మిస్టరీని ఆవిష్కరించడం: లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో సూపర్ థియరిటికల్ కెపాసిటీ

లిథియం బ్యాటరీ సూపర్ థియరిటికల్ కెపాసిటీ దృగ్విషయం ఎందుకు ఉంది

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో (LIBs), అనేక పరివర్తన మెటల్ ఆక్సైడ్-ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్‌లు వాటి సైద్ధాంతిక విలువకు మించి అసాధారణంగా అధిక నిల్వ సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి. ఈ దృగ్విషయం విస్తృతంగా నివేదించబడినప్పటికీ, ఈ పదార్థాలలో అంతర్లీన భౌతిక రసాయన విధానాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి మరియు చర్చనీయాంశంగా ఉన్నాయి.

ఫలితాల ప్రొఫైల్

ఇటీవల, కెనడాలోని వాటర్‌లూ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ మియావో గ్యోక్సింగ్, ఆస్టిన్‌లోని టెక్సాస్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి ప్రొఫెసర్ యు గుయిహువా మరియు క్వింగ్‌డావో విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన లి హాంగ్‌సెన్ మరియు లి కియాంగ్ సంయుక్తంగా "అదనపు నిల్వ సామర్థ్యం" పేరుతో ప్రకృతి పదార్థాలపై పరిశోధనా పత్రాన్ని ప్రచురించారు. ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఆక్సైడ్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు సిటు మాగ్నెటోమెట్రీ ద్వారా వెల్లడయ్యాయి". ఈ పనిలో, లోహ నానోపార్టికల్స్‌పై బలమైన ఉపరితల కెపాసిటెన్స్ ఉనికిని ప్రదర్శించడానికి రచయితలు సిటు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్‌లో ఉపయోగించారు మరియు పెద్ద సంఖ్యలో స్పిన్-పోలరైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్‌లను ఇప్పటికే తగ్గించబడిన మెటల్ నానోపార్టికల్స్‌లో నిల్వ చేయవచ్చు, ఇది ప్రాదేశిక ఛార్జ్ మెకానిజంకు అనుగుణంగా ఉంటుంది. అదనంగా, బహిర్గతమైన ప్రాదేశిక ఛార్జ్ మెకానిజం ఇతర పరివర్తన మెటల్ సమ్మేళనాలకు విస్తరించబడుతుంది, ఇది అధునాతన శక్తి నిల్వ వ్యవస్థల స్థాపనకు కీలక మార్గదర్శిని అందిస్తుంది.

రీసెర్చ్ ముఖ్యాంశాలు

(1) Li బ్యాటరీ లోపల ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం యొక్క ఇన్-సిటు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్ టెక్నిక్3O4/ ఎవల్యూషన్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఒక సాధారణ Fe అధ్యయనం చేయబడింది;

(2) Fe3O4In the / Li వ్యవస్థలో, ఉపరితల ఛార్జ్ సామర్థ్యం అదనపు సామర్థ్యం యొక్క ప్రధాన మూలం అని వెల్లడిస్తుంది;

(3) మెటల్ నానోపార్టికల్స్ యొక్క ఉపరితల కెపాసిటెన్స్ మెకానిజం విస్తృత శ్రేణి పరివర్తన మెటల్ సమ్మేళనాలకు విస్తరించబడుతుంది.

టెక్స్ట్ మరియు టెక్స్ట్ గైడ్

1. స్ట్రక్చరల్ క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలు

మోనోడిస్పెర్స్ హాలో Fe సాంప్రదాయిక హైడ్రోథర్మల్ పద్ధతులు3O4నానోస్పియర్‌ల ద్వారా సంశ్లేషణ చేయబడింది, ఆపై 100 mAg−1ఛార్జ్ మరియు ప్రస్తుత సాంద్రత వద్ద విడుదల చేయబడింది (Figure 1a), మొదటి ఉత్సర్గ సామర్థ్యం 1718 mAh g−1, 1370 mAhg వరుసగా రెండవసారి మరియు మూడవసారి. 1మరియు 1,364 mAhg−1, 926 mAhg−1 అంచనాల సిద్ధాంతం. పూర్తిగా డిశ్చార్జ్ చేయబడిన ఉత్పత్తి యొక్క BF-STEM చిత్రాలు (మూర్తి 1b-c) లిథియం తగ్గింపు తర్వాత, Fe3O4ది నానోస్పియర్‌లు 1 - 3 nm కొలిచే చిన్న Fe నానోపార్టికల్స్‌గా మార్చబడి, Li2O సెంటర్‌లో చెదరగొట్టబడిందని సూచిస్తున్నాయి.

ఎలెక్ట్రోకెమికల్ చక్రంలో అయస్కాంతత్వంలో మార్పును ప్రదర్శించడానికి, 0.01 V వరకు పూర్తి ఉత్సర్గ తర్వాత అయస్కాంతీకరణ వక్రత పొందబడింది (మూర్తి 1 డి), నానోపార్టికల్స్ ఏర్పడటం వల్ల సూపర్ పారా అయస్కాంత ప్రవర్తనను చూపుతుంది.

మూర్తి 1 (a) 100 mAg−1Fe వద్ద సైక్లింగ్ ప్రస్తుత సాంద్రత3O4/ స్థిరమైన కరెంట్ ఛార్జ్ మరియు Li బ్యాటరీ యొక్క ఉత్సర్గ వక్రత; (బి) పూర్తిగా లిథియం Fe3O4ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క BF-STEM చిత్రం; (సి) O మరియు Fe రెండింటి యొక్క మొత్తం 2హై-రిజల్యూషన్ BF-STEM చిత్రాలలో Li ఉనికి; (d) Fe3O4ఎలక్ట్రోడ్‌కు ముందు (నలుపు) మరియు తర్వాత (నీలం) యొక్క హిస్టెరిసిస్ వక్రతలు, మరియు లాంగెవిన్ చివరి (పర్పుల్) యొక్క వక్రరేఖను అమర్చారు.

2. నిర్మాణ మరియు అయస్కాంత పరిణామం యొక్క నిజ-సమయ గుర్తింపు

Fe3O4తో అనుసంధానించబడిన నిర్మాణాత్మక మరియు అయస్కాంత మార్పులతో ఎలక్ట్రోకెమిస్ట్రీని కలపడానికి, ఎలక్ట్రోడ్‌లు సిటు ఎక్స్-రే డిఫ్రాక్షన్ (XRD) మరియు సిటు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్‌కు లోబడి ఉంటాయి. ఓపెన్-సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ (OCV) నుండి 3V4O1.2కి ప్రారంభ ఉత్సర్గ సమయంలో XRD డిఫ్రాక్షన్ నమూనాల శ్రేణిలో Fe డిఫ్రాక్షన్ శిఖరాలు తీవ్రత లేదా స్థానం (Figure 3a)లో గణనీయంగా మారలేదు, Fe4O2Li ఇంటర్కలేషన్ ప్రక్రియను మాత్రమే అనుభవించిందని సూచిస్తుంది. 3Vకి ఛార్జ్ చేసినప్పుడు, Fe4O3The యాంటీ-స్పైనల్ స్ట్రక్చర్ చెక్కుచెదరకుండా ఉంటుంది, ఈ వోల్టేజ్ విండోలో ప్రక్రియ చాలా రివర్సిబుల్ అని సూచిస్తుంది. రియల్ టైమ్‌లో అయస్కాంతీకరణ ఎలా అభివృద్ధి చెందుతుందో పరిశోధించడానికి స్థిరమైన కరెంట్ ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ పరీక్షలతో కలిపి మరింత ఇన్-సిటు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్ నిర్వహించబడింది (మూర్తి 3 బి).

