အရှိန်အဟုန်ပြင်းပြင်းဖြင့် လျှပ်စစ်ကားဈေးကွက်၊လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများလျှပ်စစ်ကားများ၏ အဓိက အစိတ်အပိုင်းများထဲမှ တစ်ခုအနေဖြင့် အတိုင်းအတာတစ်ခုအထိ အလေးပေးထားသည်။လူတွေဟာ တာရှည်ခံ၊ စွမ်းအားမြင့်၊ လုံခြုံစိတ်ချရတဲ့ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီကို တီထွင်ဖို့ ကတိကဝတ်ပြုကြပါတယ်။ယုတ်လျော့ခြင်း တို့တွင်၊lithium-ion ဘက်ထရီစွမ်းရည်သည် လူတိုင်း၏အာရုံစူးစိုက်မှုရရှိရန် အလွန်ထိုက်တန်သည်၊ လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ ကျဆင်းရခြင်းအကြောင်းရင်း သို့မဟုတ် ယန္တရားအား အပြည့်အဝနားလည်မှသာ ပြဿနာကိုဖြေရှင်းရန် မှန်ကန်သောဆေးနည်းကို ညွှန်းနိုင်စေရန်အတွက် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် အဘယ်ကြောင့်နည်း။ လျှော့ချခြင်း
လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းရခြင်းအကြောင်းရင်း
1.Positive လျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်း
LiCoO2 သည် အသုံးများသော cathode ပစ္စည်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည် (3C အမျိုးအစားကို တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြပြီး ပါဝါဘက်ထရီများသည် အခြေခံအားဖြင့် ternary နှင့် lithium iron phosphate များကိုသယ်ဆောင်သည်)။လည်ပတ်မှုအရေအတွက်များလာသည်နှင့်အမျှ တက်ကြွသောလီသီယမ်အိုင်းယွန်းများ ဆုံးရှုံးခြင်းသည် စွမ်းဆောင်ရည်ယိုယွင်းမှုကို ပိုမိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။သံသရာ 200 ပြီးနောက်၊ LiCoO2 သည် အဆင့်အကူးအပြောင်းကို မလုပ်ဆောင်ဘဲ၊ သို့တည်းမဟုတ် lamellar တည်ဆောက်ပုံတွင် ပြောင်းလဲသွားသောကြောင့် Li+ de-embedding အတွက် အခက်အခဲဖြစ်စေသည်။
LiFePO4 သည် ကောင်းမွန်သောဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာတည်ငြိမ်မှုရှိပြီး၊ သို့သော် anode ရှိ Fe3+ သည် graphite anode ရှိ Fe metal သို့ပျော်ဝင်ကာ လျော့နည်းသွားသည့်အတွက် anode polarization တိုးလာစေသည်။ယေဘူယျအားဖြင့် Fe3+ ပျော်ဝင်မှုကို LiFePO4 အမှုန်အမွှားများ သို့မဟုတ် electrolyte ရွေးချယ်မှုဖြင့် တားဆီးထားသည်။
NCM ternary ပစ္စည်းများ ① အသွင်ကူးပြောင်းရေးသတ္တုတွင်းရှိ သတ္တုအိုင်းယွန်းများသည် မြင့်မားသောအပူချိန်တွင် ပျော်ဝင်ရန် လွယ်ကူသောကြောင့် အီလက်ထရွန်းကို လွှတ်ထုတ်ခြင်း သို့မဟုတ် အနုတ်ဘက်ခြမ်းတွင် သိုလှောင်ခြင်းအား လျော့နည်းစေပါသည်။② ဗို့အားသည် 4.4V နှင့် Li+/Li ထက်များသောအခါ၊ ternary material ၏ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာပြောင်းလဲမှုသည် စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းခြင်းသို့ ဦးတည်စေသည်။③ Li-Ni အတန်းများ ရောနှောကာ Li+ ချန်နယ်များကို ပိတ်ဆို့သွားစေသည်။
