിവാര്യമായും കാർബൺ പശ ഘട്ടത്തിന്റെ വോളിയം ഭിന്നതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, അതിനാൽ, ലിഥിയം അയോണുകളുടെയും ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും ഫലപ്രദമായ ചാലക ഗുണങ്ങളും ചിത്രം 2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ പരസ്പരവിരുദ്ധമാണ്. പോറോസിറ്റി കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഇലക്ട്രോൺ ഫലപ്രദമായ ചാലകത വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ ലിഥിയം അയോൺ ഫലപ്രദമായ ചാലകത കുറയുന്നു. ഇലക്‌ട്രോഡ് ഡിസൈനിൽ ഇവ രണ്ടും എങ്ങനെ സന്തുലിതമാക്കാം എന്നതും പ്രധാനമാണ്.

ചിത്രം 2 പോറോസിറ്റിയുടെയും ലിഥിയം അയോണിന്റെയും ഇലക്ട്രോൺ ചാലകതയുടെയും സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

2. പോൾ വൈകല്യങ്ങളുടെ തരവും കണ്ടെത്തലും

 

നിലവിൽ, ബാറ്ററി പോൾ തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഓൺലൈൻ ഡിറ്റക്ഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ സ്വീകരിക്കുന്നു, അതുവഴി ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ നിർമ്മാണ വൈകല്യങ്ങൾ ഫലപ്രദമായി തിരിച്ചറിയുന്നതിനും, വികലമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നതിനും, ഉൽ‌പാദന ലൈനിലേക്കുള്ള സമയോചിതമായ ഫീഡ്‌ബാക്ക്, ഉൽ‌പാദനത്തിലേക്കുള്ള ഓട്ടോമാറ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ മാനുവൽ ക്രമീകരണങ്ങൾ പ്രക്രിയ, വികലമായ നിരക്ക് കുറയ്ക്കാൻ.

പോൾ ഷീറ്റ് നിർമ്മാണത്തിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഓൺ-ലൈൻ കണ്ടെത്തൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ സ്ലറി സ്വഭാവം കണ്ടെത്തൽ, പോൾ ഷീറ്റിന്റെ ഗുണനിലവാരം കണ്ടെത്തൽ, അളവ് കണ്ടെത്തൽ തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്: (1) റിയോളജിക്കൽ കണ്ടെത്തുന്നതിന് കോട്ടിംഗ് സ്റ്റോറേജ് ടാങ്കിൽ ഓൺലൈൻ വിസ്കോസിറ്റി മീറ്റർ നേരിട്ട് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. തത്സമയം സ്ലറിയുടെ സവിശേഷതകൾ, സ്ലറിയുടെ സ്ഥിരത പരിശോധിക്കുക; (2) കോട്ടിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ എക്സ്-റേ അല്ലെങ്കിൽ β-റേ ഉപയോഗിക്കുന്നത്, അതിന്റെ ഉയർന്ന അളവെടുപ്പ് കൃത്യത, എന്നാൽ വലിയ വികിരണം, ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉയർന്ന വില, പരിപാലന പ്രശ്നങ്ങൾ; (3) പോൾ ഷീറ്റിന്റെ കനം അളക്കാൻ ലേസർ ഓൺലൈൻ കനം അളക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കുന്നു, അളവെടുപ്പ് കൃത്യത ± 1. 0 μm വരെ എത്താം, ഇതിന് തത്സമയം അളന്ന കനത്തിന്റെയും കനത്തിന്റെയും മാറ്റ പ്രവണത പ്രദർശിപ്പിക്കാനും കഴിയും, ഡാറ്റ കണ്ടെത്തൽ സുഗമമാക്കുക വിശകലനവും; (4) CCD വിഷൻ ടെക്നോളജി, അതായത്, ലൈൻ അറേ CCD അളന്ന ഒബ്ജക്റ്റ് സ്കാൻ ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തത്സമയ ഇമേജ് പ്രോസസ്സിംഗ്, വൈകല്യ വിഭാഗങ്ങളുടെ വിശകലനം, പോൾ ഷീറ്റ് ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളുടെ വിനാശകരമല്ലാത്ത ഓൺലൈൻ കണ്ടെത്തൽ മനസ്സിലാക്കുക.

