নিম্ন-তাপমাত্রা লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি কর্মক্ষমতা উন্নতি পদ্ধতি

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিগুলির নিম্ন তাপমাত্রার নিম্নমানের পারফরম্যান্সের মূল কারণগুলি এখনও বিতর্কিত। প্রধান কারণগুলি হ'ল: নিম্ন তাপমাত্রায় বৈদ্যুতিনের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায় এবং পরিবাহিতা হ্রাস পায়; বৈদ্যুতিন / বৈদ্যুতিন ইন্টারফেস ঝিল্লি প্রতিরোধের এবং চার্জ স্থানান্তর প্রতিরোধের বৃদ্ধি; সক্রিয় উপাদান শরীরের লিথিয়াম আয়নগুলি মাঝারি মধ্যে অভিবাসন হার হ্রাস পায়। ফলস্বরূপ, কম তাপমাত্রায় বৈদ্যুতিন মেরুকরণ বৃদ্ধি পায় এবং চার্জ এবং স্রাবের ক্ষমতা হ্রাস পায়।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলির কম-তাপমাত্রা চার্জ করার সময়, বিশেষত নিম্ন-তাপমাত্রা উচ্চ-হারের চার্জিংয়ের সময়, লিথিয়াম ধাতব বৃষ্টিপাত এবং জমাটি নেতিবাচক বৈদ্যুতিনে ঘটে। জমা হওয়া ধাতব লিথিয়াম ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে অপরিবর্তনীয়ভাবে প্রতিক্রিয়া করা সহজ এবং প্রচুর পরিমাণে ইলেক্ট্রোলাইট গ্রাস করে। একই সময়ে, এসইআই ফিল্মের বেধ আরও বৃদ্ধি পেয়েছে, ফলে ব্যাটারির নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের ফিল্মের প্রতিবন্ধকতা আরও বৃদ্ধি পায় এবং ব্যাটারির মেরুকরণ আবার বেড়ে যায়, যা কম-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতাকে ব্যাপক ক্ষতি করে, চক্রের জীবন এবং ব্যাটারির সুরক্ষা কর্মক্ষমতা।

নিম্ন-তাপমাত্রা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কর্মক্ষমতা উন্নতি পদ্ধতি তিনটি দিক থেকে ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রা কার্যকারিতা উন্নত করার একটি পরিবর্তন পদ্ধতি: ধনাত্মক বৈদ্যুতিন, বৈদ্যুতিন এবং নেতিবাচক বৈদ্যুতিন।

1. ক্যাথোড উপাদান

কম তাপমাত্রায় ক্যাথোড উপকরণগুলির আয়ন ছড়িয়ে পড়া কর্মক্ষমতা উন্নত করার মূলধারার উপায়গুলি হ'ল:

1 চমৎকার পরিবাহিতা উপকরণ সহ সক্রিয় উপাদান শরীরের পৃষ্ঠের আবরণ পদ্ধতি ইতিবাচক বৈদ্যুতিন উপাদান ইন্টারফেসের পরিবাহিতা উন্নত করে, ইন্টারফেস প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করে, ইতিবাচক বৈদ্যুতিন উপাদান এবং ইলেক্ট্রোলাইটের পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া হ্রাস করে এবং উপাদান কাঠামো স্থিতিশীল করে।

2 পদার্থের দেহ এমএন, আল, সিআর, এমজি, এফ এবং অন্যান্য উপাদানগুলির সাথে প্রচুর পরিমাণে ডুপড হয় এবং শরীরের লি-{1} of এর প্রসারণের হার বাড়ানোর জন্য, পদার্থের স্তর ব্যবধান বাড়ানো হয়, প্রসারণ হ্রাস পায় লি + প্রতিরোধের, এবং ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা উন্নত।

