ধাপে ধাপে মিক্সিং প্রক্রিয়া এবং এক-সময় মিশ্রণ প্রক্রিয়াটির তুলনা
Sep 02, 2020
লিথিয়াম ব্যাটারি স্লারি তৈরির পদ্ধতি সম্পর্কে গবেষকরা বিভিন্ন পাল্পিং প্রক্রিয়াটি চেষ্টা করেছেন। টেস্টগুলি প্রমাণ করেছে যে ধাপে ধাপে খাওয়ানোর পাল্পিং প্রক্রিয়া এক সময়ের পাল্পিং প্রক্রিয়া থেকে অনেক বেশি উন্নত। এই কাগজটি স্প্লিট-স্টেপ পাল্পিং প্রক্রিয়া এবং এক-সময় পাল্পিং প্রক্রিয়ার মধ্যে একটি বিশদ তুলনা করে makes দুটি পাল্পিং প্রক্রিয়া চিত্র 1 এ দেখানো হয়েছে (ক) এককালীন পাল্পিং প্রক্রিয়া; (খ) ধাপে ধাপে পাল্পিং প্রক্রিয়া।
চিত্র 1. দুটি পৃথক মিশ্রণ প্রক্রিয়া
এক সময়ের মিশ্রণ প্রক্রিয়াটি হ'ল বাইন্ডার এবং এনএমপি মিশ্রিত করা এবং আধা ঘন্টা ধরে নাড়তে হবে এবং তারপরে মিশ্রণের জন্য এক সময় দ্রাবকটিতে সক্রিয় উপাদান এবং পরিবাহী কার্বন কালো যুক্ত করা হয় add মাল্টি-স্টেপ মেশানোর বৈশিষ্ট্যটি হ'ল ব্যাচগুলিতে দ্রাবকের পরিমাণ যুক্ত হয়। এককালীন মিশ্রণ প্রক্রিয়া এবং মাল্টি-স্টেপ মিক্সিং প্রক্রিয়া স্লুইরিটির বৈশিষ্ট্যগুলিতে যেমন সান্দ্রতা, গতিশীল ভিসকোলেস্টিক মডুলাস এবং স্থিতিশীল প্রবাহ বৈশিষ্ট্যগুলিতে কেবল দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে না, তবে প্রতিবন্ধকতা, চক্রের কার্য সম্পাদন এবং হারের কার্য সম্পাদনকেও প্রভাবিত করে ব্যাটারি.
1. স্লারি সান্দ্রতা, শিয়ার রেট এবং তরলতার মধ্যে সম্পর্ক
চিত্র 2 সান্দ্রতা এবং শিয়ার হারের মধ্যে সম্পর্কের বাঁক দেখায়। এটি দেখা যায় যে এক-পদক্ষেপ বা ধাপে ধাপে পদ্ধতিটি গ্রহণ করা হোক না কেন, শিয়ারের সান্দ্রতা হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে শিয়ার রেট বৃদ্ধি পায় (শিয়ার পাতলা হওয়া)। নিম্ন শিয়ার অধীনে স্লারিটির সান্দ্রতা হ'ল শক্ত কণার অবক্ষেপের আচরণের একটি পরিমাপ, এবং উচ্চ শিয়ারের অধীনে সান্দ্রতা গ্লুর প্রক্রিয়াজাতকরণের একটি পরিমাপ। নিম্ন শিয়ার অধীনে, দুটি স্লারিগুলির উচ্চ সান্দ্রতা আরও ভাল, কারণ শক্ত কণাগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে স্থির হয়নি। উচ্চ শিয়ার অধীনে, স্লারিটির কম সান্দ্রতাও একটি ভাল বৈশিষ্ট্য, কারণ এর অর্থ হ'ল স্লারিটি অভিন্নভাবে মিশ্রিত।
অবশ্যই, দুটি প্রস্তুতি প্রক্রিয়াটি শিয়ার পাতলা হওয়ার পরেও, মাল্টি-স্টেপ মিক্সিং পদ্ধতিটি এখনও এক-পদক্ষেপ সংশ্লেষণ পদ্ধতির চেয়ে ভাল। কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি সহ দুটি ধরণের স্লারি পরিবর্তনের ভিজোকেলেস্টিটি চিত্র 3 এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 3. কৌণিক হার এবং স্টোরেজ মডুলাস এবং ক্ষতির মডুলাসের মধ্যে সম্পর্ক
