എന്താണ് ബാറ്ററി സെൽ?

എന്താണ് ബാറ്ററി സെൽ?

സെൽ ഘടന

ഒരു ബാറ്ററി സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ഏറ്റവും ചെറിയ യൂണിറ്റാണ് "സെൽ" എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഒരൊറ്റ ബാറ്ററി. ഇത് പ്രധാനമായും കാഥോഡ് (കാഥോഡ് ഇലക്ട്രോഡ്), ആനോഡ് (ആനോഡ് ഇലക്ട്രോഡ്), ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് (ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്), സെപ്പറേറ്റർ (സെപ്പറേറ്റർ), കേസ് (കേസ്) എന്നിവ ചേർന്നതാണ് ചിത്രം 7-1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത്.

ലിഥിയം-അയൺ സെല്ലിൻ്റെ ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റിനെ ഒരു സംയോജിത വസ്തുവായി തരം തിരിക്കാം, പ്രധാനമായും നാല് ഭാഗങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു:

1) ലിഥിയം അയോണുകളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന അല്ലെങ്കിൽ വിഘടിപ്പിക്കുന്ന സജീവ പദാർത്ഥ കണങ്ങൾ; കാഥോഡ് കണങ്ങൾ ലിഥിയം ഉറവിടം നൽകുന്നു, അതേസമയം ആനോഡ് കണങ്ങൾ ലിഥിയം അയോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നു.

2)കണ്ടക്റ്റീവ് ഫേസ് (കാർബൺ ജെൽ ഘട്ടം) ചാലക ഏജൻ്റിൻ്റെയും കറൻ്റ് കളക്ടറുടെയും മിശ്രിതം, ബൈൻഡർ ഒരു ബോണ്ടിംഗ് ഫംഗ്ഷൻ നൽകുന്നു; നിലവിലെ കളക്ടർ, കണ്ടക്റ്റീവ് ഏജൻ്റ് എന്നിവയിലൂടെ കോട്ടിംഗ് ഇലക്ട്രോണുകളെ നടത്തുന്നു.

3) ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റ് നിറച്ച സുഷിരങ്ങൾ, ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റിനുള്ളിൽ ലിഥിയം-അയൺ ഗതാഗതത്തിനുള്ള ചാനലുകളായി വർത്തിക്കുന്നു.
 

4) നിലവിലെ കളക്ടർ.

ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയയിൽ, ഇലക്ട്രോഡ് കോട്ടിംഗിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന 4 പ്രക്രിയകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു:

1) ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗതം.

2) അയോൺ ഗതാഗതം.

3) ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്/ഇലക്ട്രോഡ് കണികാ ഇൻ്റർഫേസിലെ ചാർജ് എക്സ്ചേഞ്ച്, അതായത് ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ റിയാക്ഷൻ.

4) ഖര ഘട്ടത്തിനുള്ളിൽ ലിഥിയം അയോണുകളുടെ വ്യാപനം. ഇലക്ട്രോഡ് ഷീറ്റിൻ്റെ സൂക്ഷ്മഘടനയിൽ, കണങ്ങളുടെ വലിപ്പവും വിതരണവും ലിഥിയം അയോൺ ഡിഫ്യൂഷൻ പാതയെയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ഉപരിതല വിസ്തൃതിയെയും ബാധിക്കുന്നു; സുഷിരത്തിൻ്റെ വലിപ്പവും വിതരണവും ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൻ്റെ ഗതാഗത പ്രക്രിയയെ ബാധിക്കുന്നു; പൊറോസിറ്റി സജീവമായ വസ്തുക്കളുടെ അളവിനെയും ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ പ്രത്യേക ഉപരിതല പ്രദേശത്തെയും ബാധിക്കുന്നു. ഈ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറൽ സവിശേഷതകളെല്ലാം ആത്യന്തികമായി ബാറ്ററി പ്രകടനത്തെ സ്വാധീനിക്കുന്നു.