మూర్తి 2 ఇన్-సిటు XRD యొక్క క్యారెక్టరైజేషన్ మరియు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్.(A) ఇన్ సిటు XRD; (బి) Fe3O4ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ఛార్జ్-డిశ్చార్జ్ కర్వ్ కింద 3 T దరఖాస్తు అయస్కాంత క్షేత్రం మరియు సిటు అయస్కాంత ప్రతిస్పందనలో రివర్సిబుల్.

అయస్కాంతీకరణ మార్పుల పరంగా ఈ మార్పిడి ప్రక్రియ గురించి మరింత ప్రాథమిక అవగాహన పొందడానికి, అయస్కాంత ప్రతిస్పందన నిజ సమయంలో సేకరించబడుతుంది మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్‌గా నడిచే ప్రతిచర్యలతో కూడిన సంబంధిత దశ పరివర్తన (మూర్తి 3). మొదటి ఉత్సర్గ సమయంలో, Fe3O4The ఎలక్ట్రోడ్ల యొక్క అయస్కాంతీకరణ ప్రతిస్పందన ఇతర చక్రాల నుండి భిన్నంగా ఉంటుంది, మొదటి లిథలైజేషన్ సమయంలో Fe కారణంగా కోలుకోలేని దశ పరివర్తన ఏర్పడుతుంది. సంభావ్యత 3Vకి పడిపోయినప్పుడు, Fe4O0.78The యాంటిస్పైనల్ దశ O యొక్క Li3The క్లాస్ FeO హాలైట్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉండేలా మార్చబడింది, Fe4O2The దశ ఛార్జింగ్ తర్వాత పునరుద్ధరించబడదు. తదనుగుణంగా, అయస్కాంతీకరణ వేగంగా 3 μb Fe−4కి పడిపోతుంది. లిథియలైజేషన్ కొనసాగుతుండగా, కొత్త దశ ఏర్పడలేదు మరియు (0.482) మరియు (1) క్లాస్ FeO డిఫ్రాక్షన్ శిఖరాల తీవ్రత బలహీనపడటం ప్రారంభమైంది. సమానం Fe200O220ఎలక్ట్రోడ్ పూర్తిగా లియలైజ్ చేయబడినప్పుడు ముఖ్యమైన XRD పీక్ ఏదీ నిలుపుకోవడం లేదు (మూర్తి 3a). Fe4O3 ఎలక్ట్రోడ్ 3V నుండి 4V వరకు డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు, అయస్కాంతీకరణ (0.78 μb Fe−0.45 నుండి 0.482 μbFe−1కి పెరిగింది), ఇది FeO నుండి Feకి మారే ప్రతిచర్యకు కారణమని గమనించండి. అప్పుడు, ఉత్సర్గ ముగింపులో, అయస్కాంతీకరణ నెమ్మదిగా 1.266 μB Fe−1కి తగ్గించబడింది. పూర్తిగా తగ్గించబడిన మెటల్ Fe1.132Nanoparticles ఇప్పటికీ లిథియం నిల్వ ప్రతిచర్యలో పాల్గొనవచ్చని ఈ అన్వేషణ సూచిస్తుంది, తద్వారా ఎలక్ట్రోడ్‌ల అయస్కాంతీకరణను తగ్గిస్తుంది.

మూర్తి 3 దశ పరివర్తన మరియు అయస్కాంత ప్రతిస్పందన యొక్క సిటు పరిశీలనలలో. (బి) Fe3O4ఇన్ సిటు మాగ్నెటిక్ ఫోర్స్ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ సైకిల్స్ యొక్క / Li కణాల 3 T అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం వద్ద కొలత.

3. O సిస్టమ్ యొక్క Fe0/Li2 ఉపరితల కెపాసిటెన్స్

Fe3O4ఎలక్ట్రోడ్‌ల యొక్క అయస్కాంత మార్పులు తక్కువ వోల్టేజీల వద్ద సంభవిస్తాయి, దీనిలో అదనపు ఎలక్ట్రోకెమికల్ సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది, ఇది సెల్ లోపల కనుగొనబడని ఛార్జ్ క్యారియర్‌ల ఉనికిని సూచిస్తుంది. సంభావ్య లిథియం నిల్వ యంత్రాంగాన్ని అన్వేషించడానికి, అయస్కాంత మార్పు యొక్క మూలాన్ని గుర్తించడానికి XPS, STEM మరియు 3V,4V మరియు 0.01V వద్ద మాగ్నెటైజేషన్ పీక్స్ యొక్క అయస్కాంత పనితీరు స్పెక్ట్రమ్0.45O1.4ఎలక్ట్రోడ్‌ల ద్వారా Fe అధ్యయనం చేయబడింది. అయస్కాంత క్షణం అయస్కాంత మార్పును ప్రభావితం చేసే కీలక కారకం అని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, ఎందుకంటే O సిస్టమ్ యొక్క కొలిచిన Fe0/Li2The Ms మాగ్నెటిక్ అనిసోట్రోపి మరియు ఇంటర్‌పార్టికల్ కప్లింగ్ ద్వారా ప్రభావితం కాదు.

తక్కువ వోల్టేజ్ వద్ద ఎలక్ట్రోడ్‌ల యొక్క Fe3O4The గతి లక్షణాలను మరింత అర్థం చేసుకోవడానికి, వివిధ స్కాన్ రేట్ల వద్ద సైక్లిక్ వోల్టామెట్రీ. మూర్తి 4aలో చూపినట్లుగా, దీర్ఘచతురస్రాకార చక్రీయ వోల్టామోగ్రామ్ వక్రత 0.01V మరియు 1V మధ్య వోల్టేజ్ పరిధిలో కనిపిస్తుంది (మూర్తి 4a). Fe4O3A కెపాసిటివ్ ప్రతిస్పందన ఎలక్ట్రోడ్‌పై సంభవించిందని మూర్తి 4b చూపిస్తుంది. స్థిరమైన కరెంట్ ఛార్జ్ మరియు ఉత్సర్గ ప్రక్రియ యొక్క అధిక రివర్సిబుల్ అయస్కాంత ప్రతిస్పందనతో (Figure 4c), ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క అయస్కాంతీకరణ ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో 1V నుండి 0.01V వరకు తగ్గింది మరియు ఛార్జింగ్ ప్రక్రియలో మళ్లీ పెరిగింది, ఇది Fe0Of కెపాసిటర్ లాంటిదని సూచిస్తుంది. ఉపరితల ప్రతిచర్య చాలా రివర్సిబుల్.