LiMnO4 အခြေပြု လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီများတွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကျဆင်းခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းများမှာ 1. Jahn-Teller ကွဲလွဲမှုကဲ့သို့ နောက်ပြန်မဆုတ်နိုင်သော အဆင့် သို့မဟုတ် ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ပြောင်းလဲမှုများ၊နှင့် 2. Electrolyte တွင် Mn ကို ပျော်ဝင်ခြင်း ( electrolyte တွင် HF ရှိနေခြင်း)၊ အချိုးအစားမညီသော တုံ့ပြန်မှုများ၊ သို့မဟုတ် anode တွင် လျှော့ချခြင်း။
2.Negative electrode ပစ္စည်းများ
ဂရပ်ဖိုက်၏ anode ဘက်ခြမ်းရှိ လီသီယမ်မိုးရွာသွန်းမှုမျိုးဆက် (လီသီယမ်၏တစ်စိတ်တစ်ပိုင်းသည် "သေဆုံးနေသောလီသီယမ်" သို့မဟုတ် လီသီယမ်ဒန်းဒရိုက်များကို ထုတ်ပေးသည်)၊ အပူချိန်နိမ့်ချိန်တွင် လီသီယမ်အိုင်းယွန်းပျံ့နှံ့မှု နှေးကွေးသွားကာ လီသီယမ်မိုးရွာသွန်းမှုကို အလွယ်တကူဖြစ်စေပြီး လီသီယမ်မိုးရွာသွန်းမှုလည်း ဖြစ်ပေါ်လာတတ်သည်။ N/P အချိုးသည် အလွန်နည်းသောအခါ။
anode ဘက်ခြမ်းရှိ SEI ဖလင်၏ ထပ်ခါတလဲလဲ ပျက်စီးခြင်းနှင့် ကြီးထွားမှုသည် လီသီယမ် လျော့နည်းသွားခြင်းနှင့် ပိုလာရိုက်ခြင်းကို တိုးပွားစေသည်။
ဆီလီကွန်အခြေခံ anode တွင် လီသီယမ်ထည့်သွင်းခြင်း/ de-lithium ကို ထပ်ခါတလဲလဲ ဖယ်ရှားခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် ဆီလီကွန်အမှုန်များ၏ ထုထည်ချဲ့ထွင်ခြင်းနှင့် အက်ကွဲအက်ကွဲခြင်းတို့ကို အလွယ်တကူဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။ထို့ကြောင့်၊ ဆီလီကွန် anode အတွက်၊ ၎င်း၏ ထုထည်ချဲ့ထွင်မှုကို ဟန့်တားရန် နည်းလမ်းရှာရန် အထူးအရေးကြီးပါသည်။
3.Electrolyte များ
စွမ်းရည်ကျဆင်းခြင်းကိုဖြစ်စေသော electrolyte များတွင် အကြောင်းရင်းများလစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများပါဝင်သည်-
1. ဓာတ်တိုးမှုအလားအလာသည် 5V နှင့် Li+/Li ထက်များသောအခါ သို့မဟုတ် ဓာတ်တိုးမှုအလားအလာသည် 0.8V ထက်နိမ့်သောအခါ (ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်မှုကဲ့သို့ ပြင်းထန်သောချို့ယွင်းမှု သို့မဟုတ် ဘေးအန္တရာယ်ကင်းရှင်းရေးပြဿနာများ)၊ အပျော်အရည်များနှင့် အီလက်ထရိုလစ်များ ပြိုကွဲခြင်း (ကွဲပြားခြားနားသော အီလက်ထရိုလစ်ပြိုကွဲမှုဗို့အားသည် ကွဲပြားသည်။ ကွဲပြားသည်) ပြိုကွဲလွယ်သည်။အီလက်ထရောနစ်အတွက် (ဥပမာ LiPF6)၊ တည်ငြိမ်မှုအားနည်းခြင်းကြောင့် ပိုမိုမြင့်မားသောအပူချိန် (55 ℃ကျော်) တွင် ပြိုကွဲလွယ်သည်။