കാഥോഡ് ഘടന

സെൽ കാഥോഡ് പ്രധാനമായും LiCoO₂, കണ്ടക്റ്റീവ് ഏജൻ്റ്, ബൈൻഡർ (PVDF), കറൻ്റ് കളക്ടർ (PVDF) എന്നിങ്ങനെയുള്ള കാഥോഡ് പദാർത്ഥങ്ങൾ ചേർന്നതാണ്.അലുമിനിയം ഫോയിൽ), ചിത്രം 7-2 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക്, കാഥോഡ് കറൻ്റ് കളക്ടർ സാധാരണയായി അലുമിനിയം ഫോയിൽ ആണ്, ആനോഡ് കറൻ്റ് കളക്ടർചെമ്പ് ഫോയിൽ. ബാറ്ററിക്കുള്ളിലെ നിലവിലെ കളക്ടറുടെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കാൻ, രണ്ടിൻ്റെയും പരിശുദ്ധി 98%-ന് മുകളിലായിരിക്കണം. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ കാഥോഡിനായി അലുമിനിയം ഫോയിലും ആനോഡിനായി കോപ്പർ ഫോയിലും ഉപയോഗിക്കുന്നതിൻ്റെ കാരണങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്ന 3 പോയിൻ്റുകളാണ്:

1) ചെമ്പ്, അലുമിനിയം എന്നിവയ്ക്ക് നല്ല വൈദ്യുതചാലകത, മൃദുവായ ഘടന, കുറഞ്ഞ വില എന്നിവയുണ്ട്. രാസ ഊർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഉപകരണമാണ് ലിഥിയം-അയോൺ ബാറ്ററിയുടെ പ്രവർത്തന തത്വം. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, രാസ ഊർജ്ജത്തെ വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിലേക്ക് മാറ്റാൻ ഒരു മാധ്യമം ആവശ്യമാണ്, അതിന് ഒരു ചാലക പദാർത്ഥം ആവശ്യമാണ്. സാധാരണ വസ്തുക്കളിൽ, ലോഹങ്ങൾക്ക് മികച്ച വൈദ്യുതചാലകതയുണ്ട്, കൂടാതെ ലോഹങ്ങൾക്കിടയിൽ, ചെമ്പ്, അലുമിനിയം എന്നിവ കോപ്പർ ഫോയിൽ, അലുമിനിയം ഫോയിൽ എന്നിവയുടെ രൂപത്തിൽ മികച്ച ചാലകതയും താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ വിലയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ, പ്രധാനമായും രണ്ട് പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികളുണ്ട്: വൈൻഡിംഗും സ്റ്റാക്കിംഗും. സ്റ്റാക്കിങ്ങുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, വിൻഡിംഗിന് ബാറ്ററി തയ്യാറാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റുകൾക്ക് ഒരു നിശ്ചിത വഴക്കം ഉണ്ടായിരിക്കണം, ഇലക്‌ട്രോഡ് ഷീറ്റുകൾ വിൻഡിംഗ് സമയത്ത് പൊട്ടുകയോ പൊട്ടുകയോ ചെയ്യുന്നില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ. ലോഹ വസ്തുക്കളിൽ, ചെമ്പ്, അലുമിനിയം ഫോയിലുകൾ മൃദുവും താരതമ്യേന കടുപ്പമുള്ള ചെമ്പ്/അലൂമിനിയം ഫോയിലുകൾ ചെലവേറിയതും ചെമ്പ്, അലുമിനിയം ഫോയിലുകൾ താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞതും ചെമ്പ്, അലുമിനിയം വിഭവങ്ങൾ ലോകമെമ്പാടും സമൃദ്ധവുമാണ്.