3 পদার্থের কণার আকার হ্রাস করুন এবং লি + মাইগ্রেশন পাথটি ছোট করুন। এটি নির্দেশ করা উচিত যে এই পদ্ধতিটি উপাদানগুলির নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে বাড়িয়ে তুলবে এবং বৈদ্যুতিনের সাথে পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া বাড়িয়ে তুলবে।

2. ইলেক্ট্রোলাইট

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ হিসাবে, ইলেক্ট্রোলাইট কেবল তরল পর্যায়ে লি {{0} of এর মাইগ্রেশন হার নির্ধারণ করে না, তবে এসইআই ফিল্ম গঠনেও অংশ নেয়, যা এর অভিনয়তে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে which এসইআই ফিল্ম। নিম্ন তাপমাত্রায়, বৈদ্যুতিন সংযোগের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, পরিবাহিতা হ্রাস পায়, এসইআই ফিল্মের প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি পায় এবং ইতিবাচক এবং নেতিবাচক পদার্থের সাথে সামঞ্জস্যতা অবনতি ঘটে, যা ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব এবং চক্রের কার্যকারিতাকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।

ইলেক্ট্রোলাইটের মাধ্যমে কম তাপমাত্রার কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য বর্তমানে দুটি উপায় রয়েছে:

(1) দ্রাবকটির রচনাটি অনুকূলিত করে এবং নতুন বৈদ্যুতিন লবণের সাহায্যে ইলেক্ট্রোলাইটের নিম্ন-তাপমাত্রার পরিবাহিতা উন্নত করুন;

(২) এসইআই ফিল্মের বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করতে নতুন সংযোজকগুলি ব্যবহার করুন, এটি কম তাপমাত্রায় লি {{1} duc চালনের পক্ষে উপযুক্ত করে তোলে।

1 দ্রাবক রচনা অনুকূলিত করুন

বৈদ্যুতিন সংক্ষিপ্ত-তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা মূলত এটির নিম্ন-তাপমাত্রার ইউটিটিক পয়েন্ট দ্বারা নির্ধারিত হয়। যদি গলনাঙ্কটি খুব বেশি হয় তবে ইলেক্ট্রোলাইট কম তাপমাত্রায় ক্রিস্টলাইজ করা সহজ, যা বৈদ্যুতিন সঞ্চালনের মারাত্মক প্রভাব ফেলবে। ইথিলিন কার্বোনেট (ইসি) ইলেক্ট্রোলাইটের প্রধান দ্রাবক উপাদান, তবে এর গলনাঙ্কটি ৩° ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড হয় এবং ইলেক্ট্রোলাইটে এর দ্রবণীয়তা হ্রাস পায় বা কম তাপমাত্রায় বৃষ্টিপাত হয়, যা নিম্ন তাপমাত্রার কর্মক্ষমতাতে আরও বেশি প্রভাব ফেলে ব্যাটারি. দ্রাবক ইসির বিষয়বস্তু হ্রাস করার জন্য কম গলনাঙ্ক এবং কম সান্দ্রতা উপাদান যুক্ত করে, কম তাপমাত্রায় বৈদ্যুতিন সংযোগ এবং ইউটেক্টিক পয়েন্ট কার্যকরভাবে হ্রাস করা যেতে পারে, এবং বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা উন্নত করা যায়।

2 নতুন ইলেক্ট্রোলাইট লবণ

ইলেক্ট্রোলাইট লবণ ইলেক্ট্রোলাইটের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, এবং এটি দুর্দান্ত কম তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা অর্জনের একটি মূল উপাদানও। বর্তমানে, বাণিজ্যিক ইলেক্ট্রোলাইট লবণ লিথিয়াম হেক্সাফ্লুওরোফসফেট, এবং গঠিত এসইআই ফিল্মের একটি বৃহত প্রতিবন্ধকতা রয়েছে, যার ফলে নিম্ন-তাপমাত্রা খারাপ হয়। নতুন ধরণের লিথিয়াম লবণের বিকাশ আসন্ন। লিথিয়াম টেট্রাফ্লুওরোবোরেটের একটি ছোট অ্যানিয়ন ব্যাসার্ধ রয়েছে, এটি সহজেই যুক্ত হতে পারে এবং LiPF6 এর চেয়ে কম পরিবাহিতা রয়েছে তবে কম তাপমাত্রায় স্বল্প স্থানান্তর স্থানান্তর প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে এবং বৈদ্যুতিন লবণের হিসাবে তাপমাত্রা ভাল রয়েছে।