ക്വാളിറ്റി കൺട്രോളിനുള്ള ഒരു ടൂൾ എന്ന നിലയിൽ, വൈകല്യങ്ങളും ബാറ്ററി പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള പരസ്പരബന്ധം മനസ്സിലാക്കാൻ ഓൺലൈൻ ടെസ്റ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്, അതിനാൽ സെമി-ഫിനിഷ്ഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് യോഗ്യതയുള്ള / യോഗ്യതയില്ലാത്ത മാനദണ്ഡങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കാൻ.

അവസാന ഭാഗത്ത്, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുതിയ രീതി, ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമൽ ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ, ഈ വ്യത്യസ്ത വൈകല്യങ്ങളും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം എന്നിവ ഹ്രസ്വമായി അവതരിപ്പിക്കുന്നു. ഡി. മൊഹന്തി മൊഹന്തി മറ്റുള്ളവരുടെ സമഗ്രമായ പഠനം

(1) പോൾ ഷീറ്റ് ഉപരിതലത്തിലെ സാധാരണ തകരാറുകൾ

ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററി ഇലക്‌ട്രോഡിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ പൊതുവായ വൈകല്യങ്ങൾ ചിത്രം 3 കാണിക്കുന്നു, ഇടതുവശത്ത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇമേജും വലതുവശത്ത് തെർമൽ ഇമേജർ പകർത്തിയ ചിത്രവും.

ചിത്രം 3 പോൾ ഷീറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ സാധാരണ വൈകല്യങ്ങൾ: (a, b) ബൾജ് എൻവലപ്പ് / മൊത്തം; (c, d) ഡ്രോപ്പ് മെറ്റീരിയൽ / പിൻഹോൾ; (ഇ, എഫ്) ലോഹ വിദേശ ശരീരം; (g, h) അസമമായ പൂശുന്നു

 

(എ, ബി) ഉയർത്തിയ ബൾജ് / മൊത്തത്തിൽ, സ്ലറി തുല്യമായി ഇളക്കുകയോ അല്ലെങ്കിൽ പൂശുന്ന വേഗത അസ്ഥിരമാകുകയോ ചെയ്താൽ അത്തരം വൈകല്യങ്ങൾ സംഭവിക്കാം. പശ, കാർബൺ ബ്ലാക്ക് ചാലക ഏജന്റുമാരുടെ ഗ്രിഗേഷൻ സജീവ ഘടകങ്ങളുടെ കുറഞ്ഞ ഉള്ളടക്കത്തിലേക്കും ധ്രുവ ഗുളികകളുടെ ഭാരം കുറഞ്ഞതിലേക്കും നയിക്കുന്നു.

 

(c, d) ഡ്രോപ്പ് / പിൻഹോൾ, ഈ വികലമായ പ്രദേശങ്ങൾ പൂശിയിട്ടില്ല, അവ സാധാരണയായി സ്ലറിയിലെ കുമിളകളാൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. അവർ സജീവ വസ്തുക്കളുടെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും കളക്ടറെ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ശേഷി കുറയ്ക്കുന്നു.

 

(ഇ, എഫ്) ലോഹ വിദേശ വസ്തുക്കൾ, സ്ലറി അല്ലെങ്കിൽ ലോഹ വിദേശ വസ്തുക്കൾ ഉപകരണങ്ങളിലും പരിസ്ഥിതിയിലും അവതരിപ്പിച്ചു, ലോഹ വിദേശ വസ്തുക്കൾ എന്നിവ ലിഥിയം ബാറ്ററികൾക്ക് വലിയ ദോഷം ചെയ്യും. വലിയ ലോഹകണങ്ങൾ ഡയഫ്രത്തെ നേരിട്ട് തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഇത് ഒരു ഫിസിക്കൽ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടാണ്. കൂടാതെ, ലോഹ വിദേശ ശരീരം പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിലേക്ക് കലർത്തുമ്പോൾ, ചാർജ് ചെയ്തതിന് ശേഷം പോസിറ്റീവ് പൊട്ടൻഷ്യൽ വർദ്ധിക്കുന്നു, ലോഹം പരിഹരിക്കുന്നു, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ വ്യാപിക്കുന്നു, തുടർന്ന് നെഗറ്റീവ് പ്രതലത്തിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുന്നു, ഒടുവിൽ ഡയഫ്രം പഞ്ചർ ചെയ്ത് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഒരു കെമിക്കൽ ഡിസൊല്യൂഷൻ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ആണ്. ബാറ്ററി ഫാക്ടറി സൈറ്റിലെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ലോഹ വിദേശ വസ്തുക്കൾ Fe, Cu, Zn, Al, Sn, SUS മുതലായവയാണ്.