2)ചെമ്പ്, അലുമിനിയം ഫോയിലുകൾ എന്നിവയും വായുവിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്. അലൂമിനിയം വായുവിലെ ഓക്സിജനുമായി എളുപ്പത്തിൽ രാസപ്രവർത്തനം നടത്തി ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു സാന്ദ്രമായ ഓക്സൈഡ് ഫിലിം ഉണ്ടാക്കുന്നു, അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ തുടർന്നുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം തടയുന്നു. കോപ്പർ/അലുമിനിയത്തിൻ്റെ ഈ ഓക്സൈഡ് ഫിലിം ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റിലെ അലൂമിനിയത്തിന് ഒരു നിശ്ചിത സംരക്ഷണ ഫലവും നൽകുന്നു. ചെമ്പ് തന്നെ വായുവിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, അടിസ്ഥാനപരമായി വരണ്ട വായുവിൽ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകില്ല.

3)ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ കാഥോഡ്, ആനോഡ് പൊട്ടൻഷ്യലുകൾ കാഥോഡിനായി അലുമിനിയം ഫോയിലും ആനോഡിന് കോപ്പർ ഫോയിലുമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നതെന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അവ തിരിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയില്ല. കാഥോഡ് പൊട്ടൻഷ്യൽ ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ കോപ്പർ ഫോയിൽ ഉയർന്ന സാധ്യതയിൽ എളുപ്പത്തിൽ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അതേസമയം അലൂമിനിയത്തിന് ഉയർന്ന ഓക്സിഡേഷൻ സാധ്യതയും അതിൻ്റെ ഉപരിതല പാളിയിൽ സാന്ദ്രമായ ഓക്സൈഡ് ഫിലിമും ഉണ്ട്, ഇത് ആന്തരിക അലൂമിനിയത്തിന് നല്ല സംരക്ഷണം നൽകുന്നു.

മെറ്റാലിക് അലൂമിനിയത്തിൻ്റെ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിൽ, ചെമ്പിനും അലൂമിനിയത്തിനും Li-യ്ക്ക് സമാനമായ വലുപ്പമുണ്ട്, മാത്രമല്ല LiAl പോലുള്ള ഇൻ്റർമെറ്റാലിക് സംയുക്തങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്താനും കഴിയും. Li, Al എന്നിവയ്ക്ക് LiAl എന്ന രാസ സൂത്രവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് അലോയ് ഉണ്ടാക്കാൻ മാത്രമല്ല, Li₉Al₄,Li₃Al₂,Li₅Al, Li₂Al അലോയ് പാളികൾ രൂപീകരിക്കാനും കഴിയും. ഈ അലോയ് പാളികൾ വലിയ അളവിൽ Li ഉപയോഗിക്കുകയും Al-ൻ്റെ ഘടനയെയും രൂപഘടനയെയും നശിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാൽ ലിഥിയം-അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ ആനോഡ് കറൻ്റ് കളക്ടറായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയില്ല; ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ Cu വളരെ കുറച്ച് മാത്രമേ പിരിച്ചുവിടപ്പെടുകയുള്ളൂ. 3.5V-ൽ കോപ്പർ ഫോയിലിനായി, ധ്രുവീകരണ കറൻ്റ് ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കാൻ തുടങ്ങുകയും രേഖീയമായി ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു, തീവ്രമായ ഓക്സിഡേഷൻ ഉപയോഗിച്ച്, Cu ബാറ്ററിയിൽ അലിഞ്ഞുചേരാൻ തുടങ്ങുന്നു; മുഴുവൻ ധ്രുവീകരണ സാധ്യതയുള്ള ശ്രേണിയിലുടനീളമുള്ള അലുമിനിയം ഫോയിലിന്, ധ്രുവീകരണ കറൻ്റ് ചെറുതും സ്ഥിരതയുള്ളതുമാണ്, വ്യക്തമായ നാശ പ്രതിഭാസങ്ങളൊന്നും നിരീക്ഷിക്കപ്പെടാതെ, ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുന്നു. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ കാഥോഡ് പൊട്ടൻഷ്യൽ ശ്രേണിയിലെ Al-ൻ്റെ ഡിസൊല്യൂഷൻ അളവ് വളരെ ചെറുതായതിനാൽ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സ്ഥിരത നിലനിർത്താൻ കഴിയും, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള കാഥോഡ് കറൻ്റ് കളക്ടർ എന്ന നിലയിൽ ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.

