বেটাৰীৰ ক্ষমতাৰ অৱক্ষয় ব্যৱস্থা কি?
পদাৰ্থৰ গঠনৰ পৰিৱৰ্তন
বৰ্তমান আটাইতকৈ বেছি ব্যৱহৃত কেথ'ড পদাৰ্থসমূহৰ ভিতৰত মূলতঃ লিমো২ৰ ষড়ভুজ স্তৰযুক্ত গঠন (য'ত M=CO, NI, MN), LIMN2O4 ৰ স্পিনেল গঠন, আৰু লাইফপ'৪ৰ অলিভাইন গঠন অন্তৰ্ভুক্ত কৰা হৈছে। গাঁথনি যিয়েই নহওক, যেতিয়া লিথিয়াম আয়ন কেথ'ডৰ পৰা অচিনাকি, পদাৰ্থত বৈদ্যুতিক অৱস্থা বজাই ৰাখিবলৈ, ধাতুৰ মৌলটো অনিবাৰ্যভাৱে উচ্চ ভ্যালেন্স অৱস্থালৈ অক্সিডাইজ কৰা হয়, যিটো এটা ফেজ ট্ৰেঞ্জিচন প্ৰক্ৰিয়াৰ সৈতে থাকে। লিথিয়াম আয়নবোৰে পদাৰ্থটোত অবিৰতভাৱে আন্তঃসংযোগ আৰু অবিচ্ছেদ্যভাৱে ক'বলৈ গ'লে, পৰ্যায়ৰ পৰিৱৰ্তন অব্যাহত থাকে আৰু দীৰ্ঘকালীনভাৱে ই স্ফটিকৰ স্থিৰতাৰ প্ৰতি ভাবুকিৰ সৃষ্টি কৰিব। এনোডৰ তুলনাত ফেজ শ্বিফ্টৰ ফলত হোৱা অসমান উলটিব পৰা ক্ষমতা আৰু কেথ’ড পদাৰ্থৰ ডাঙৰ গঠনৰ পৰিৱৰ্তনে বেটাৰীৰ জীৱনকালত যথেষ্ট প্ৰভাৱ পেলায়। গ্ৰেফাইটৰ এটা স্তৰযুক্ত গঠন থাকে। যেতিয়া ই কেইবাটাও তৰপ ডাঠ হয়, তেতিয়া বেটাৰী চাৰ্জিঙৰ সময়ত লিথিয়াম আয়ন আন্তঃস্তৰৰ ভিতৰলৈ আন্তঃধাৰণা কৰে আৰু বাহ্যিক বৰ্তনীৰ পৰা পৰিবহণ কৰা ইলেক্ট্ৰনৰ সৈতে মিলি লিথযুক্ত গ্ৰেফাইট গঠন কৰে, আৰু এই সময়ত আন্তঃস্তৰৰ ব্যৱধান বৃদ্ধি পায়; ডিচচাৰ্জৰ সময়ত লিথিয়াম আয়নে গ্ৰেফাইট ইন্টাৰলেয়াৰবোৰ এৰি বাহ্যিক বৰ্তনীলৈ ইলেক্ট্ৰন এৰি দিয়ে, এটা ডি ইন্টাৰকেলেচন আৰু অক্সিডেচন বিক্ৰিয়াৰ মাজেৰে যায় আৰু এই সময়ত আন্তঃস্তৰৰ ব্যৱধান কমি যায়।
সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ বিসৰ্জন
কেথ’ড পদাৰ্থৰ দ্ৰৱণে এই প্ৰক্ৰিয়াটোক বুজায় য’ত ইলেক্ট্ৰ’লাইটত জাৰণৰ বাবে সক্ৰিয় পদাৰ্থ ক্ৰমান্বয়ে কমি যায়। উচ্চ উষ্ণতাত কেথ’ডৰ সামগ্ৰী ভংগ কৰাটো বেটাৰীৰ ক্ষমতা ক্ষয়ৰ অন্যতম কাৰণ, বিশেষকৈ উচ্চ উষ্ণতাত বেটাৰীৰ চক্ৰৰ কাৰ্য্যক্ষমতা আৰু সংৰক্ষণৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ ওপৰত অধিক প্ৰভাৱ পেলোৱা। কিছুমান পৰিস্থিতিত পৰিৱৰ্তন ধাতুৰ দ্ৰৱণটো এটা সমস্যা যিটো সকলো LIMO2 কেথ’ড সামগ্ৰীতে থাকে। সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ দ্ৰৱণে বেটাৰীৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ অৱনতি ঘটাৰ মূল কাৰণসমূহ হ'ল: $\\textcircled{1}$ ধাতুৰ উপাদানসমূহৰ বিসৰ্জন প্ৰত্যক্ষভাৱে সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ হ্ৰাসৰ সূচনা হয়, যাৰ ফলত বেটাৰীৰ ক্ষমতা হেৰুৱাৰ সৃষ্টি হয়; $\\textcircled{2}$ কেথ'ড পদাৰ্থৰ দ্ৰৱণে পদাৰ্থৰ গঠনৰ অৱক্ষয় আৰু কণিকাৰ পৃষ্ঠত ৰাসায়নিকভাৱে নিষ্ক্ৰিয় পদাৰ্থৰ গঠনৰ সৃষ্টি কৰে, যিয়ে ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থত লিথিয়াম আয়নৰ পৰিবহণত বাধাৰ সৃষ্টি কৰে; $\\TextCircled{3}$ ইলেক্ট্ৰ'লাইটত থকা দ্ৰৱীভূত ধাতুৰ আয়নবোৰে ইলেক্ট্ৰ'লাইটত থকা এনোডলৈ প্ৰব্ৰজন কৰে আৰু কম বিভৱৰ অধীনত ধাতু বা নিমখৰ আকাৰত এনোডৰ পৃষ্ঠত জমা হয়, আৰু এই জমাবোৰে অনিবাৰ্যভাৱে এনোডৰ পৃষ্ঠত SEI ফিল্মৰ স্থিৰতা আৰু বেধৰ ওপৰত প্ৰভাৱ পেলায়, যাৰ ফলত ইলেক্ট্ৰ'ডৰ পৃষ্ঠত বৃদ্ধি পোৱা আৰু বেটাৰীৰ আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়। গতিকে ইলেক্ট্ৰ’লাইটৰ ওপৰত সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ দ্ৰৱণৰ প্ৰভাৱ কেৱল দ্ৰৱণৰ পৰাই নহয়, পৰিৱৰ্তন ধাতুৰ দ্ৰৱণে অনা অধিক বিৰূপ প্ৰভাৱৰ পৰাও পোৱা যায়।
লিথিয়াম আয়নৰ ব্যৱহাৰ
লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ ডিজাইনত বেটাৰীৰ ক্ষমতা সাধাৰণতে কেথ'ডতকৈ অলপ বেছি, আৰু পুনঃব্যৱহাৰযোগ্য লিথিয়াম আয়নবোৰো কেথ'ডে প্ৰদান কৰে। গতিকে কেথ’ড আৰু এনোডৰ মাজত লিথিয়াম আয়নৰ উলটিব পৰা আন্তঃকেলেচন আৰু ডিইণ্টাৰকেলেচনে বেটাৰীৰ ক্ষমতা নিৰ্ধাৰণ কৰে। প্ৰথম আধান আৰু নিৰ্গমন প্ৰক্ৰিয়াৰ সময়ত এনোড পৃষ্ঠত SEI ফিল্ম গঠন হয়। এই পেচিভেচন ফিল্মৰ মূল উপাদানসমূহ হ’ল বিভিন্ন অজৈৱিক পদাৰ্থ যেনে Li2CO3, LIF, LI2O, LIOH আৰু বিভিন্ন জৈৱিক উপাদান যেনে Roco2li, Roli, আৰু (ROCO2)2LI। এইদৰে কিছুমান লিথিয়াম আয়ন খৰচ হয়, আৰু এই ক্ষমতাৰ ক্ষতি অপ্ৰত্যাৱৰ্তনীয়। এনোডৰ কাৰ্য্যক্ষমতা SEI ফিল্মৰ আকৃতি আৰু স্থিৰতাৰ সৈতে অত্যন্ত জড়িত, আৰু এনোড পৃষ্ঠত এটা সুস্থিৰ SEI ফিল্ম গঠন কৰাৰ ক্ষমতাই বেটাৰীৰ কাৰ্য্যক্ষমতাৰ ওপৰত এটা নন-উত্তম