திட நிலை பேட்டரி அறிமுகம்
ஒரு பேட்டரியில், நேர்மறை அயனிகள் எதிர்மறை மற்றும் நேர்மறை மின்முனைகளுக்கு இடையே அயனி கடத்தி வழியாக நகர்ந்து மின்சாரத்தை உருவாக்க எலக்ட்ரான்களை வழங்குகின்றன. வழக்கமான பேட்டரிகளில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் , அயனி கடத்தி என்பது மிகவும் எரியக்கூடிய திரவ கரிம சேர்மமாகும், இது குறிப்பிடத்தக்க குறைபாடு ஆகும். பல்வேறு ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு செயல்முறைகள், திரவக் கடத்திகளுக்குப் பதிலாக உயர் செயல்திறன் கொண்ட திட கடத்திகளைக் கண்டறிய பல்வேறு சேர்மங்களை ஒருங்கிணைத்தன. வழக்கமான லித்தியம்-அயன் கடத்தியின் செயல்திறனை மிஞ்சும் திட-நிலை அயனி கடத்தியை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர். எ.கா: LGPS சல்பைட் திட எலக்ட்ரோலைட் (LGPS: லித்தியம், ஜெர்மானியம், பாஸ்பரஸ், சல்பர்)
திட நிலை பேட்டரி என்றால் என்ன? அதிக பாதுகாப்பு, அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் செலவு-செயல்திறன் ஆகியவற்றிற்கான அதிக ஆற்றலைக் கொண்ட தொழில்நுட்ப அணுகுமுறை இதுவாகும். நுகர்வோர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் மின்சார வாகனங்களில் பேட்டரி தொழில்நுட்பத்திற்கான எதிர்காலம் திட நிலை பேட்டரிகள். கேத்தோடு, அனோட், பிரிப்பான் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் ஆகியவை லித்தியம் அயன் பேட்டரியை உருவாக்குகின்றன. திரவ எலக்ட்ரோலைட் கரைசல் திரவ நிலை பேட்டரிகளில் (லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவை ஸ்மார்ட்போன்கள், சக்தி கருவிகள் மற்றும் மின்சார வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒரு திட-நிலை பேட்டரி, மறுபுறம், வழக்கமான பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் திரவ எலக்ட்ரோலைட்டை விட திடமான எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்துகிறது.
மின்கலத்தில் உள்ள எலக்ட்ரோலைட் ஒரு கடத்தும் இரசாயன கலவையாகும், இது அனோட் மற்றும் கேத்தோடு இடையே மின்னோட்டத்தை அனுப்ப அனுமதிக்கிறது. பிரிப்பான்கள் ஷார்ட் சர்க்யூட்டைத் தவிர்க்கின்றன. சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள் என்பது மற்ற பேட்டரிகளைப் போலவே அனோட், கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் கொண்ட மின்வேதியியல் செல்கள் ஆகும். மின்முனைகள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் ஈய-அமில பேட்டரிகளைப் போலல்லாமல் திடமானவை.
வணிகரீதியில் கிடைக்கும் லி-அயன் பேட்டரியில் ஒரு பிரிப்பான் உள்ளது, இது கேத்தோடு மற்றும் அனோடை ஒரு திரவ எலக்ட்ரோலைட் கரைசலால் பிரிக்கப்பட்டுள்ளது. சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள், மறுபுறம், திரவ எலக்ட்ரோலைட் கரைசலை விட திட எலக்ட்ரோலைட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் திட எலக்ட்ரோலைட் ஒரு பிரிப்பானாகவும் செயல்படுகிறது. திட நிலை EV பேட்டரியின் திறனை அதிகரிக்க இந்த பேட்டரிகள் அவசியம் மற்றும் வலுவாக தேவைப்படுகின்றன. அவை எரியக்கூடியவை, மேலும் வெடிக்கும் வாய்ப்புகள் மிகக் குறைவு. திட-நிலை பேட்டரிக்கு உதாரணம் லித்தியம் பாஸ்பேட் கண்ணாடி. இந்த பேட்டரிகளில் ஆற்றல் அடர்த்தி அதிகம்.