ചെമ്പ്/അലുമിനിയം പ്രതലങ്ങളിലെ ഓക്സൈഡ് പാളി അർദ്ധചാലകങ്ങളുടേതാണ്, ഇലക്ട്രോണുകൾ നടത്തുന്നു; ഓക്സൈഡ് പാളി വളരെ കട്ടിയുള്ളതാണെങ്കിൽ, പ്രതിരോധം വലുതാണ്; അലൂമിനിയം പ്രതലത്തിലെ അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പാളി ഒരു ഇൻസുലേറ്ററായതിനാൽ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാൻ കഴിയില്ല, പക്ഷേ അത് വളരെ നേർത്തതിനാൽ, ടണലിംഗ് ഇഫക്റ്റിലൂടെ ഇലക്ട്രോൺ ചാലകം കൈവരിക്കുന്നു; ഓക്സൈഡ് പാളി കട്ടിയുള്ളതാണെങ്കിൽ, ചെമ്പ്/അലുമിനിയം ഫോയിലിൻ്റെ ചാലകത മോശമാണ് അല്ലെങ്കിൽ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പോലുമുണ്ട്. സാധാരണയായി, കോപ്പർ/അലൂമിനിയം ഫോയിൽ ഒരു വശത്ത് എണ്ണയും മറുവശത്ത് കട്ടിയുള്ള ഓക്സൈഡ് പാളികളും നീക്കംചെയ്യുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ഓക്സൈഡ് പാളി വൃത്തിയാക്കേണ്ടതുണ്ട്. കാഥോഡ് സാധ്യതകൾ ഉയർന്നതാണ്, അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പാളി വളരെ സാന്ദ്രമാണ്, ഇത് നിലവിലെ കളക്ടറുടെ ഓക്സിഡേഷൻ തടയാൻ കഴിയും. ചെമ്പ്/നിക്കൽ മുതലായവയുടെ ഓക്സൈഡ് പാളികൾ താരതമ്യേന അയഞ്ഞതാണ്, നിലവിലെ കളക്ടറെ എളുപ്പത്തിൽ തടയുകയും മികച്ച ബാറ്ററി പ്രകടനം നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു. അതേ സമയം, ലിഥിയം-അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ ആനോഡ് പൊട്ടൻഷ്യൽ കുറവാണ്, കൂടാതെ കോപ്പർ/നിക്കൽ ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകും, ഓക്‌സിഡേഷൻ/കോപ്പർ/ഡി{6}}ലിത്തിയേഷൻ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ കോപ്പർ/നിക്കൽ പ്രതലത്തിൽ സംഭവിക്കുന്നു, അതേസമയം അലൂമിനിയം ഉയർന്ന സാധ്യതയിൽ LiAl അലോയിംഗിന് വിധേയമാകുന്നു.

നിലവിലെ കളക്ടർക്ക് ശുദ്ധമായ ഘടന ആവശ്യമാണ്. Al-ലെ മാലിന്യങ്ങൾ ഉപരിതല ഫിലിമിനെ സാന്ദ്രമാക്കുകയും പിറ്റിംഗ് കോറോഷൻ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും, അതിലും ഗുരുതരമായി, ഉപരിതല ഫിലിമിൻ്റെ നാശം LiAl അലോയ് രൂപപ്പെടുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