మూర్తి 4 ఎలెక్ట్రోకెమికల్ లక్షణాలు మరియు 0.011 V వద్ద సిటు మాగ్నెటిక్ క్యారెక్టరైజేషన్.(A) చక్రీయ వోల్టామెట్రిక్ కర్వ్.(B) b విలువ గరిష్ట కరెంట్ మరియు స్కాన్ రేటు మధ్య సహసంబంధాన్ని ఉపయోగించి నిర్ణయించబడుతుంది; (సి) 5 T అనువర్తిత అయస్కాంత క్షేత్రం క్రింద ఛార్జ్-ఉత్సర్గ వక్రరేఖకు సంబంధించి అయస్కాంతీకరణ యొక్క రివర్సిబుల్ మార్పు.

పైన పేర్కొన్న Fe3O4ఎలక్ట్రోడ్‌ల యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్, స్ట్రక్చరల్ మరియు అయస్కాంత లక్షణాలు Fe0 ద్వారా అదనపు బ్యాటరీ సామర్థ్యం నిర్ణయించబడుతుందని సూచిస్తున్నాయి. స్పిన్-పోలరైజ్డ్ కెపాసిటెన్స్ అనేది ఇంటర్‌ఫేస్‌లో స్పిన్-పోలరైజ్డ్ చార్జ్ అక్యుమ్యూలేషన్ ఫలితంగా ఉంటుంది మరియు ఛార్జ్ మరియు డిశ్చార్జ్ సమయంలో అయస్కాంత ప్రతిస్పందనను ప్రదర్శిస్తుంది. Fe3O4. బేస్ ఎలక్ట్రోడ్, మొదటి ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో, O సబ్‌స్ట్రేట్‌లోని Li2Fine Fe నానోపార్టికల్స్‌లో చెదరగొట్టబడింది. పెద్ద ఉపరితలం నుండి వాల్యూమ్ నిష్పత్తులు మరియు అధిక స్థానికీకరించిన d కక్ష్యల కారణంగా ఫెర్మి స్థాయిలో రాష్ట్రాల అధిక సాంద్రతను గ్రహించడం. మేయర్ యొక్క ప్రాదేశిక ఛార్జ్ నిల్వ యొక్క సైద్ధాంతిక నమూనా ప్రకారం, పెద్ద మొత్తంలో ఎలక్ట్రాన్‌లను మెటాలిక్ Fe నానోపార్టికల్స్ యొక్క స్పిన్-స్ప్లిటింగ్ బ్యాండ్‌లలో నిల్వ చేయవచ్చని రచయితలు ప్రతిపాదించారు, ఇది O నానోకంపొజిట్‌లలోని Fe / Li2Creating స్పిన్-పోలరైజ్డ్ ఉపరితల కెపాసిటర్‌లలో కనుగొనవచ్చు ( మూర్తి 5).

గ్రాఫ్ 5Fe/Li2A O-ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద స్పిన్-పోలరైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్‌ల ఉపరితల కెపాసిటెన్స్ యొక్క స్కీమాటిక్ ప్రాతినిధ్యం.(A) ఫెర్రో అయస్కాంత లోహ కణాల ఉపరితలం యొక్క స్పిన్ పోలరైజేషన్ స్థితి సాంద్రత యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం (డిశ్చార్జ్ ముందు మరియు తర్వాత), దీనికి విరుద్ధంగా ఇనుము యొక్క బల్క్ స్పిన్ ధ్రువణత; (బి) ఓవర్‌స్టోర్డ్ లిథియం యొక్క ఉపరితల కెపాసిటర్ మోడల్‌లో స్పేస్ ఛార్జ్ ప్రాంతం ఏర్పడటం.

సారాంశం మరియు Outlook

TM / Li అధునాతన ఇన్-సిటు మాగ్నెటిక్ మానిటరింగ్ ద్వారా పరిశోధించబడింది 2 ఈ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కోసం అదనపు నిల్వ సామర్థ్యం యొక్క మూలాన్ని బహిర్గతం చేయడానికి O నానోకంపొజిట్ యొక్క అంతర్గత ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం యొక్క పరిణామం. Fe3O4/ Li మోడల్ సెల్ సిస్టమ్‌లో, ఎలెక్ట్రోకెమికల్‌గా తగ్గించబడిన Fe నానోపార్టికల్స్ పెద్ద మొత్తంలో స్పిన్-పోలరైజ్డ్ ఎలక్ట్రాన్‌లను నిల్వ చేయగలవని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, ఫలితంగా అధిక సెల్ సామర్థ్యం మరియు గణనీయంగా మార్చబడిన ఇంటర్‌ఫేషియల్ మాగ్నెటిజం కారణంగా. ప్రయోగాలు మరింత ధృవీకరించబడ్డాయి CoO, NiO మరియు FeF2 మరియు Fe2 N ఎలక్ట్రోడ్ మెటీరియల్‌లో అటువంటి కెపాసిటెన్స్ ఉనికిని లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలలో మెటల్ నానోపార్టికల్స్ యొక్క స్పిన్-పోలరైజ్డ్ ఉపరితల కెపాసిటెన్స్ ఉనికిని సూచిస్తుంది మరియు ఇతర పరివర్తనలో ఈ ప్రాదేశిక ఛార్జ్ నిల్వ యంత్రాంగాన్ని వర్తింపజేయడానికి పునాది వేస్తుంది. మెటల్ సమ్మేళనం ఆధారిత ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు.

సాహిత్య లింక్

ట్రాన్సిషన్ మెటల్ ఆక్సైడ్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో అదనపు నిల్వ సామర్థ్యం సిటు మాగ్నెటోమెట్రీలో వెల్లడైంది (నేచర్ మెటీరియల్స్ , 2020, DOI: 10.1038/s41563-020-0756-y)

పనితీరుపై లిథియం ఎలక్ట్రోడ్ వేఫర్ డిజైన్ ఫార్ములా మరియు ఎలక్ట్రోడ్ పొర లోపాల ప్రభావం

1. పోల్ ఫిల్మ్ డిజైన్ ఫౌండేషన్ కథనం

లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ అనేది కణాలతో కూడిన పూత, లోహ ద్రవానికి సమానంగా వర్తించబడుతుంది. లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ పూత ప్రధానంగా మూడు భాగాలతో కూడిన మిశ్రమ పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది:

(1) క్రియాశీల పదార్ధ కణాలు;

(2) వాహక ఏజెంట్ మరియు ఏజెంట్ (కార్బన్ అంటుకునే దశ) యొక్క రాజ్యాంగ దశ;

(3) పోర్, ఎలక్ట్రోలైట్‌తో నింపండి.

ప్రతి దశ యొక్క వాల్యూమ్ సంబంధం ఇలా వ్యక్తీకరించబడింది:

సచ్ఛిద్రత + జీవన పదార్థం వాల్యూమ్ భిన్నం + కార్బన్ అంటుకునే దశ వాల్యూమ్ భిన్నం =1

లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ డిజైన్ రూపకల్పన చాలా ముఖ్యమైనది మరియు ఇప్పుడు లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ డిజైన్ యొక్క ప్రాథమిక జ్ఞానం క్లుప్తంగా పరిచయం చేయబడింది.