3 সংযোজন

এসইআই ফিল্মটির ব্যাটারির নিম্ন তাপমাত্রার পারফরম্যান্সে খুব গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে। এটি একটি আয়নিক কন্ডাক্টর এবং একটি বৈদ্যুতিন অন্তরক, এবং এটি লি {{0} for এর জন্য একটি চ্যানেল যা তরল স্তর থেকে বৈদ্যুতিন পৃষ্ঠে পৌঁছায়। কম তাপমাত্রায়, এসইআই ফিল্মের প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি পায় এবং এসইআই ফিল্মের লি {{1} dif এর প্রসারণ হার তীব্র হ্রাস পায়, যা ইলেক্ট্রোডের পৃষ্ঠের উপর চার্জ সঞ্চারকে আরও গভীর করে, ফলে লিথিয়াম হ্রাস পায় গ্রাফাইট সন্নিবেশ ক্ষমতা এবং মেরুকরণ বৃদ্ধি। এসইআই ফিল্মের রচনা ও চলচ্চিত্র গঠনের অবস্থার অনুকূলকরণ করে, কম তাপমাত্রায় এসইআই ফিল্মের আয়নিক পরিবাহিতা উন্নত করা ব্যাটারির স্বল্প-তাপমাত্রার পারফরম্যান্সের উন্নতির জন্য উপকারী। অতএব, চমত্কার নিম্ন-তাপমাত্রার পারফরম্যান্স সহ ফিল্ম-গঠনের সংযোজনগুলির বিকাশ একটি বর্তমান গবেষণা হটস্পট।

সংক্ষেপে, ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা এবং ফিল্ম-গঠনের প্রতিরোধের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতাতে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব ফেলে। নিম্ন-তাপমাত্রার বৈদ্যুতিন সংক্রমণের জন্য, এটি তিনটি দিক থেকে সম্পূর্ণরূপে অনুকূলিত করা উচিত: বৈদ্যুতিন দ্রাবক ব্যবস্থা, লিথিয়াম লবণ এবং যুক্ত itive ইলেক্ট্রোলাইট দ্রাবক জন্য, কম গলনাঙ্ক, কম সান্দ্রতা এবং উচ্চ ডাইলেট্রিক ধ্রুবক সহ একটি দ্রাবক সিস্টেম নির্বাচন করা উচিত। লিনিয়ার কার্বোঅক্সিলেট দ্রাবকগুলির চমত্কার নিম্ন তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা থাকে তবে তাদের চক্রের কার্যকারিতার উপর আরও বেশি প্রভাব পড়ে এবং ইসি এবং পিসির মতো উচ্চতর ডাইলেট্রিক ধ্রুবক মিশ্রণের সাথে চক্রীয় কার্বনিক অ্যাসিডের সাথে মিলিয়ে নেওয়া দরকার; লিথিয়াম লবণ এবং সংযোজনগুলির জন্য, প্রধান বিবেচ্য হ'ল ফিল্ম-গঠনের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করা এবং লিথিয়াম আয়নগুলির স্থানান্তরের হার বৃদ্ধি করা। তদতিরিক্ত, কম তাপমাত্রায় যথাযথভাবে লিথিয়াম লবণের ঘনত্ব বাড়ানো বৈদ্যুতিনের চালকতা এবং কম তাপমাত্রার কার্যকারিতা বাড়িয়ে তুলতে পারে।