 

(g, h) സ്ലറി മിക്സിംഗ് പോലെയുള്ള അസമമായ പൂശുന്നു, കണികയുടെ സൂക്ഷ്മത വളരെ വലുതായിരിക്കുമ്പോൾ വരകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാൻ എളുപ്പമാണ്, ഇത് അസമമായ പൂശുന്നു, ഇത് ബാറ്ററി ശേഷിയുടെ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുകയും പൂർണ്ണമായും ദൃശ്യമാകുകയും ചെയ്യും. കോട്ടിംഗ് സ്ട്രൈപ്പ് ഇല്ല, ശേഷിയിലും സുരക്ഷയിലും സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.

(2) പോൾ ചിപ്പ് ഉപരിതല വൈകല്യം കണ്ടെത്തൽ സാങ്കേതികവിദ്യ ഇൻഫ്രാറെഡ് (ഐആർ) തെർമൽ ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ പ്രവർത്തനത്തെ തകരാറിലാക്കുന്ന ഉണങ്ങിയ ഇലക്ട്രോഡുകളിലെ ചെറിയ വൈകല്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഓൺലൈൻ കണ്ടെത്തൽ സമയത്ത്, ഇലക്‌ട്രോഡ് തകരാറോ മലിനീകരണമോ കണ്ടെത്തിയാൽ, അത് പോൾ ഷീറ്റിൽ അടയാളപ്പെടുത്തുക, തുടർന്നുള്ള പ്രക്രിയയിൽ അത് ഇല്ലാതാക്കുക, കൂടാതെ പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈനിലേക്ക് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ചെയ്യുക, തകരാറുകൾ ഇല്ലാതാക്കാൻ കൃത്യസമയത്ത് പ്രക്രിയ ക്രമീകരിക്കുക. റേഡിയോ തരംഗങ്ങളുടെയും ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെയും അതേ സ്വഭാവമുള്ള ഒരു തരം വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗമാണ് ഇൻഫ്രാറെഡ് കിരണങ്ങൾ. ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ താപനില വിതരണത്തെ മനുഷ്യന്റെ കണ്ണിന്റെ ദൃശ്യമായ ചിത്രമാക്കി മാറ്റുന്നതിന് ഒരു പ്രത്യേക ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനില വിതരണം വ്യത്യസ്ത നിറങ്ങളിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന് ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമൽ ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമൽ ഇമേജർ എന്നാണ് ഈ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണത്തിന്റെ പേര്. കേവല പൂജ്യത്തിന് മുകളിലുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളും (-273℃) ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.
ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമൽ പ്രോക്‌സിമേറ്റർ (IR ക്യാമറ) ഇൻഫ്രാറെഡ് ഡിറ്റക്ടറും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇമേജിംഗ് ലക്ഷ്യവും ഉപയോഗിച്ച് അളന്ന ടാർഗെറ്റ് ഒബ്‌ജക്റ്റിന്റെ ഇൻഫ്രാറെഡ് റേഡിയേഷൻ എനർജി ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ പാറ്റേൺ സ്വീകരിക്കുകയും ഇൻഫ്രാറെഡ് ഡിറ്റക്ടറിന്റെ ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മൂലകത്തിൽ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇൻഫ്രാറെഡ് തെർമൽ ഇമേജ്, വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ താപ വിതരണ മണ്ഡലവുമായി യോജിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു തകരാർ ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ആ പ്രദേശത്തെ താപനില മാറുന്നു. അതിനാൽ, വസ്തുവിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ വൈകല്യങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനും ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കാം, പ്രത്യേകിച്ച് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ഷൻ മാർഗങ്ങളിലൂടെ വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിയാത്ത ചില വൈകല്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററിയുടെ ഡ്രൈയിംഗ് ഇലക്‌ട്രോഡ് ഓൺലൈനിൽ കണ്ടെത്തുമ്പോൾ, ഇലക്‌ട്രോഡ് ഇലക്‌ട്രോഡ് ആദ്യം ഫ്ലാഷിലൂടെ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയും ഉപരിതല താപനില മാറുകയും തുടർന്ന് ഒരു തെർമൽ ഇമേജർ ഉപയോഗിച്ച് ഉപരിതല താപനില കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഹീറ്റ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ ഇമേജ് ദൃശ്യവൽക്കരിക്കുകയും, ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങൾ കണ്ടെത്താനും അവ കൃത്യസമയത്ത് അടയാളപ്പെടുത്താനും ചിത്രം തത്സമയം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.D. മൊഹന്തി ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റ് പ്രതലത്തിന്റെ താപനില വിതരണ ചിത്രം കണ്ടെത്താൻ കോട്ടർ ഡ്രൈയിംഗ് ഓവന്റെ ഔട്ട്‌ലെറ്റിൽ ഒരു തെർമൽ ഇമേജർ പഠനം സ്ഥാപിച്ചു.