(1) ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం యొక్క సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థం యొక్క సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం, ​​అంటే, ఎలెక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలో పాల్గొన్న పదార్థంలోని అన్ని లిథియం అయాన్లచే అందించబడిన సామర్థ్యం, ​​దాని విలువ క్రింది సమీకరణం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది:

ఉదాహరణకు, LiFePO4The మోలార్ ద్రవ్యరాశి 157.756 g/mol, మరియు దాని సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం:

ఈ లెక్కించిన విలువ సైద్ధాంతిక గ్రామ్ సామర్థ్యం మాత్రమే. పదార్థం యొక్క రివర్సిబుల్ నిర్మాణాన్ని నిర్ధారించడానికి, అసలు లిథియం అయాన్ తొలగింపు గుణకం 1 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది మరియు పదార్థం యొక్క వాస్తవ గ్రామ్ సామర్థ్యం:

పదార్థం యొక్క వాస్తవ గ్రామ్ సామర్థ్యం = లిథియం అయాన్ అన్‌ప్లగ్గింగ్ కోఎఫీషియంట్ యొక్క సైద్ధాంతిక సామర్థ్యం

(2) బ్యాటరీ డిజైన్ సామర్థ్యం మరియు అత్యంత ఏకపక్ష సాంద్రత బ్యాటరీ డిజైన్ సామర్థ్యాన్ని కింది ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించవచ్చు: బ్యాటరీ డిజైన్ సామర్థ్యం = పూత ఉపరితల సాంద్రత క్రియాశీల పదార్థ నిష్పత్తి క్రియాశీల పదార్థం గ్రామ్ సామర్థ్యం పోల్ షీట్ పూత ప్రాంతం

వాటిలో, పూత యొక్క ఉపరితల సాంద్రత కీలకమైన డిజైన్ పరామితి. సంపీడన సాంద్రత మారనప్పుడు, పూత ఉపరితల సాంద్రత పెరుగుదల అంటే పోల్ షీట్ మందం పెరుగుతుంది, ఎలక్ట్రాన్ ప్రసార దూరం పెరుగుతుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్ నిరోధకత పెరుగుతుంది, కానీ పెరుగుదల డిగ్రీ పరిమితంగా ఉంటుంది. మందపాటి ఎలక్ట్రోడ్ షీట్‌లో, ఎలక్ట్రోలైట్‌లో లిథియం అయాన్ల మైగ్రేషన్ ఇంపెడెన్స్ పెరుగుదల నిష్పత్తి లక్షణాలను ప్రభావితం చేయడానికి ప్రధాన కారణం. సచ్ఛిద్రత మరియు రంధ్ర ట్విస్ట్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, పోల్ షీట్ యొక్క మందం కంటే రంధ్రంలో అయాన్ల వలస దూరం చాలా రెట్లు ఎక్కువ.

(3) నెగటివ్-పాజిటివ్ కెపాసిటీ రేషియో N/P నెగెటివ్ కెపాసిటీకి పాజిటివ్ కెపాసిటీకి ఉండే నిష్పత్తి ఇలా నిర్వచించబడింది:

N / P అనేది 1.0 కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి, సాధారణంగా 1.04~1.20, ఇది ప్రధానంగా భద్రతా రూపకల్పనలో, అంగీకార మూలం లేకుండా అవపాతం నుండి ప్రతికూల వైపు లిథియం అయాన్‌ను నిరోధించడానికి, పూత విచలనం వంటి ప్రక్రియ సామర్థ్యాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకునే రూపకల్పన. అయితే, N/P చాలా పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, బ్యాటరీ తిరిగి పొందలేని సామర్థ్యాన్ని కోల్పోతుంది, ఫలితంగా బ్యాటరీ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు బ్యాటరీ శక్తి సాంద్రత తగ్గుతుంది.

లిథియం టైటనేట్ యానోడ్ కోసం, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ అదనపు డిజైన్ స్వీకరించబడింది మరియు బ్యాటరీ సామర్థ్యం లిథియం టైటనేట్ యానోడ్ సామర్థ్యం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సానుకూల అదనపు డిజైన్ బ్యాటరీ యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత పనితీరును మెరుగుపరచడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది: అధిక ఉష్ణోగ్రత వాయువు ప్రధానంగా ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ నుండి వస్తుంది. సానుకూల అదనపు డిజైన్‌లో, ప్రతికూల సంభావ్యత తక్కువగా ఉంటుంది మరియు లిథియం టైటనేట్ ఉపరితలంపై SEI ఫిల్మ్‌ను రూపొందించడం సులభం.

(4) కాంపాక్షన్ సాంద్రత మరియు పూత యొక్క సచ్ఛిద్రత ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో, బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క పూత సంపీడన సాంద్రత క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది. పోల్ షీట్ చుట్టబడినప్పుడు, మెటల్ రేకు విస్తరించబడిందని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, రోలర్ తర్వాత పూత యొక్క ఉపరితల సాంద్రత క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది.

ముందే చెప్పినట్లుగా, పూతలో జీవన పదార్థ దశ, కార్బన్ అంటుకునే దశ మరియు రంధ్రము ఉంటాయి మరియు కింది సమీకరణం ద్వారా సారంధ్రతను లెక్కించవచ్చు.

వాటిలో, పూత యొక్క సగటు సాంద్రత: లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ అనేది పూత యొక్క ఒక రకమైన పొడి కణాలు, ఎందుకంటే పొడి కణ ఉపరితలం కఠినమైనది, క్రమరహిత ఆకారం, పేరుకుపోయినప్పుడు, కణాలు మరియు కణాల మధ్య కణాలు, మరియు కొన్ని కణాలలో పగుళ్లు మరియు రంధ్రాలు ఉంటాయి. కాబట్టి పౌడర్ వాల్యూమ్, పౌడర్ కణాలు మరియు కణాల మధ్య రంధ్రాలతో సహా పౌడర్ వాల్యూమ్, అందువలన, ఎలక్ట్రోడ్ పూత సాంద్రత మరియు సచ్ఛిద్రత ప్రాతినిధ్యం యొక్క సంబంధిత రకం. పొడి కణాల సాంద్రత యూనిట్ వాల్యూమ్‌కు పౌడర్ యొక్క ద్రవ్యరాశిని సూచిస్తుంది. పొడి పరిమాణం ప్రకారం, ఇది మూడు రకాలుగా విభజించబడింది: నిజమైన సాంద్రత, కణ సాంద్రత మరియు సంచిత సాంద్రత. వివిధ సాంద్రతలు క్రింది విధంగా నిర్వచించబడ్డాయి:

1. నిజమైన సాంద్రత అనేది కణాల అంతర్గత మరియు బయటి అంతరాలను మినహాయించి పౌడర్ ద్రవ్యరాశిని వాల్యూమ్ (వాస్తవ వాల్యూమ్) ద్వారా విభజించడం ద్వారా పొందిన సాంద్రతను సూచిస్తుంది. అంటే, అన్ని శూన్యాల వాల్యూమ్‌ను మినహాయించిన తర్వాత పొందిన పదార్థం యొక్క సాంద్రత.
2. కణ సాంద్రత అనేది ఓపెన్ హోల్ మరియు క్లోజ్డ్ హోల్‌తో సహా కణ పరిమాణంతో విభజించబడిన పొడి ద్రవ్యరాశిని విభజించడం ద్వారా పొందిన కణాల సాంద్రతను సూచిస్తుంది. అంటే, కణాల మధ్య అంతరం, కానీ కణాల లోపల ఉన్న సూక్ష్మ రంధ్రాలు కాదు, కణాల సాంద్రత.
3. సంచిత సాంద్రత, అంటే పూత సాంద్రత, పొడి ద్రవ్యరాశి ద్వారా ఏర్పడిన పూత పరిమాణంతో విభజించబడిన పౌడర్ ద్వారా పొందిన సాంద్రతను సూచిస్తుంది. ఉపయోగించిన వాల్యూమ్‌లో కణాల రంధ్రాలు మరియు కణాల మధ్య శూన్యాలు ఉంటాయి.