നിലവിലെ കളക്ടർക്ക് ശുദ്ധമായ ഘടന ആവശ്യമാണ്. Al-ലെ മാലിന്യങ്ങൾ ഉപരിതല ഫിലിമിൻ്റെ സാന്ദ്രത കുറയാൻ ഇടയാക്കും, ഇത് പിറ്റിംഗ് കോറോഷനിലേക്ക് നയിക്കും, അതിലും മോശമായി, ഉപരിതല ഫിലിമിൻ്റെ നാശം LiAl അലോയ് രൂപപ്പെടുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കായി, കാഥോഡ് അലുമിനിയം ഫോയിൽ 16μm-ൽ നിന്ന് 14μm ആയും പിന്നീട് 12μm ആയും കുറച്ചു, ഇപ്പോൾ 10μm അലുമിനിയം ഫോയിൽ വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദനത്തിലാണ്, ചിലത് 8μm പോലും ഉപയോഗിക്കുന്നു; ആനോഡ് കോപ്പർ ഫോയിലിനായി, അതിൻ്റെ അന്തർലീനമായ മെച്ചപ്പെട്ട വഴക്കം കാരണം, അതിൻ്റെ കനം മുമ്പത്തെ 12μm ൽ നിന്ന് 10μm ആയും പിന്നീട് 8μm ആയും കുറച്ചു, നിലവിൽ ബാറ്ററികളുടെ വലിയൊരു ഭാഗം-6μm ഉപയോഗിച്ച് വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, അതേസമയം ചില നിർമ്മാതാക്കൾ 5μm/4μm വികസിപ്പിക്കുന്നു. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്ന ചെമ്പ് ഫോയിലിന് ഉയർന്ന ശുദ്ധി ആവശ്യകതകൾ ഉള്ളതിനാൽ, മെറ്റീരിയലിൻ്റെ സാന്ദ്രത അടിസ്ഥാനപരമായി ഒരേ നിലയിലാണ്. വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കനം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് ഏരിയൽ ഡെൻസിറ്റി കുറയുന്നു, ബാറ്ററിയുടെ ഭാരം സ്വാഭാവികമായും ഭാരം കുറഞ്ഞതും ഭാരം കുറഞ്ഞതുമായി മാറുന്നു, ഇത് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നു.

നിലവിലെ കളക്ടർമാർക്ക്, ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളെ ബാധിക്കുന്ന അവയുടെ കനവും ഭാരവും കൂടാതെ, നിലവിലെ കളക്ടറുടെ ഉപരിതല ഗുണങ്ങളും ബാറ്ററി ഉൽപ്പാദനത്തിലും പ്രകടനത്തിലും കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച് ആനോഡ് കറൻ്റ് കളക്ടറെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെ അപാകതകൾ കാരണം, വിപണിയിലെ ചെമ്പ് ഫോയിലുകൾ പ്രധാനമായും ഒറ്റ-വശങ്ങളുള്ള പരുക്കൻ, ഇരട്ട-ഇരുവശങ്ങളുള്ള പരുക്കൻ, ഇരട്ട{4}}കൂപ്പൻ ഇനങ്ങളാണ്. ഈ അസമമായ രണ്ട്{6}}ഘടന ഇരുവശത്തുമുള്ള ആനോഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ അസമമായ കോൺടാക്റ്റ് പ്രതിരോധത്തിലേക്ക് നയിക്കും, അതുവഴി ഇരുവശത്തുമുള്ള ആനോഡ് കപ്പാസിറ്റിയുടെ ഏകീകൃത റിലീസ് തടയുന്നു; അതേ സമയം, ഇരുവശത്തുമുള്ള അസമമിതി ആനോഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ പൊരുത്തമില്ലാത്ത അഡീഷൻ ശക്തിക്കും കാരണമാകും, ഇത് ഇരുവശത്തുമുള്ള ആനോഡ് കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഗുരുതരമായ അസന്തുലിതമായ ചാർജ്-ഡിസ്‌ചാർജ് സൈക്കിൾ ലൈഫിലേക്ക് നയിക്കും, ഇത് ബാറ്ററിയുടെ ശേഷി ശോഷണത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു.

ഒരു സെല്ലിൻ്റെ കാഥോഡ് രൂപീകരണം സെല്ലിൻ്റെ പ്രധാന സാങ്കേതികതയാണ്. താഴെ ഒരു ഉദാഹരണം:

1)LiCoO₂ (10μm): 96.0%.