ചിത്രം 5 (a) എന്നത് തെർമൽ ഇമേജർ കണ്ടെത്തിയ NMC പോസിറ്റീവ് പോൾ ഷീറ്റിന്റെ കോട്ടിംഗ് ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനില വിതരണ ഭൂപടമാണ്, അതിൽ നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് വേർതിരിച്ചറിയാൻ കഴിയാത്ത വളരെ ചെറിയ തകരാർ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. റൂട്ട് സെഗ്മെന്റുമായി ബന്ധപ്പെട്ട താപനില ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ കർവ് ആന്തരിക ഇൻസെറ്റിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു, ഡിഫക്റ്റ് പോയിന്റിൽ താപനില സ്പൈക്ക്. ചിത്രം 5 (ബി) ൽ, പോൾ ഷീറ്റ് പ്രതലത്തിന്റെ വൈകല്യത്തിന് അനുസൃതമായി, അനുബന്ധ ബോക്സിൽ താപനില പ്രാദേശികമായി വർദ്ധിക്കുന്നു. അത്തിപ്പഴം. 6 എന്നത് നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റിന്റെ ഉപരിതല താപനില വിതരണ ഡയഗ്രം ആണ്, വൈകല്യങ്ങളുടെ അസ്തിത്വം കാണിക്കുന്നു, അവിടെ താപനില ഉയരുന്നതിന്റെ കൊടുമുടി കുമിളയോ മൊത്തമോ ആയി യോജിക്കുന്നു, കൂടാതെ താപനില കുറയുന്ന വിസ്തീർണ്ണം പിൻഹോൾ അല്ലെങ്കിൽ ഡ്രോപ്പുമായി യോജിക്കുന്നു.

ചിത്രം 5 പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റ് ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനില വിതരണം

ചിത്രം 6 നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനില വിതരണം

 

പോൾ ഷീറ്റ് നിർമ്മാണത്തിന്റെ ഗുണനിലവാര നിയന്ത്രണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന പോൾ ഷീറ്റ് ഉപരിതല വൈകല്യം കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള ഒരു നല്ല മാർഗമാണ് താപനില വിതരണത്തിന്റെ തെർമൽ ഇമേജിംഗ് കണ്ടെത്തൽ എന്ന് കാണാൻ കഴിയും.3. ബാറ്ററി പ്രകടനത്തിൽ പോൾ ഷീറ്റ് ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

 

(1) ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ കപ്പാസിറ്റിയിലും കൂലോംബ് കാര്യക്ഷമതയിലും ആഘാതം

ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ കപ്പാസിറ്റിയിലും കൂലൻ കാര്യക്ഷമതയിലും മൊത്തത്തിന്റെയും പിൻഹോളിന്റെയും സ്വാധീന കർവ് ചിത്രം 7 കാണിക്കുന്നു. അഗ്രഗേറ്റിന് യഥാർത്ഥത്തിൽ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, പക്ഷേ കൗളൻ കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കും. പിൻഹോൾ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റിയും കുളൂണിന്റെ കാര്യക്ഷമതയും കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ കുലുൻ കാര്യക്ഷമത ഉയർന്ന നിരക്കിൽ വളരെ കുറയുന്നു.

ചിത്രം 7 കാഥോഡ് മൊത്തവും ബാറ്ററി ശേഷിയിലും പിൻഹോൾ ഇഫക്റ്റിലും ചിത്രം 8 ന്റെ കാര്യക്ഷമത അസമമായ പൂശുന്നു, കൂടാതെ മെറ്റൽ ഫോറിൻ ബോഡി Co, Al എന്നിവ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റിയിലും കാര്യക്ഷമത കർവിന്റെ ഫലത്തിലും ബാറ്ററി യൂണിറ്റ് മാസ് കപ്പാസിറ്റി 10% കുറയ്ക്കുന്നു - 20%, എന്നാൽ മുഴുവൻ ബാറ്ററി ശേഷിയും 60% കുറഞ്ഞു, ഇത് ധ്രുവീയ കഷണത്തിലെ ജീവനുള്ള പിണ്ഡം ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞുവെന്ന് കാണിക്കുന്നു. Metal Co വിദേശ ശരീരം 2C, 5C ഉയർന്ന മാഗ്‌നിഫിക്കേഷനിൽ പോലും കപ്പാസിറ്റിയും കൂലോംബ് കാര്യക്ഷമതയും കുറയ്ക്കുന്നു, ശേഷി തീരെയില്ല, ലിഥിയം, ലിഥിയം എന്നിവ ഉൾച്ചേർത്ത ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ മെറ്റൽ കോ രൂപപ്പെടുന്നത് മൂലമാകാം, അല്ലെങ്കിൽ അത് ലോഹകണങ്ങളായിരിക്കാം. മൈക്രോ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിന് കാരണമായ ഡയഫ്രം സുഷിരം തടഞ്ഞു.

ചിത്രം 8 പോസിറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് അസമമായ കോട്ടിംഗിന്റെയും മെറ്റൽ ഫോറിൻ ബോഡികളുടെയും കോ, ആലിന്റെയും ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ കപ്പാസിറ്റിയിലും കൂലൻ കാര്യക്ഷമതയിലും

കാഥോഡ് ഷീറ്റ് വൈകല്യങ്ങളുടെ സംഗ്രഹം: കാഥോഡ് ഷീറ്റ് കോട്ടിംഗിലെ ഈറ്റുകൾ ബാറ്ററിയുടെ കൂലോംബ് കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് കോട്ടിംഗിന്റെ പിൻഹോൾ കൊളംബിന്റെ കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് മോശം ഗുണിത പ്രകടനത്തിന് കാരണമാകുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന വൈദ്യുത സാന്ദ്രതയിൽ. വൈവിധ്യമാർന്ന കോട്ടിംഗ് മോശം മാഗ്‌നിഫിക്കേഷൻ പ്രകടനം കാണിച്ചു. ലോഹ കണിക മലിനീകരണം മൈക്രോ-ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് കാരണമായേക്കാം, അതിനാൽ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാം.
ബാറ്ററിയുടെ ഗുണിത ശേഷിയിലും കുലുൻ കാര്യക്ഷമതയിലും നെഗറ്റീവ് ലീക്കേജ് ഫോയിൽ സ്ട്രിപ്പിന്റെ സ്വാധീനം ചിത്രം 9 കാണിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ ചോർച്ച സംഭവിക്കുമ്പോൾ, ബാറ്ററിയുടെ ശേഷി ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, പക്ഷേ ഗ്രാം കപ്പാസിറ്റി വ്യക്തമല്ല, കൂടാതെ കുലുൻ കാര്യക്ഷമതയെ ബാധിക്കുന്നത് കാര്യമായ കാര്യമല്ല.