3. আনোড উপাদান

কার্বন আনোড উপকরণগুলিতে লিথিয়াম আয়নগুলির ছড়িয়ে পড়া গতিশক্তি অবস্থার অবনতি মূল কারণ যা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করে। অতএব, চার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন অ্যানোডের বৈদ্যুতিন মেরুকরণ উল্লেখযোগ্যভাবে তীব্র হয়, যা সহজেই অ্যানোডের পৃষ্ঠের ধাতব লিথিয়ামের বৃষ্টিপাতের দিকে পরিচালিত করে।

উপযুক্ত আনোড উপাদান নির্বাচন করা ব্যাটারির স্বল্প-তাপমাত্রার কার্যকারিতা উন্নত করার জন্য একটি মূল কারণ। বর্তমানে, নিম্ন-তাপমাত্রার পারফরম্যান্সের অপ্টিমাইজেশনটি মূলত এনোডের পৃষ্ঠের চিকিত্সা পদ্ধতি, পৃষ্ঠের আবরণ, স্তর ফাঁক বাড়ানোর জন্য ডোপিং এবং কণার আকারের নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে পরিচালিত হয়।

1 সারফেস চিকিত্সা

সারফেস চিকিত্সার মধ্যে পৃষ্ঠের জারণ এবং ফ্লোরিনেশন অন্তর্ভুক্ত। সারফেস চিকিত্সা গ্রাফাইট পৃষ্ঠের সক্রিয় সাইটগুলি হ্রাস করতে পারে, অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা ক্ষয় হ্রাস করতে পারে এবং আরও মাইক্রো-ন্যানো কাঠামো ছিদ্র তৈরি করতে পারে যা লি + সংক্রমণে উপযোগী এবং প্রতিবন্ধকতা হ্রাস করে।

2 সারফেস লেপ

কার্বন লেপ এবং ধাতব আবরণের মতো পৃষ্ঠের আবরণগুলি কেবল নেতিবাচক বৈদ্যুতিন এবং বৈদ্যুতিনের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগ এড়াতে পারে না, বৈদ্যুতিন এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের সামঞ্জস্যতা উন্নত করতে পারে না, তবে গ্রাফাইটের পরিবাহিতা বৃদ্ধি করে, আরও লিথিয়াম সন্নিবেশকরণ সাইট সরবরাহ করে এবং তৈরি করে অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা হ্রাস। এছাড়াও, নরম কার্বন বা হার্ড কার্বন উপাদানের স্তর ব্যবধান গ্রাফাইটের চেয়ে বড়। নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে নরম কার্বন বা শক্ত কার্বন উপাদানের একটি স্তর আবরণ লিথিয়াম আয়নগুলির প্রসারণ সহজতর করে এবং এসইআই ফিল্মের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করে, যার ফলে ব্যাটারির নিম্ন তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা উন্নতি হয়। অল্প পরিমাণ এগ্রির পৃষ্ঠের আবরণ নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড পদার্থের পরিবাহিতা উন্নত করে, এটি কম তাপমাত্রায় দুর্দান্ত বৈদ্যুতিন রাসায়নিক কার্য সম্পাদন করে।