అదే పొడి కోసం, నిజమైన సాంద్రత> కణ సాంద్రత> ప్యాకింగ్ సాంద్రత. పౌడర్ యొక్క సచ్ఛిద్రత అనేది పౌడర్ పార్టికల్ కోటింగ్‌లోని రంధ్రాల నిష్పత్తి, అనగా, పొడి కణాలు మరియు కణాల రంధ్రాల మధ్య శూన్యత యొక్క వాల్యూమ్ యొక్క నిష్పత్తి పూత యొక్క మొత్తం పరిమాణానికి, ఇది సాధారణంగా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. శాతంగా. పొడి యొక్క సచ్ఛిద్రత అనేది కణ స్వరూపం, ఉపరితల స్థితి, కణ పరిమాణం మరియు కణ పరిమాణం పంపిణీకి సంబంధించిన సమగ్ర ఆస్తి. దీని సచ్ఛిద్రత నేరుగా ఎలక్ట్రోలైట్ మరియు లిథియం అయాన్ ట్రాన్స్మిషన్ యొక్క చొరబాట్లను ప్రభావితం చేస్తుంది. సాధారణంగా, పెద్ద సారంధ్రత, సులభంగా ఎలక్ట్రోలైట్ చొరబాటు, మరియు వేగంగా లిథియం అయాన్ ప్రసారం. అందువల్ల, లిథియం బ్యాటరీ రూపకల్పనలో, కొన్నిసార్లు సచ్ఛిద్రతను నిర్ణయించడానికి, సాధారణంగా ఉపయోగించే పాదరసం పీడన పద్ధతి, గ్యాస్ అధిశోషణం పద్ధతి మొదలైనవి. సాంద్రత గణనను ఉపయోగించడం ద్వారా కూడా పొందవచ్చు. గణనల కోసం వివిధ సాంద్రతలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు సచ్ఛిద్రత కూడా విభిన్న ప్రభావాలను కలిగి ఉంటుంది. జీవ పదార్ధం యొక్క సచ్ఛిద్రత యొక్క సాంద్రత, వాహక ఏజెంట్ మరియు బైండర్ నిజమైన సాంద్రతతో లెక్కించబడినప్పుడు, లెక్కించబడిన సారంధ్రత కణాల మధ్య అంతరాన్ని మరియు కణాల లోపల అంతరాన్ని కలిగి ఉంటుంది. జీవ పదార్ధం, వాహక ఏజెంట్ మరియు బైండర్ యొక్క సచ్ఛిద్రతను కణ సాంద్రతతో లెక్కించినప్పుడు, లెక్కించిన సారంధ్రత కణాల మధ్య అంతరాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ కణాల లోపల అంతరాన్ని కలిగి ఉండదు. అందువల్ల, లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ యొక్క రంధ్ర పరిమాణం కూడా బహుళ-స్కేల్‌గా ఉంటుంది, సాధారణంగా కణాల మధ్య అంతరం మైక్రాన్ స్కేల్ పరిమాణంలో ఉంటుంది, అయితే కణాల లోపల గ్యాప్ నానోమీటర్ నుండి సబ్-సబ్‌మైక్రాన్ స్కేల్‌లో ఉంటుంది. పోరస్ ఎలక్ట్రోడ్‌లలో, సమర్థవంతమైన డిఫ్యూసివిటీ మరియు వాహకత వంటి రవాణా లక్షణాల సంబంధాన్ని క్రింది సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు:

D0 అనేది పదార్థం యొక్క అంతర్గత వ్యాప్తి (ప్రవాహం) రేటును సూచిస్తుంది, ε అనేది సంబంధిత దశ యొక్క వాల్యూమ్ భిన్నం మరియు τ అనేది సంబంధిత దశ యొక్క సర్క్యూట్ వక్రత. మాక్రోస్కోపిక్ సజాతీయ నమూనాలో, పోరస్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల యొక్క ప్రభావవంతమైన సానుకూలతను అంచనా వేయడానికి గుణకం ɑ =1.5ని తీసుకొని బ్రగ్‌మాన్ సంబంధం సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఎలక్ట్రోలైట్ పోరస్ ఎలక్ట్రోడ్ల రంధ్రాలలో నిండి ఉంటుంది, దీనిలో లిథియం అయాన్లు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా నిర్వహించబడతాయి మరియు లిథియం అయాన్ల యొక్క ప్రసరణ లక్షణాలు సచ్ఛిద్రతకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటాయి. పెద్ద సచ్ఛిద్రత, ఎలక్ట్రోలైట్ దశ యొక్క వాల్యూమ్ భిన్నం మరియు లిథియం అయాన్ల ప్రభావవంతమైన వాహకత ఎక్కువగా ఉంటుంది. సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ షీట్‌లో, ఎలక్ట్రాన్లు కార్బన్ అంటుకునే దశ ద్వారా ప్రసారం చేయబడతాయి, కార్బన్ అంటుకునే దశ యొక్క వాల్యూమ్ భిన్నం మరియు కార్బన్ అంటుకునే దశ యొక్క ప్రక్కతోవ నేరుగా ఎలక్ట్రాన్ల ప్రభావవంతమైన వాహకతను నిర్ణయిస్తాయి.

కార్బన్ అంటుకునే దశ యొక్క సచ్ఛిద్రత మరియు వాల్యూమ్ భిన్నం విరుద్ధమైనవి, మరియు పెద్ద సచ్ఛిద్రత అనివార్యంగా కార్బన్ అంటుకునే దశ యొక్క వాల్యూమ్ భిన్నానికి దారితీస్తుంది, కాబట్టి, లిథియం అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల ప్రభావవంతమైన ప్రసరణ లక్షణాలు కూడా విరుద్ధమైనవి, మూర్తి 2 లో చూపిన విధంగా. సచ్ఛిద్రత తగ్గినప్పుడు, లిథియం అయాన్ ప్రభావవంతమైన వాహకత తగ్గుతుంది, అయితే ఎలక్ట్రాన్ ప్రభావవంతమైన వాహకత పెరుగుతుంది. ఎలక్ట్రోడ్ డిజైన్‌లో రెండింటినీ ఎలా బ్యాలెన్స్ చేయాలి అనేది కూడా కీలకం.