 

ചിത്രം 9 ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ കപ്പാസിറ്റിയിലും കുളുൺ കാര്യക്ഷമതയിലും നെഗറ്റീവ് ഇലക്‌ട്രോഡ് ലീക്കേജ് ഫോയിൽ സ്ട്രിപ്പിന്റെ സ്വാധീനം (2) ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ സൈക്കിൾ പ്രകടനത്തിലെ സ്വാധീനം ബാറ്ററി മൾട്ടിപ്ലയർ സൈക്കിളിലെ ഇലക്‌ട്രോഡ് ഉപരിതല വൈകല്യത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിന്റെ ഫലമാണ് ചിത്രം 10. സ്വാധീന ഫലങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ സംഗ്രഹിച്ചിരിക്കുന്നു:
എഗ്രിഗേഷൻ: 2C-ൽ, 200 സൈക്കിളുകളുടെ ശേഷി പരിപാലന നിരക്ക് 70% ഉം തകരാറുള്ള ബാറ്ററി 12% ഉം ആണ്, അതേസമയം 5C സൈക്കിളിൽ, 200 സൈക്കിളുകളുടെ ശേഷി പരിപാലന നിരക്ക് 50% ഉം തകരാറുള്ള ബാറ്ററി 14% ഉം ആണ്.
നീഡിൽഹോൾ: കപ്പാസിറ്റി ശോഷണം വ്യക്തമാണ്, എന്നാൽ മൊത്തം വൈകല്യങ്ങളൊന്നും വേഗത്തിലല്ല, കൂടാതെ 200 സൈക്കിളുകളുടെ 2C, 5C എന്നിവയുടെ ശേഷി പരിപാലന നിരക്ക് യഥാക്രമം 47% ഉം 40% ഉം ആണ്.
മെറ്റൽ ഫോറിൻ ബോഡി: നിരവധി സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം മെറ്റൽ കോ ഫോറിൻ ബോഡിയുടെ ശേഷി ഏതാണ്ട് 0 ആണ്, കൂടാതെ ലോഹ വിദേശ ബോഡി അൽ ഫോയിലിന്റെ 5 സി സൈക്കിൾ ശേഷി ഗണ്യമായി കുറയുന്നു.
ലീക്ക് സ്ട്രിപ്പ്: ഒരേ ലീക്കേജ് ഏരിയയിൽ, ഒന്നിലധികം ചെറിയ സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ ബാറ്ററി കപ്പാസിറ്റി ഒരു വലിയ സ്ട്രൈപ്പിനെക്കാൾ വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു (47C-യിലെ 200 സൈക്കിളുകൾക്ക് 5%) (7C-യിലെ 200 സൈക്കിളുകൾക്ക് 5%). സ്ട്രൈപ്പുകളുടെ എണ്ണം കൂടുന്തോറും ബാറ്ററി സൈക്കിളിൽ വലിയ ആഘാതം ഉണ്ടാകുമെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ചിത്രം 10 സെൽ റേറ്റ് സൈക്കിളിൽ ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റ് ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളുടെ പ്രഭാവം

 

റഫറൻസ്.: [1] ഇൻ-ലൈൻ ലേസർ കാലിപ്പർ, ഐആർ തെർമോഗ്രാഫി രീതികൾ എന്നിവയിലൂടെ സ്ലോട്ട്-ഡൈ-കോട്ടഡ് ലിഥിയം സെക്കൻഡറി ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ നോൺ-ഡിസ്ട്രക്റ്റീവ് മൂല്യനിർണ്ണയം [J].ANALYTICALMETHODS.2014, 6(3): 674-683.[2]ഇഫക്റ്റ് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടനത്തിലെ ഇലക്ട്രോഡ് നിർമ്മാണ വൈകല്യങ്ങൾ: ബാറ്ററി പരാജയത്തിന്റെ ഉറവിടങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള അറിവ്[J].ജേണൽ ഓഫ് പവർ സോഴ്സസ്.2016, 312: 70-79.