চিত্র থেকে, আমরা দেখতে পাচ্ছি যে এক-পদক্ষেপ পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত স্লারিটির ভিজোকেলেস্টিটিটি কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কিত নয়, যখন মাল্টি-স্টেপ পদ্ধতিতে প্রস্তুত স্লারিটির ভিসকোলেস্টিক মডুলাসটি কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কিত। দ্বিতীয়ত, চিত্রটিতে, জি জিজি # 39; হ'ল স্টোরেজ মডুলাস এবং জি জিজি # 39; হ'ল লোকসানের মডুলাস। এটি দেখা যায় যে এক-পদক্ষেপ পদ্ধতিতে স্টোরেজ মডুলাসটি সর্বদা ক্ষতির মডুলাসের চেয়ে বেশি থাকে, যখন মাল্টি-স্টেপ স্লারিটি একেবারে বিপরীত। এটি দেখা যায় যে এক-পদক্ষেপ পদ্ধতির দ্বারা প্রস্তুত স্লারিটি মূলত একটি জেল অবস্থায় থাকে এবং কণাগুলি একত্রিত হয়ে ভলিউম-পূর্ণ নেটওয়ার্ক কাঠামো গঠন করে। কণার গুচ্ছগুলি ধ্বংস বা বিচ্ছিন্ন হয় না এবং সর্বদা কম শিয়ার হারে মিশ্রিত হয় এবং মিশ্রণ প্রভাবটি অর্জন করা যায় না। মাল্টি-স্টেপ পদ্ধতি দ্বারা প্রস্তুত স্লারিটি মূলত একটি কম-সান্দ্রতা সোল, কণা ইউনিটগুলি সমানভাবে ছড়িয়ে পড়ে এবং নেটওয়ার্ক কাঠামো সম্পূর্ণ ধ্বংস এবং ছড়িয়ে যায়। ধাপে ধাপে ধাপে ভাল বিচ্ছুরিত অবস্থায় রয়েছে এবং একটি ভাল ফ্লো হিস্টেরিসিস প্রদর্শন করে, যা গ্রাফটিতে প্রদর্শিত হিস্টেরেসিস ফ্লো বক্ররেখা (তরলতা) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে। চিত্র 4 শিয়ার রেট এবং শিয়ার বলের মধ্যে সম্পর্ক দেখায় যখন শিয়ার রেট প্রথমে বৃদ্ধি পায় এবং তারপরে হ্রাস পায়। এটি দেখা যায় যে মাল্টি-স্টেপ স্লারিটির হিস্টেরিসিস লুপ রয়েছে।
চিত্র ৪. শিয়ার রেট এবং শিয়ার ফোর্স
এক-পদক্ষেপের মিশ্রণ প্রক্রিয়াটির সাথে তুলনা করে, বহু-পদক্ষেপের মিশ্রণ প্রক্রিয়াতে, কণার গুচ্ছগুলির অপরিবর্তনীয় নেটওয়ার্ক কাঠামো আরও ঘন ঘন ভাঙা হয়। এর কারণ হল দ্রাবক এনএমপি একাধিকবার যুক্ত করা হয় এবং দ্রাবকটি প্রাথমিক অবস্থায় কম থাকে এবং কণাগুলি উচ্চ শিয়ার হারের অধীনে ভেঙে যাওয়ার সম্ভাবনা বেশি থাকে। যেহেতু এক-পদক্ষেপের মিশ্রণটি একবারে দ্রাবক pourালা হয়, সামগ্রিক সান্দ্রতা দ্রুত হ্রাস পায়, এবং কণাগুলির মধ্যে ঘর্ষণ খুব ছোট হয়, তাই একটি ভাল ছড়িয়ে পড়া অবস্থা পাওয়া যায় না।
2. মেরু টুকরা উপর দুটি পৃথক মিশ্রণ প্রক্রিয়া প্রভাব
দুটি প্রক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত স্লারিগুলি ইলেক্ট্রোডগুলিতে প্রস্তুত করা হয়, এবং পার্থক্যের সূচনাটি দুটি খুঁটির টুকরোটির ক্রস-বিভাগীয় চিত্রগুলি থেকে দেখা যায়, চিত্র 5-তে দেখানো হয়েছে।
চিত্র 5. পোল টুকরা এর এসইএম এবং ইডিএস বিশ্লেষণ
(ক) এক-পদক্ষেপের ক্রস-সেকশন (ঙ) মাল্টি-স্টেপ ক্রস-সেকশন, এটি দেখা যায় যে মাল্টি-স্টেপ স্লারি মেরু টুকরোটি প্রস্তুত করার পরে, কণার যোগাযোগটি আরও কাছাকাছি এবং মিশ্রিত অবস্থা আরও ভাল।