2)ചാലക ഏജൻ്റ് (കാർബൺ ഇസിപി): 2.0%.

3)ബൈൻഡർ (PVDF 761): 2.0%.

4)അഡീഷൻ പ്രൊമോട്ടർ (NMP): ഖര പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭാരം അനുപാതം ഏകദേശം 810:1496 ആണ്.

കാഥോഡ് രൂപീകരണ മുൻകരുതലുകൾ:

1) കാഥോഡ് സ്ലറി വിസ്കോസിറ്റി കൺട്രോൾ 6000cP (1cP=1mPa · s) (താപനില 25 ഡിഗ്രി ).

2) വിസ്കോസിറ്റി ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി എൻഎംപിയുടെ ഭാരം ഉചിതമായി ക്രമീകരിക്കണം.

3) വിസ്കോസിറ്റിയിൽ താപനിലയുടെയും ഈർപ്പത്തിൻ്റെയും സ്വാധീനത്തിൽ പ്രത്യേക ശ്രദ്ധ നൽകുക.

കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ്: കാഥോഡ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ, ലിഥിയം അയോൺ ഉറവിടം, ബാറ്ററിക്ക് ലിഥിയം ഉറവിടം നൽകുന്നു. ധ്രുവീയമല്ലാത്ത പദാർത്ഥം, ക്രമരഹിതമായ ആകൃതി, കണികാ വലിപ്പം D50 സാധാരണയായി 6-8μm, ഈർപ്പം 0.2%-ൽ കുറവോ തുല്യമോ, സാധാരണയായി ക്ഷാരം, pH 10-11.

കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ്: ധ്രുവീയമല്ലാത്ത പദാർത്ഥം, ക്രമരഹിതമായ ആകൃതി, കണികാ വലിപ്പം D50 സാധാരണയായി 5-7μm, ഈർപ്പം 0.2%-ൽ കുറവോ തുല്യമോ, സാധാരണയായി ദുർബലമായ ക്ഷാരം, ഏകദേശം 8 pH.

ചാലക ഏജൻ്റ്: ചങ്ങല-പോലുള്ള പദാർത്ഥം, ഈർപ്പം<1%, particle size generally 1~5um.Superconductive carbon black with excellent conductivity is usually used, such as KetjenblackCarbon ECP and ECP600JD. lts function is to improve the conductivity of the cathode material,compensate for the electronic conductivity of the cathode active material; increase the electrolyteabsorption of the cathode sheet, expand the reaction interface, and reduce polarization.

ബൈൻഡർ (PVDF): 300000 മുതൽ 3000000 വരെയുള്ള തന്മാത്രാ ഭാരം -പോളാർ അല്ലാത്ത പദാർത്ഥം, ശൃംഖല{1}}പോലെ; ജലം ആഗിരണം ചെയ്തതിനുശേഷം തന്മാത്രാ ഭാരം കുറയുന്നു, ഇത് മോശമായ ബീജസങ്കലനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഇത് ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ്, ചാലക ഏജൻ്റ്, അലുമിനിയം ഫോയിൽ അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം മെഷ് എന്നിവയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

നിലവിലെ കളക്ടർ (കാഥോഡ് ടാബ്): അലുമിനിയം ഫോയിൽ അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം സ്ട്രിപ്പ് ഉപയോഗിച്ച് നിർമ്മിച്ചത്.

ആനോഡ് ഘടന

സെൽ ആനോഡ് ഘടനയിൽ ചിത്രം 7-3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഗ്രാഫൈറ്റ് മെറ്റീരിയൽ, കണ്ടക്റ്റീവ് ഏജൻ്റ്, കട്ടിയാക്കൽ (സിഎംസി), ബൈൻഡർ (എസ്ബിആർ), കറൻ്റ് കളക്ടർ (കോപ്പർ ഫോയിൽ) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ഒരു സെല്ലിൻ്റെ ആനോഡ് ഫോർമുലേഷൻ സെല്ലിൻ്റെ പ്രധാന സാങ്കേതിക വിദ്യകളിൽ ഒന്നാണ്, സാധാരണയായി ഇനിപ്പറയുന്നവ:

1)ആനോഡ് മെറ്റീരിയൽ (ഗ്രാഫൈറ്റ്): 94.5%.