3 গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে ব্যবধান বাড়ান

গ্রাফাইট আনোডের একটি ছোট ইন্টারলেয়ার স্পেসিং থাকে এবং গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে কম তাপমাত্রায় লিথিয়াম আয়নগুলির বিস্তারের হার হ্রাস পায়, ফলে পোলারাইজেশন বৃদ্ধি পায়। গ্রাফাইট প্রস্তুতির প্রক্রিয়াতে বি, এন, এস, কে এবং অন্যান্য উপাদানগুলির ভূমিকা গ্রাফাইটের কাঠামোটি পরিবর্তন করতে পারে এবং গ্রাফাইটের ইন্টারলেয়ার ব্যবধান বৃদ্ধি করতে পারে / আন্তঃক্যালেট লিথিয়ামের প্রকাশের ক্ষমতা উন্নত করে। পি এর পারমাণবিক ব্যাসার্ধ (সন্ধ্যায় 0.106) সি এর চেয়ে বড় (0.077 pm)। পি ডোপিং গ্রাফাইটের ইন্টারলেয়ার স্পেসিং বাড়াতে পারে, লিথিয়াম আয়নগুলির প্রসারণ ক্ষমতা বাড়িয়ে তোলে এবং সম্ভবত এটি উন্নত করতে পারে। কার্বন পদার্থগুলিতে গ্রাফাইট স্ফটিকের সামগ্রী। কার্বন উপাদানের মধ্যে কে এর প্রবর্তন আন্তঃকালীন যৌগিক কেসি 8 গঠন করবে। পটাসিয়াম অপসারণ করা হলে, কার্বন পদার্থের ইন্টারলেয়ার স্পেসিং বৃদ্ধি পাবে, যা লিথিয়ামের দ্রুত সন্নিবেশের পক্ষে উপকারী, ফলে ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা উন্নত হয়।

4 নেতিবাচক বৈদ্যুতিন কণার আকার নিয়ন্ত্রণ করুন

নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড কণার আকার বৃহত্তর, লিথিয়াম আয়ন বিস্তারের পথটি দীর্ঘতর এবং প্রসার প্রতিরোধের বৃহত্তর, যা ঘনত্ব মেরুকরণ এবং দুর্বল নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা বাড়ায়। সুতরাং, যথাযথভাবে নেতিবাচক বৈদ্যুতিন উপাদানের কণার আকার হ্রাস করা কার্যকরভাবে গ্রাফাইট স্তরগুলির মধ্যে লিথিয়াম আয়নগুলির স্থানান্তর দূরত্বকে হ্রাস করতে পারে, প্রসারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস করতে পারে, বৈদ্যুতিন অনুপ্রবেশের ক্ষেত্রকে বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতা উন্নত করতে পারে। এছাড়াও, একটি ছোট কণা আকারের একক কণা দ্বারা দানিত গ্রাফাইট নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের উচ্চতর আইসোট্রপি রয়েছে, আরও লিথিয়াম সন্নিবেশকরণ সাইট সরবরাহ করতে পারে, মেরুকরণ হ্রাস করতে পারে এবং ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রা কর্মক্ষমতা লিথিয়াম ব্যাটারির প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করার একটি মূল কারণ। কীভাবে লিথিয়াম ব্যাটারিগুলির নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা উন্নত করা বর্তমান গবেষণার এখনও একটি উত্তপ্ত এবং কঠিন বিষয়। লিথিয়াম ব্যাটারির স্বল্প-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা উন্নত করতে ব্যাটারির মধ্যে ইতিবাচক বৈদ্যুতিন, নেতিবাচক বৈদ্যুতিন এবং বৈদ্যুতিনের মতো বিস্তৃত কারণগুলির প্রভাব বিবেচনা করা উচিত। ইলেক্ট্রোলাইট দ্রাবক, সংযোজন এবং লিথিয়াম লবণ রচনা অনুকূলিতকরণের মাধ্যমে, বৈদ্যুতিন পদার্থের পরিবাহিতা উন্নত হয়, এবং ফিল্ম গঠনের প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পায়; বৈদ্যুতিন উপাদান পদার্থ কাঠামো অনুকূলকরণ এবং ইন্টারফেস প্রতিরোধের এবং সক্রিয় উপাদান শরীরের লি {{4} of এর ছড়িয়ে প্রতিরোধের হ্রাস করার জন্য ডোপিং, লেপ এবং গ্রানুলেশন হিসাবে পরিবর্তনের চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যায়। ব্যাটারি সিস্টেমের সামগ্রিক অপ্টিমাইজেশনের মাধ্যমে, কম তাপমাত্রায় লিথিয়াম ব্যাটারির মেরুকরণ হ্রাস হয়, এবং ব্যাটারির কম তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা আরও উন্নত হয়।