మూర్తి 2 సచ్ఛిద్రత మరియు లిథియం అయాన్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ వాహకత యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

2. పోల్ లోపాల రకం మరియు గుర్తింపు

 

ప్రస్తుతం, బ్యాటరీ పోల్ తయారీ ప్రక్రియలో, ఉత్పత్తుల తయారీ లోపాలను సమర్థవంతంగా గుర్తించడం, లోపభూయిష్ట ఉత్పత్తులను తొలగించడం మరియు ఉత్పత్తి శ్రేణికి సకాలంలో ఫీడ్‌బ్యాక్ చేయడం, ఉత్పత్తికి ఆటోమేటిక్ లేదా మాన్యువల్ సర్దుబాట్లు చేయడం కోసం మరిన్ని ఆన్‌లైన్ డిటెక్షన్ టెక్నాలజీలు అవలంబించబడ్డాయి. ప్రక్రియ, లోపభూయిష్ట రేటును తగ్గించడానికి.

పోల్ షీట్ తయారీలో సాధారణంగా ఉపయోగించే ఆన్‌లైన్ డిటెక్షన్ టెక్నాలజీలలో స్లర్రి క్యారెక్టరిస్టిక్ డిటెక్షన్, పోల్ షీట్ క్వాలిటీ డిటెక్షన్, డైమెన్షన్ డిటెక్షన్ మరియు మొదలైనవి ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు: (1) ఆన్‌లైన్ స్నిగ్ధత మీటర్ నేరుగా కోటింగ్ స్టోరేజ్ ట్యాంక్‌లో రియాలాజికల్‌ను గుర్తించడానికి ఇన్‌స్టాల్ చేయబడింది. నిజ సమయంలో స్లర్రి యొక్క లక్షణాలు, స్లర్రి యొక్క స్థిరత్వాన్ని పరీక్షించండి; (2) పూత ప్రక్రియలో ఎక్స్-రే లేదా β-రేను ఉపయోగించడం, దాని అధిక కొలత ఖచ్చితత్వం, కానీ పెద్ద రేడియేషన్, పరికరాల అధిక ధర మరియు నిర్వహణ ఇబ్బంది; (3) పోల్ షీట్ యొక్క మందాన్ని కొలవడానికి లేజర్ ఆన్‌లైన్ మందం కొలత సాంకేతికత వర్తించబడుతుంది, కొలత ఖచ్చితత్వం ± 1. 0 μmకి చేరుకుంటుంది, ఇది నిజ సమయంలో కొలిచిన మందం మరియు మందం యొక్క మార్పు ధోరణిని కూడా ప్రదర్శిస్తుంది, డేటా ట్రేసిబిలిటీని సులభతరం చేస్తుంది మరియు విశ్లేషణ; (4) CCD విజన్ టెక్నాలజీ, అంటే, లైన్ అర్రే CCD అనేది కొలిచిన వస్తువును స్కాన్ చేయడానికి, రియల్ టైమ్ ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ మరియు డిఫెక్ట్ కేటగిరీల విశ్లేషణ, పోల్ షీట్ ఉపరితల లోపాల యొక్క నాన్-డిస్ట్రక్టివ్ ఆన్‌లైన్ డిటెక్షన్‌ను గ్రహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

నాణ్యత నియంత్రణ కోసం ఒక సాధనంగా, లోపాలు మరియు బ్యాటరీ పనితీరు మధ్య పరస్పర సంబంధాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఆన్‌లైన్ టెస్టింగ్ టెక్నాలజీ కూడా చాలా అవసరం, తద్వారా సెమీ-ఫినిష్డ్ ఉత్పత్తులకు అర్హత కలిగిన / అర్హత లేని ప్రమాణాలను నిర్ణయించడం.

చివరి భాగంలో, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ థర్మల్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ మరియు ఈ విభిన్న లోపాలు మరియు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పనితీరు మధ్య సంబంధం యొక్క ఉపరితల లోపాన్ని గుర్తించే సాంకేతికత యొక్క కొత్త పద్ధతిని క్లుప్తంగా పరిచయం చేశారు. D. మొహంతి మొహంతి మరియు ఇతరులచే సమగ్ర అధ్యయనం.

(1) పోల్ షీట్ ఉపరితలంపై సాధారణ లోపాలు

మూర్తి 3 లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితలంపై సాధారణ లోపాలను చూపుతుంది, ఎడమవైపు ఆప్టికల్ ఇమేజ్ మరియు కుడి వైపున థర్మల్ ఇమేజర్ ద్వారా సంగ్రహించబడిన చిత్రం.

మూర్తి 3 పోల్ షీట్ యొక్క ఉపరితలంపై సాధారణ లోపాలు: (a, b) ఉబ్బిన కవరు / మొత్తం; (సి, డి) డ్రాప్ మెటీరియల్ / పిన్‌హోల్; (e, f) మెటల్ విదేశీ శరీరం; (g, h) అసమాన పూత

 

(A, b) పెరిగిన ఉబ్బెత్తు/మొత్తం, స్లర్రీని సమానంగా కదిలించినప్పుడు లేదా పూత వేగం అస్థిరంగా ఉంటే అటువంటి లోపాలు సంభవించవచ్చు. అంటుకునే మరియు కార్బన్ బ్లాక్ కండక్టివ్ ఏజెంట్ల గ్రిగేషన్ క్రియాశీల పదార్ధాల తక్కువ కంటెంట్ మరియు ధ్రువ మాత్రల యొక్క తక్కువ బరువుకు దారితీస్తుంది.

 

(c, d) డ్రాప్ / పిన్‌హోల్, ఈ లోపభూయిష్ట ప్రాంతాలు పూత పూయబడవు మరియు సాధారణంగా స్లర్రీలోని బుడగలు ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. అవి చురుకైన పదార్థాన్ని తగ్గిస్తాయి మరియు కలెక్టర్‌ను ఎలక్ట్రోలైట్‌కు బహిర్గతం చేస్తాయి, తద్వారా ఎలక్ట్రోకెమికల్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది.

 

(E, f) లోహపు విదేశీ వస్తువులు, పరికరాలు మరియు పర్యావరణంలో ప్రవేశపెట్టబడిన స్లర్రి లేదా మెటల్ విదేశీ వస్తువులు మరియు లోహ విదేశీ వస్తువులు లిథియం బ్యాటరీలకు గొప్ప హాని కలిగిస్తాయి. పెద్ద లోహ కణాలు నేరుగా డయాఫ్రాగమ్‌ను దెబ్బతీస్తాయి, ఫలితంగా సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య షార్ట్ సర్క్యూట్ ఏర్పడుతుంది, ఇది భౌతిక షార్ట్ సర్క్యూట్. అదనంగా, మెటల్ ఫారిన్ బాడీని పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లో కలిపినప్పుడు, ఛార్జింగ్ తర్వాత పాజిటివ్ పొటెన్షియల్ పెరుగుతుంది, మెటల్ పరిష్కరిస్తుంది, ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా వ్యాపిస్తుంది, ఆపై ప్రతికూల ఉపరితలంపై అవక్షేపించబడుతుంది మరియు చివరకు డయాఫ్రాగమ్‌ను పంక్చర్ చేసి, షార్ట్ సర్క్యూట్ ఏర్పడుతుంది, ఇది ఒక రసాయన రద్దు షార్ట్ సర్క్యూట్. బ్యాటరీ ఫ్యాక్టరీ సైట్‌లో అత్యంత సాధారణ లోహ విదేశీ వస్తువులు Fe, Cu, Zn, Al, Sn, SUS మొదలైనవి.