2. သံသရာအရေအတွက်များလာသည်နှင့်အမျှ electrolyte နှင့် positive နှင့် negative electrodes များကြားတွင် တုံ့ပြန်မှုသည် တိုးလာပြီး mass transfer capacity ကို အားနည်းသွားစေသည်။
4.Diaphragm
ဒိုင်ယာဖရမ်သည် အီလက်ထရွန်များကို ပိတ်ဆို့စေပြီး အိုင်းယွန်းများ ပေးပို့မှုကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သည်။သို့သော်၊ ဒိုင်ယာဖရမ်သည် Li+ ကို သယ်ဆောင်ရန် အီလက်ထရမ်အပေါက်များကို အီလက်ထရွန်းအမှုန်အမွှားများ စသည်တို့ကြောင့် ပိတ်ဆို့သောအခါ သို့မဟုတ် အပူချိန်မြင့်မားသောအချိန်တွင် သို့မဟုတ် အမြှေးပါးများ ကျုံ့သွားသည့်အခါ သို့မဟုတ် ဒိုင်ယာဖရမ်သည် အသက်ကြီးလာသောအခါတွင် ဒိုင်ယာဖရမ်ကို သယ်ဆောင်နိုင်စွမ်း လျော့ကျသွားသည်။ထို့အပြင်၊ အတွင်းပိုင်းပြတ်တောက်မှုကိုဖြစ်စေသော diaphragm ကိုဖောက်ထားသော lithium dendrites များဖွဲ့စည်းခြင်းသည်၎င်း၏ပျက်ကွက်မှုအတွက်အဓိကအကြောင်းရင်းဖြစ်သည်။
5. အရည်စုဆောင်းခြင်း။
စုဆောင်းသူကြောင့် စွမ်းဆောင်ရည် ဆုံးရှုံးမှု၏ အကြောင်းရင်းမှာ ယေဘုယျအားဖြင့် စုဆောင်းသူ၏ သံချေးတက်ခြင်း ဖြစ်သည်။ကြေးနီအား မြင့်မားသောအလားအလာများတွင် oxidize လုပ်ရန်လွယ်ကူသောကြောင့် ကြေးနီကို အပြုသဘောဆောင်သောစုဆောင်းသူအဖြစ်အသုံးပြုပြီး အလားအလာနည်းပါးသော လီသီယမ်-အလူမီနီယမ်သတ္တုစပ်ကို လစ်သီယမ်ဖြင့်ဖွဲ့စည်းရန်လွယ်ကူသောကြောင့် ကြေးနီကိုအသုံးပြုသည်။နိမ့်သောဗို့အား (1.5V နှင့်အောက်၊ လျှပ်စီးထွက်လွန်ခြင်း) အောက်တွင် ကြေးနီသည် အီလက်ထရိုလစ်တွင် Cu2+ သို့ ဓာတ်တိုးပြီး အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း၏ မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ လစ်သီယမ်၏ မြှုပ်နှံမှုကို ဟန့်တားကာ စွမ်းရည်ကျဆင်းမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။အပြုသဘောဆောင်သော ဘက်တွင် ငွေပိုရ၏။ဘက်ထရီအလူမီနီယံစုဆောင်းသူ၏ pitting ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်၊ ၎င်းသည်အတွင်းပိုင်းခုခံမှုနှင့်စွမ်းရည်ကျဆင်းမှုကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။
6. အားသွင်းခြင်းနှင့်ထုတ်လွှတ်ခြင်းအချက်များ
အလွန်အကျွံ အားသွင်းခြင်းနှင့် စွန့်ထုတ်သည့် မြှောက်ကိန်းများသည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အရှိန်မြှင့်တက်လာစေနိုင်သည်။အားသွင်း/ထုတ်လွှတ်မှု အမြှောက်ကိန်း တိုးလာခြင်းကို ဆိုလိုသည်မှာ ဘက်ထရီ၏ ပိုလာဇေးရှင်း impedance သည် လိုက်လျောညီထွေ တိုးလာကာ စွမ်းဆောင်ရည် ကျဆင်းသွားစေသည်။ထို့အပြင်၊ အားသွင်းခြင်းနှင့် ထုတ်လွှတ်ခြင်းဖြင့် မြင့်မားသောအပွားနှုန်းဖြင့် ထုတ်ပေးသော ပျံ့နှံ့စေသော ဖိစီးမှုသည် cathode တက်ကြွသောပစ္စည်းကို ဆုံးရှုံးစေပြီး ဘက်ထရီကို အရှိန်မြှင့်၍ အိုမင်းစေပါသည်။