চিত্রগুলি (খ) এবং (চ) হ'ল ইডিএস কো উপাদানটি ম্যাপিংয়ের জন্য দুটি ধরণের পালপিং প্রক্রিয়ার মেরু টুকরাগুলির ম্যাপিং ডায়াগ্রাম। কো উপাদানটি লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড থেকে উদ্ভূত, যা মাল্টি-স্টেপ পদ্ধতির আরও ভাল মিক্সিং এবং ছড়িয়ে পড়ার প্রভাব যাচাই করতে পারে।
চিত্রগুলি (সি) এবং (ছ) হ'ল যথাক্রমে দুটি ধরণের আকারের প্রক্রিয়াটির মেরু টুকরাটির সি উপাদানটির ম্যাপিং। সি উপাদানটি মূলত পিভিডিএফ এবং পরিবাহী কার্বন কালো থেকে আসে;
ফিগার (ডি) এবং (এইচ) হ'ল দুই ধরণের সাইজিং প্রক্রিয়ার মেরু টুকরাটিতে ফ্লুরিন উপাদানগুলির ম্যাপিং। এফ উপাদানটি পিভিডিএফ থেকে আসে
একাধিক সেট ফটোগুলির ফলাফলগুলিও প্রমাণ করে যে এক-পদক্ষেপের স্ল্যরিতে পরিবাহী এজেন্ট এবং সক্রিয় উপাদানগুলিতে প্রচুর পরিমাণে আগলমেটার রয়েছে এবং অভিন্নভাবে ছড়িয়ে যায় না।
তৃতীয়ত, ব্যাটারি পারফরম্যান্সে মিশ্রণ প্রক্রিয়াটির প্রভাব
1. চক্রের কর্মক্ষমতা
দুটি স্লুইরির দ্বারা প্রস্তুত ব্যাটারির চক্রের কার্যকারিতা চিত্র 6 এ দেখানো হয়েছে 70 চক্রের পরে, এক-ধাপ এবং বিভক্ত-পদক্ষেপের মিশ্রণ প্রক্রিয়াটির সক্ষমতা যথাক্রমে প্রাথমিক ক্ষমতা 60% এবং 70%। ক্ষমতা দ্রুত ক্ষয় হয়। এক-পদক্ষেপ পদ্ধতিতে ব্যাটারি&# 39 এর অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের পরিবর্তনের কারণে কারণ হতে পারে।
চিত্র 6. ব্যাটারি চক্রের পারফরম্যান্সের তুলনা
2. ডিওডি দিয়ে ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের পরিবর্তন ঘটে
ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের পরীক্ষা করতে পরীক্ষাটি এইচপিপিসি ব্যবহার করে, এবং ফলাফলটি চিত্র 7-এ প্রদর্শিত হয়েছে, নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি আঁকতে পারে: ক। স্রাবের সময় ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের চার্জের অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের চেয়ে বেশি। এটি কারণ শক্ত জালিতে লিথিয়াম আয়ন সন্নিবেশনের হার লিথিয়াম আয়নগুলি নিষ্কাশনের হারের চেয়ে ধীর হয়। খ। মাল্টি-স্টেপ পদ্ধতি এবং স্লারি প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের প্রতিটি পর্যায়ে এবং প্রতিটি ডিওডি শর্তাধীন এক-পদক্ষেপ পদ্ধতির চেয়ে কম থাকে। গ। ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের এবং স্রাবের গভীরতা (ডি0 ডি) খুব ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। স্রাবের গভীরতা বাড়ার সাথে সাথে, লিথিয়াম আয়নগুলির এম্বেড করার জন্য স্থানটি কম বেশি হয়ে যায়, যার ফলে ব্যাটারি প্রতিবন্ধকতা সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি পায়।