 

(g, h) స్లర్రీ మిక్సింగ్ వంటి అసమాన పూత సరిపోదు, కణం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు కణ సూక్ష్మత సులభంగా చారలుగా కనిపిస్తుంది, ఫలితంగా అసమాన పూత ఏర్పడుతుంది, ఇది బ్యాటరీ సామర్థ్యం యొక్క స్థిరత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు పూర్తిగా కనిపిస్తుంది పూత గీత లేదు, సామర్థ్యం మరియు భద్రతపై ప్రభావం చూపుతుంది.

(2) పోల్ చిప్ సర్ఫేస్ డిఫెక్ట్ డిటెక్షన్ టెక్నాలజీ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (IR) థర్మల్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల పనితీరును దెబ్బతీసే డ్రై ఎలక్ట్రోడ్‌లపై చిన్న లోపాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఆన్‌లైన్ డిటెక్షన్ సమయంలో, ఎలక్ట్రోడ్ లోపం లేదా కాలుష్యం గుర్తించబడితే, దానిని పోల్ షీట్‌లో గుర్తించండి, తదుపరి ప్రక్రియలో దాన్ని తొలగించండి మరియు ఉత్పత్తి లైన్‌కు ఫీడ్‌బ్యాక్ చేయండి మరియు లోపాలను తొలగించడానికి ప్రక్రియను సకాలంలో సర్దుబాటు చేయండి. పరారుణ కిరణం అనేది ఒక రకమైన విద్యుదయస్కాంత తరంగం, ఇది రేడియో తరంగాలు మరియు కనిపించే కాంతి వంటి స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని మానవ కన్ను యొక్క కనిపించే చిత్రంగా మార్చడానికి మరియు ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీని వివిధ రంగులలో ప్రదర్శించడానికి ఒక ప్రత్యేక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం ఉపయోగించబడుతుంది ఇన్ఫ్రారెడ్ థర్మల్ ఇమేజింగ్ టెక్నాలజీ. ఈ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాన్ని ఇన్‌ఫ్రారెడ్ థర్మల్ ఇమేజర్ అంటారు. సంపూర్ణ సున్నా (-273℃) పైన ఉన్న అన్ని వస్తువులు పరారుణ వికిరణాన్ని విడుదల చేస్తాయి.
మూర్తి 4లో చూపినట్లుగా, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ థర్మల్ ఉజ్జాయింపు (IR కెమెరా) ఇన్‌ఫ్రారెడ్ డిటెక్టర్ మరియు ఆప్టికల్ ఇమేజింగ్ ఆబ్జెక్టివ్‌ని ఉపయోగించి కొలవబడిన లక్ష్య వస్తువు యొక్క ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ ఎనర్జీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ నమూనాను ఆమోదించడానికి మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ డిటెక్టర్ యొక్క ఫోటోసెన్సిటివ్ ఎలిమెంట్‌పై ప్రతిబింబిస్తుంది. ఇన్ఫ్రారెడ్ థర్మల్ ఇమేజ్, ఇది వస్తువు యొక్క ఉపరితలంపై ఉష్ణ పంపిణీ క్షేత్రానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది. ఒక వస్తువు యొక్క ఉపరితలంపై లోపం ఉన్నప్పుడు, ఆ ప్రాంతంలో ఉష్ణోగ్రత మారుతుంది. అందువల్ల, ఈ సాంకేతికత వస్తువు యొక్క ఉపరితలంపై లోపాలను గుర్తించడానికి కూడా ఉపయోగించబడుతుంది, ముఖ్యంగా ఆప్టికల్ డిటెక్షన్ మార్గాల ద్వారా వేరు చేయలేని కొన్ని లోపాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క ఎండబెట్టే ఎలక్ట్రోడ్ ఆన్‌లైన్‌లో కనుగొనబడినప్పుడు, ఎలక్ట్రోడ్ ఎలక్ట్రోడ్ మొదట ఫ్లాష్ ద్వారా వికిరణం చేయబడుతుంది, ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత మారుతుంది, ఆపై ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత థర్మల్ ఇమేజర్‌తో గుర్తించబడుతుంది. ఉష్ణ పంపిణీ చిత్రం దృశ్యమానం చేయబడింది మరియు ఉపరితల లోపాలను గుర్తించడానికి మరియు వాటిని సమయానికి గుర్తించడానికి చిత్రం నిజ సమయంలో ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది మరియు విశ్లేషించబడుతుంది.D. మొహంతి ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ చిత్రాన్ని గుర్తించడానికి కోటర్ ఎండబెట్టడం ఓవెన్ యొక్క అవుట్‌లెట్ వద్ద అధ్యయనం థర్మల్ ఇమేజర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేసింది.

మూర్తి 5 (a) అనేది థర్మల్ ఇమేజర్ ద్వారా కనుగొనబడిన NMC పాజిటివ్ పోల్ షీట్ యొక్క పూత ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ మ్యాప్, ఇది కంటితో గుర్తించలేని చాలా చిన్న లోపాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మార్గం విభాగానికి సంబంధించిన ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ వక్రత అంతర్గత ఇన్సెట్‌లో, లోపం పాయింట్ వద్ద ఉష్ణోగ్రత స్పైక్‌తో చూపబడుతుంది. మూర్తి 5 (బి) లో, పోల్ షీట్ ఉపరితలం యొక్క లోపానికి అనుగుణంగా, సంబంధిత పెట్టెలో ఉష్ణోగ్రత స్థానికంగా పెరుగుతుంది. అత్తి. 6 అనేది ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ యొక్క ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ రేఖాచిత్రం, ఇది లోపాల ఉనికిని చూపుతుంది, ఇక్కడ ఉష్ణోగ్రత యొక్క గరిష్ట పెరుగుదల బబుల్ లేదా మొత్తానికి అనుగుణంగా ఉంటుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గుదల ప్రాంతం పిన్‌హోల్ లేదా డ్రాప్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది.

మూర్తి 5 సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ

మూర్తి 6 ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ

 

ఉష్ణోగ్రత పంపిణీ యొక్క థర్మల్ ఇమేజింగ్ గుర్తింపు అనేది పోల్ షీట్ ఉపరితల లోపాన్ని గుర్తించడానికి మంచి సాధనం అని చూడవచ్చు, ఇది పోల్ షీట్ తయారీ యొక్క నాణ్యత నియంత్రణ కోసం ఉపయోగించవచ్చు.3. బ్యాటరీ పనితీరుపై పోల్ షీట్ ఉపరితల లోపాల ప్రభావం

 

(1) బ్యాటరీ గుణకం సామర్థ్యం మరియు కూలంబ్ సామర్థ్యంపై ప్రభావం

మూర్తి 7 బ్యాటరీ గుణకం సామర్థ్యం మరియు కౌలెన్ సామర్థ్యంపై మొత్తం మరియు పిన్‌హోల్ యొక్క ప్రభావ వక్రతను చూపుతుంది. మొత్తం నిజానికి బ్యాటరీ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, కానీ కౌలెన్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. పిన్‌హోల్ బ్యాటరీ సామర్థ్యం మరియు కులున్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు కులున్ సామర్థ్యం అధిక రేటుతో బాగా తగ్గుతుంది.