2)ചാലക ഏജൻ്റ് (കാർബൺ ഇസിപി): 1.0% (കെറ്റ്ജെൻബ്ലാക്ക്).

3)ബൈൻഡർ (സ്റ്റൈറീൻ-ബ്യൂട്ടാഡീൻ റബ്ബർ ലാറ്റക്സ്, എസ്ബിആർ): 2.25%.

4)കട്ടിയാക്കൽ (കാർബോക്സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ്, സിഎംസി): 2.25%.

5)ജലം: ഖര പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഭാരം അനുപാതം 1600:1417.5 ആണ്.

ആനോഡ് രൂപീകരണ മുൻകരുതലുകൾ:

1)ആനോഡ് സ്ലറി വിസ്കോസിറ്റി നിയന്ത്രണം 5000-6000cP (താപനില 25 ഡിഗ്രി ).

2) വിസ്കോസിറ്റി ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിനായി ജലത്തിൻ്റെ ഭാരം ഉചിതമായി ക്രമീകരിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

3) വിസ്കോസിറ്റിയിൽ താപനിലയുടെയും ഈർപ്പത്തിൻ്റെയും സ്വാധീനത്തിൽ പ്രത്യേക ശ്രദ്ധ നൽകുക.

ഗ്രാഫൈറ്റ്: ആനോഡ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ, ആനോഡ് പ്രതികരണം ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പ്രധാന പദാർത്ഥം, പ്രധാനമായും രണ്ട് പ്രധാന വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: പ്രകൃതിദത്ത ഗ്രാഫൈറ്റ്, കൃത്രിമ ഗ്രാഫൈറ്റ്. ധ്രുവേതര പദാർത്ഥങ്ങൾ, -ധ്രുവേതര പദാർത്ഥങ്ങളാൽ എളുപ്പത്തിൽ മലിനമായ, -ധ്രുവേതര പദാർത്ഥങ്ങളിൽ എളുപ്പത്തിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്നു; വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമല്ല, അല്ലെങ്കിൽ വെള്ളത്തിൽ ചിതറിക്കാൻ എളുപ്പമല്ല. മലിനമായ ഗ്രാഫൈറ്റ്, വെള്ളത്തിൽ ചിതറിക്കിടക്കുമ്പോൾ, വീണ്ടും-അഗ്ലോമറേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. പൊതുവായ കണികാ വലിപ്പം D50 ഏകദേശം 20μm ആണ്. കണികാ രൂപങ്ങൾ വൈവിധ്യമാർന്നതും മിക്കവാറും ക്രമരഹിതവുമാണ്, പ്രധാനമായും ഗോളാകൃതി, അടരുകളായി, നാരുകൾ മുതലായവ.

ചാലക ഏജൻ്റിൻ്റെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ:

1)ആനോഡ് ഷീറ്റിൻ്റെ ചാലകത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ആനോഡ് ആക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകതയ്ക്ക് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുകയും ചെയ്യുക.

2) പ്രതികരണത്തിൻ്റെ ആഴവും ഉപയോഗ നിരക്കും വർദ്ധിപ്പിക്കുക.

3) ഡെൻഡ്രൈറ്റുകളുടെ ഉത്പാദനം തടയുക.

4)പ്രതികരണ ഇൻ്റർഫേസ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും ധ്രുവീകരണം കുറയ്ക്കുന്നതിനും ചാലക വസ്തുക്കളുടെ ദ്രാവക-ആഗിരണം ശേഷി ഉപയോഗിക്കുക (ഗ്രാഫൈറ്റ് കണികാ വലിപ്പം വിതരണം അനുസരിച്ച് ചേർക്കാം അല്ലെങ്കിൽ ചേർക്കാം).