প্ৰভাৱ পেলায়। SEI ফিল্মৰ গঠনে বেটাৰীত থকা সীমিত লিথিয়াম আয়নবোৰ খৰচ কৰে। যদি চক্ৰৰ সময়ত SEI ফিল্মটো অবিৰতভাৱে ক্ষতিগ্ৰস্ত হয়, তেন্তে এনোড/ইলেক্ট্ৰ’লাইট আন্তঃপৃষ্ঠত থকা অক্সিডেচন বিক্ৰিয়াটো অবিৰতভাৱে হ’ব যাতে নতুন SEI ফিল্ম গঠন হয়। এই প্ৰক্ৰিয়াই ব্যৱস্থাটোত কেথ'ডে প্ৰদান কৰা সীমিত লিথিয়াম আয়নসমূহ গ্ৰহণ কৰে, আৰু সক্ৰিয় লিথিয়াম আয়নৰ হ্ৰাসে ক্ষমতা ক্ষয়লৈ ঠেলি দিয়ে। ইলেক্ট্ৰ’লাইটত লিথিয়াম আয়নৰ হ্ৰাসে ইলেক্ট্ৰ’লাইটৰ পৰিবাহীতা হ্ৰাস পায় আৰু কেথ’ড পদাৰ্থত লিথিয়াম আয়নৰ ক্ষতিৰ ফলত বেটাৰীৰ দুটা ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত ভাৰসাম্যহীনতা দেখা যায়।
আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি
বেটাৰীৰ দীঘলীয়া-টাৰ্ম চাইক্লিঙৰ সময়ত আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি হোৱাটোও ক্ষমতা ক্ষয়ৰ এটা গুৰুত্বপূৰ্ণ কাৰণ। ইলেক্ট্ৰ’লাইটত ইলেক্ট্ৰ’ড/ইলেক্ট্ৰ’লাইট আন্তঃপৃষ্ঠত সংঘটিত হোৱা অক্সিডেচন বিক্ৰিয়াই ইলেক্ট্ৰ’ডৰ পৃষ্ঠৰ ফিল্ম প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায়, আৰু এনোড এছইই ফিল্মৰ অস্থিৰতা বৃদ্ধি কৰে, যিয়ে চক্ৰৰ সময়ত নতুন পৃষ্ঠৰ ফিল্ম গঠন কৰে আৰু চক্ৰৰ সময়ত সকলো মেৰুদণ্ড বৃদ্ধি কৰে। $\\TextCircled{2}$ কেথ'ডত থকা ধাতুৰ আয়নৰ দ্ৰৱণ বিদ্যুৎ বিশ্লেষকলৈ, আৰু দ্ৰৱীভূত আয়নীকৃত ধাতুৰ আয়নবোৰে ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ মাজেৰে এনোডলৈ প্ৰব্ৰজন কৰে আৰু ধাতু বা নিমখৰ আকাৰত এনোডৰ পৃষ্ঠত জমা হয়, যাৰ ফলত ইলেক্ট্ৰ'ড মেৰুকৰণ বৃদ্ধি পায়। ইয়াৰ উপৰিও গৱেষণাইও প্ৰমাণ কৰিছে যে বৰ্তমানৰ সংগ্ৰাহকৰ জাৰণৰ ফলতো আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পাব পাৰে, কিন্তু বৰ্তমানৰ সংগ্ৰাহকৰ পূৰ্ব-চিকিৎসাৰ ভিত্তিত এই প্ৰভাৱ তুলনামূলকভাৱে সৰু। আভ্যন্তৰীণ প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা বৃদ্ধিৰ ফলত শক্তিৰ ঘনত্ব আৰু ক্ষমতা হ্ৰাস পায়, বিশেষকৈ এনোডৰ বাবে, ইলেক্ট্ৰ’ড/ইলেক্ট্ৰ’লাইট আন্তঃপৃষ্ঠত সংঘটিত হোৱা বিক্ৰিয়াটোৱেই এনোড বয়স বৃদ্ধিৰ মূল কাৰণ।