အားပိုသွင်းခြင်းနှင့် အားပိုထုတ်သည့်ဘက်ထရီများတွင်၊ အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် လီသီယမ်မိုးရွာသွန်းမှုဖြစ်နိုင်ချေရှိပြီး အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလွန်အကျွံလစ်သီယမ်ဖယ်ရှားရေးယန္တရားပြိုကျကာ electrolyte ၏အောက်ဆီဂျင်ပြိုကွဲခြင်း (ထုတ်ကုန်များနှင့်ဓာတ်ငွေ့ထုတ်လုပ်မှု) သည် အရှိန်မြှင့်လာသည်။ဘက်ထရီအားကုန်သွားသောအခါ၊ ကြေးနီသတ္တုပြားသည် ပျော်ဝင်တတ်သည် (လစ်သီယမ် မြှုပ်နှံမှုကို ဟန့်တားခြင်း သို့မဟုတ် ကြေးနီဒန်းဒရိုက်များကို တိုက်ရိုက်ထုတ်ပေးသည်)၊ စွမ်းရည်ကျဆင်းခြင်း သို့မဟုတ် ဘက်ထရီချို့ယွင်းခြင်းတို့ကို ဖြစ်စေသည်။
အားသွင်းဖြတ်တောက်ထားသော ဗို့အားသည် 4V ဖြစ်သောအခါ အားသွင်းဖြတ်တောက်ထားသော ဗို့အား (ဥပမာ 3.95V) ကို သင့်လျော်စွာ လျှော့ချခြင်းဖြင့် ဘက်ထရီ၏ စက်ဝန်းသက်တမ်းကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်ကြောင်း အားသွင်းနည်းဗျူဟာလေ့လာမှုများက ဖော်ပြခဲ့သည်။ဘက်ထရီကို 100% SOC သို့ အမြန်အားသွင်းခြင်းသည် 80% SOC သို့ အမြန်အားသွင်းခြင်းထက် ပိုမိုမြန်ဆန်ကြောင်းကိုလည်း ပြသထားသည်။ထို့အပြင် Li et al ။တွန်းအားသည် အားသွင်းခြင်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးနိုင်သော်လည်း ဘက်ထရီ၏ အတွင်းခံအား သိသိသာသာ မြင့်တက်လာမည်ဖြစ်ပြီး အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်း တက်ကြွသည့်ပစ္စည်း ဆုံးရှုံးမှုသည် ပြင်းထန်ကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်။
7.Temperature
စွမ်းရည်အပေါ် အပူချိန်သက်ရောက်မှုလစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီများအလွန်အရေးကြီးပါသည်။အချိန်ကြာမြင့်စွာ ပိုမိုမြင့်မားသော အပူချိန်တွင် လည်ပတ်သည့်အခါ ဘက်ထရီအတွင်း ဘေးထွက်တုံ့ပြန်မှုများ တိုးလာခြင်း (ဥပမာ- အီလက်ထရွန်းများ ပြိုကွဲခြင်း) သည် နောက်ပြန်မဆုတ်နိုင်သော စွမ်းရည်များ ဆုံးရှုံးသွားစေသည်။အချိန်ကြာမြင့်စွာ အပူချိန်နိမ့်သောနေရာတွင် လည်ပတ်သောအခါ၊ ဘက်ထရီ၏ စုစုပေါင်း impedance တိုးလာသည် (အီလက်ထရောလစ်လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်း လျော့နည်းသွားခြင်း၊ SEI impedance တိုးလာပြီး လျှပ်စစ်ဓာတုတုံ့ပြန်မှုနှုန်း ကျဆင်းသွားသည်)၊ ဘက်ထရီမှ လီသီယမ်မိုးရွာသွန်းမှု ဖြစ်ပေါ်လာတတ်သည်။
အထက်ပါအချက်သည် လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ စွမ်းရည်ကျဆင်းရခြင်း၏ အဓိကအကြောင်းရင်းဖြစ်သည်၊ အထက်ဖော်ပြပါ နိဒါန်းတွင် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်းဘက်ထရီ စွမ်းဆောင်ရည် ကျဆင်းခြင်း၏ အကြောင်းရင်းကို သင်နားလည်သဘောပေါက်ပြီဟု ကျွန်ုပ်ယုံကြည်ပါသည်။
တင်ချိန်- ဇူလိုင် ၂၄-၂၀၂၃