চিত্র 7. দুটি ব্যাটারির চার্জ এবং স্রাব এবং অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের মধ্যে সম্পর্ক
৩. ব্যাটারি হারের পারফরম্যান্সে দুটি মিশ্রণ প্রক্রিয়াগুলির প্রভাব
দুটি পোল পিস ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের তুলনা করার জন্য, সংশ্লিষ্ট ব্যাটারিগুলি বিভিন্ন হারে ছাড়ানো হয়। স্রাবের বক্ররেখা চিত্র 8 এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 8. ব্যাটারি হারের পারফরম্যান্স এবং মেরুকরণের তুলনা
তন্মধ্যে একটি হ'ল এক-পদক্ষেপের ব্যাটারি এবং খ একটি মাল্টি-স্টেপ ব্যাটারি। উভয় ব্যাটারি 0.2C এ ধ্রুবক বর্তমানের সাথে চার্জ করা হয়। চিত্র একটি দেখায় যে স্রাবের বর্তমান বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে ব্যাটারির মেরুকরণ বাড়তে থাকে। মাল্টি-স্টেপ ব্যাটারি ডিসচার্জ রেখাটির বিপরীতে, যদিও ব্যাটারি মেরুকরণও একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বৃদ্ধি পায়, তবে চিত্র A এর তুলনায় মেরুকরণ তুলনামূলকভাবে ছোট। এই ঘটনার কারণটি স্লারিটির প্রস্তুতির প্রক্রিয়াতে ফিরে পাওয়া উচিত। পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, মাল্টি-স্টেপ মিক্সিং প্রক্রিয়াটি পরিবাহী এজেন্ট এবং সক্রিয় পদার্থের অভিন্ন ছত্রাক নিশ্চিত করতে পারে, একটি স্থিতিশীল এবং অভিন্ন পরিবাহী নেটওয়ার্ক গঠন করে। ফলস্বরূপ, সক্রিয় উপাদান এবং পরিবাহী এজেন্টের মধ্যে যোগাযোগের প্রতিরোধের ব্যাটারির দুর্দান্ত চক্রের কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য হ্রাস করা হয়।
উপসংহার:
দুটি পৃথক মিশ্রণ প্রক্রিয়ার চূড়ান্ত কঠিন বিষয়বস্তু একই থাকলেও স্লারিটির রিওলজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি এখনও পৃথক। এক-পদক্ষেপের মিশ্রণ প্রক্রিয়াটির পণ্যটি জেল-জাতীয়, এবং পাউডার ইউনিটগুলি ভলিউম-ভরা নেটওয়ার্ক কাঠামোর অভ্যন্তরে সংযুক্ত থাকে, সুতরাং শক্ত-জাতীয় বৈশিষ্ট্য থাকবে এবং এর সাথে উচ্চ সান্দ্রতা থাকবে। মাল্টি-স্টেপ মিক্সিং প্রক্রিয়া দ্বারা প্রস্তুত পণ্যটি হ'ল স্বল্প সান্দ্রতাযুক্ত এবং কণা ইউনিট একে অপরের সাথে ছড়িয়ে পড়ে। এটি কারণ প্রাথমিক পর্যায়ে, মিশ্রণটি কম দ্রাবক উপাদান থাকে, কণাগুলি ঘনিষ্ঠভাবে যোগাযোগ করে এবং সংঘর্ষের সম্ভাবনাটি এক-পদক্ষেপের স্লারি পদ্ধতির চেয়ে অনেক বেশি। অতএব, নিম্ন তরল সামগ্রী কণাগুলি ভাঙ্গা এবং ছড়িয়ে দিতে সহায়তা করে। পরিবাহী এজেন্টের সক্রিয় উপাদানের অভিন্ন বিভাজনটি দেখায় যে ব্যাটারিতে নিম্ন মেরুকরণ এবং আরও ভাল চক্রের কার্যকারিতা এবং হারের কার্যকারিতা রয়েছে।