അഡിറ്റീവുകൾ: മാറ്റാനാവാത്ത പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ കുറയ്ക്കുക, ബോണ്ടിംഗ് ശക്തിയും സ്ലറി വിസ്കോസിറ്റിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുക, സ്ലറി അവശിഷ്ടം തടയുക.

കട്ടിയാക്കൽ/ആൻ്റി{0}}സെറ്റലിംഗ് ഏജൻ്റ് (CMC): ഉയർന്ന തന്മാത്രാ സംയുക്തം, വെള്ളത്തിലും ധ്രുവീയ ലായകങ്ങളിലും എളുപ്പത്തിൽ ലയിക്കുന്നു.

ഐസോപ്രോപനോൾ: ദുർബലമായ ധ്രുവ പദാർത്ഥം; കൂടാതെ, ഇതിന് ബൈൻഡർ ലായനിയുടെ ധ്രുവത കുറയ്ക്കാനും ഗ്രാഫൈറ്റും ബൈൻഡർ സൊല്യൂഷനും തമ്മിലുള്ള അനുയോജ്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും; ശക്തമായ defoaming പ്രഭാവം ഉണ്ട്; ബൈൻഡർ നെറ്റ്‌വർക്കിൻ്റെ ക്രോസ്{0}}ലിങ്കിംഗിനെ എളുപ്പത്തിൽ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയും ബോണ്ടിംഗ് ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

എത്തനോൾ: ദുർബലമായ ധ്രുവ പദാർത്ഥം; കൂടാതെ, ഇതിന് ബൈൻഡർ ലായനിയുടെ ധ്രുവത കുറയ്ക്കാനും ഗ്രാഫൈറ്റും ബൈൻഡർ സൊല്യൂഷനും തമ്മിലുള്ള അനുയോജ്യത മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും; ശക്തമായ defoaming പ്രഭാവം ഉണ്ട്; ബൈൻഡറിൻ്റെ ലീനിയർ ക്രോസ് ലിങ്കിംഗിനെ എളുപ്പത്തിൽ കാറ്റലൈസ് ചെയ്യുന്നു, ബോണ്ടിംഗ് ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു (ഐസോപ്രോപനോളിൻ്റെയും എത്തനോളിൻ്റെയും പ്രവർത്തനങ്ങൾ അടിസ്ഥാനപരമായി ഒന്നുതന്നെയാണ്; വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുമ്പോൾ, ഏതാണ് ചേർക്കേണ്ടതെന്ന് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന് ചെലവ് ഘടകങ്ങൾ പരിഗണിക്കാം).

വെള്ളം-അധിഷ്‌ഠിതമായ ബൈൻഡർ (SBR): ഗ്രാഫൈറ്റ്, ചാലക ഏജൻ്റ്, അഡിറ്റീവുകൾ, കോപ്പർ ഫോയിൽ അല്ലെങ്കിൽ കോപ്പർ മെഷ് എന്നിവ ഒരുമിച്ച്; ലീനിയർ ചെയിൻ എമൽഷൻ തന്മാത്ര, വെള്ളത്തിലും ധ്രുവീയ ലായകങ്ങളിലും വളരെ ലയിക്കുന്നതാണ്.

ഡീയോണൈസ്ഡ് വാട്ടർ (അല്ലെങ്കിൽ വാറ്റിയെടുത്ത വെള്ളം): നേർപ്പിച്ച്, ഉചിതമായ അളവിൽ ചേർത്താൽ, സ്ലറിയുടെ ദ്രവ്യത മാറ്റാൻ കഴിയും.

ആനോഡ് ടാബ്: കോപ്പർ ഫോയിൽ അല്ലെങ്കിൽ കോപ്പർ സ്ട്രിപ്പ് കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചത്.