ఫిగర్ 7 కాథోడ్ మొత్తం మరియు బ్యాటరీ సామర్థ్యంపై పిన్‌హోల్ ప్రభావం మరియు ఫిగర్ 8 యొక్క సామర్థ్యం అసమాన పూత, మరియు మెటల్ ఫారిన్ బాడీ Co మరియు Al బ్యాటరీ సామర్థ్యంపై మరియు సమర్థతా వక్రరేఖ యొక్క ప్రభావం, అసమాన పూత బ్యాటరీ యూనిట్ ద్రవ్యరాశి సామర్థ్యాన్ని 10% తగ్గిస్తుంది - 20%, కానీ మొత్తం బ్యాటరీ సామర్థ్యం 60% తగ్గింది, ఇది ధ్రువ ముక్కలోని జీవన ద్రవ్యరాశి గణనీయంగా తగ్గిందని చూపిస్తుంది. మెటల్ కో ఫారిన్ బాడీ తగ్గిన కెపాసిటీ మరియు కూలంబ్ ఎఫిషియన్సీ, 2C మరియు 5C అధిక మాగ్నిఫికేషన్‌లో కూడా, అస్సలు కెపాసిటీ లేదు, ఇది లిథియం మరియు లిథియం ఎంబెడెడ్ యొక్క ఎలెక్ట్రోకెమికల్ రియాక్షన్‌లో మెటల్ కో ఏర్పడటం వల్ల కావచ్చు లేదా అది లోహ కణాలు కావచ్చు. మైక్రో షార్ట్ సర్క్యూట్ కారణంగా డయాఫ్రాగమ్ రంధ్రాన్ని నిరోధించింది.

మూర్తి 8 బ్యాటరీ గుణకం సామర్థ్యం మరియు కౌలెన్ సామర్థ్యంపై సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ అసమాన పూత మరియు మెటల్ విదేశీ వస్తువులు Co మరియు Al ప్రభావాలు

కాథోడ్ షీట్ లోపాల సారాంశం: కాథోడ్ షీట్ కోటింగ్‌లోని ఎట్స్ బ్యాటరీ యొక్క కూలంబ్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. సానుకూల పూత యొక్క పిన్‌హోల్ కూలంబ్ సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది, దీని ఫలితంగా పేలవమైన గుణకం పనితీరు, ముఖ్యంగా అధిక కరెంట్ సాంద్రత వద్ద. భిన్నమైన పూత పేలవమైన మాగ్నిఫికేషన్ పనితీరును చూపించింది. లోహ కణ కాలుష్య కారకాలు మైక్రో-షార్ట్ సర్క్యూట్‌లకు కారణం కావచ్చు మరియు అందువల్ల బ్యాటరీ సామర్థ్యాన్ని బాగా తగ్గించవచ్చు.
గుణకం సామర్థ్యం మరియు బ్యాటరీ యొక్క కులున్ సామర్థ్యంపై ప్రతికూల లీకేజ్ రేకు స్ట్రిప్ యొక్క ప్రభావాన్ని మూర్తి 9 చూపుతుంది. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ వద్ద లీకేజీ సంభవించినప్పుడు, బ్యాటరీ సామర్థ్యం గణనీయంగా తగ్గుతుంది, అయితే గ్రామ్ సామర్థ్యం స్పష్టంగా లేదు మరియు కులున్ సామర్థ్యంపై ప్రభావం గణనీయంగా ఉండదు.

 

మూర్తి 9 బ్యాటరీ గుణకం సామర్థ్యంపై ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ లీకేజ్ రేకు స్ట్రిప్ ప్రభావం మరియు కులున్ సామర్థ్యం (2) బ్యాటరీ గుణకం సైకిల్ పనితీరుపై ప్రభావం బ్యాటరీ గుణకం చక్రంపై ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితల లోపం ప్రభావం యొక్క ఫలితం మూర్తి 10. ప్రభావ ఫలితాలు క్రింది విధంగా సంగ్రహించబడ్డాయి:
ఎగ్రిగేషన్: 2C వద్ద, 200 సైకిళ్ల సామర్థ్యం నిర్వహణ రేటు 70% మరియు లోపభూయిష్ట బ్యాటరీ 12%, అయితే 5C చక్రంలో, 200 సైకిళ్ల సామర్థ్యం నిర్వహణ రేటు 50% మరియు లోపభూయిష్ట బ్యాటరీ 14%.
నీడిల్‌హోల్: కెపాసిటీ అటెన్యుయేషన్ స్పష్టంగా ఉంది, కానీ ఏ అగ్రిగేట్ డిఫెక్ట్ అటెన్యుయేషన్ వేగంగా ఉండదు మరియు 200 సైకిల్స్ 2C మరియు 5C సామర్థ్య నిర్వహణ రేటు వరుసగా 47% మరియు 40%.
మెటల్ ఫారిన్ బాడీ: అనేక చక్రాల తర్వాత మెటల్ కో ఫారిన్ బాడీ సామర్థ్యం దాదాపు 0, మరియు మెటల్ ఫారిన్ బాడీ అల్ ఫాయిల్ యొక్క 5C సైకిల్ సామర్థ్యం గణనీయంగా తగ్గుతుంది.
లీక్ స్ట్రిప్: ఒకే లీకేజీ ప్రాంతం కోసం, బహుళ చిన్న చారల బ్యాటరీ సామర్థ్యం పెద్ద స్ట్రిప్ (47Cలో 200 సైకిళ్లకు 5%) (7Cలో 200 సైకిళ్లకు 5%) కంటే వేగంగా తగ్గుతుంది. పెద్ద సంఖ్యలో చారలు, బ్యాటరీ చక్రంపై ఎక్కువ ప్రభావం చూపుతాయని ఇది సూచిస్తుంది.

మూర్తి 10 సెల్ రేట్ సైకిల్‌పై ఎలక్ట్రోడ్ షీట్ ఉపరితల లోపాల ప్రభావం

 

రెఫ.: [1] ఇన్-లైన్ లేజర్ కాలిపర్ మరియు IR థర్మోగ్రఫీ పద్ధతుల ద్వారా స్లాట్-డై-కోటెడ్ లిథియం సెకండరీ బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోడ్‌ల నాన్-డిస్ట్రక్టివ్ మూల్యాంకనం [J].ANALYTICALMETHODS.2014, 6(3): 674-683.[2]ప్రభావం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పనితీరుపై ఎలక్ట్రోడ్ తయారీ లోపాలు: బ్యాటరీ వైఫల్య మూలాల గురించిన అవగాహన[J]. జర్నల్ ఆఫ్ పవర్ సోర్సెస్.2016, 312: 70-79.