ஒரு திட-நிலை பேட்டரியின் ஆற்றல் திறன், திரவ எலக்ட்ரோலைட் கரைசல் கொண்ட லி-அயன் பேட்டரியை விட அதிகமாக உள்ளது. வெடிப்பு அல்லது தீ ஏற்பட வாய்ப்பில்லை என்பதால், பாதுகாப்பு கூறுகள் தேவையில்லை, இது இடத்தை சேமிக்கிறது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது பேட்டரிகள் இருமடங்கு அதிக ஆற்றலைப் பேக் செய்ய முடியும், இதன் விளைவாக அவற்றின் சக்தி அதிகரிக்கும். ஒரு சில பேட்டரிகள் மட்டுமே தேவைப்படுவதால், திட-நிலை பேட்டரி ஒரு யூனிட் பகுதிக்கு ஆற்றல் அடர்த்தியை அதிகரிக்கும்.
திட நிலை பேட்டரி தொழில்நுட்பம்
SSB முக்கியமாக பின்வரும் பண்புகளில் கவனம் செலுத்துகிறது:
அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி:
- குறைந்த விலை: மலிவான பொருட்களின் பயன்பாடு மற்றும் செலவு குறைந்த செயல்முறைகள் மற்றும் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி காரணமாக.
- அதிக பாதுகாப்பு: அதிக கட்டணம் வசூலிக்கும் சகிப்புத்தன்மை, ஆழமான கட்டணத்திற்கு சகிப்புத்தன்மை
- அரிதான பொருட்களின் குறைந்த சார்பு: குறைந்த புவிசார் சார்பு, லித்தியம், கோபால்ட் போன்ற பொருட்களுக்கு மாற்றீடு.
- குறைந்த சுற்றுச்சூழல் தாக்கம்: நச்சுப் பொருட்கள் இல்லை, கன உலோகங்கள் இல்லை, ஆபத்தான இரசாயனங்கள் இல்லை, சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்த உற்பத்தி, பொருட்களை அப்புறப்படுத்துவது அல்லது மறுசுழற்சி செய்வது எளிது.
- மற்றவை: ஆழமான வெளியேற்ற திறன், வேகமாக சார்ஜ் அல்லது வெளியேற்றும் திறன்.
திட-நிலை மின்பகுளிகள் திட-நிலை மின்கலங்களில் முக்கிய அங்கமாகும். திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட் பொருட்களில் மூன்று முக்கிய வகைகள் உள்ளன.
கனிம பொருட்கள்: கனிம படிக பொருட்கள், கனிம உருவமற்ற பொருட்கள். கனிம எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அதிக மீள் மாடுலி, வலுவான வெப்ப/வேதியியல் நிலைத்தன்மை, ஒரு பெரிய மின்வேதியியல் சாளரம், அதிக அயனி கடத்துத்திறன் மற்றும் குறைந்த மின்னணு கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருப்பதால், இந்த எலக்ட்ரோலைட்டுகள் கடினமான சூழலில் வேலை செய்யக்கூடிய கடினமான பேட்டரி வடிவமைப்புகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.
திட பாலிமர்கள்: எ.கா: பாலிஎதிலீன் ஆக்சைடு. கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளை விட பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அயனி கடத்துத்திறன் குறைவாக இருந்தாலும், அவை பல்வேறு வடிவவியலை வழங்க முடியும், அதிக நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் குறைந்த விலை மற்றும் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட உற்பத்தி செயலாக்கம் தேவை. பேட்டரி செல்களை ஒருங்கிணைக்கும் போது, திட பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் ஒரு பயனுள்ள எலக்ட்ரோடு-எலக்ட்ரோலைட் இணைப்பை எளிதாக உருவாக்க முடியும், இது பேட்டரிகளின் மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மை மற்றும் சுழற்சி ஆயுளை அதிகரிக்கும். ஒரு திரவ எலக்ட்ரோலைட் பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது பொதுவாக மின்முனைகளுடன் நல்ல தொடர்பை ஏற்படுத்துகிறது.
மின்முனைகள் கடற்பாசி போன்ற திரவத்தை உறிஞ்சி, அவற்றின் கடினமான மேற்பரப்புகளுக்கு நன்றி, இதன் விளைவாக ஒரு பெரிய தொடர்பு பகுதி ஏற்படுகிறது. கோட்பாட்டில், இரண்டு திடப்பொருட்களை தடையின்றி இணைக்க முடியாது. இதன் விளைவாக, மின்முனைகளுக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையிலான எதிர்ப்பு அதிகமாக உள்ளது. திட எலக்ட்ரோலைட் பாஸ்பேட் மின்முனைகளுக்கு ஒரு நிலையான கேரியர் ஊடகமாக செயல்படுகிறது, அவை இருபுறமும் திரையில் அச்சிடப்படுகின்றன. புதிய திட-நிலை பேட்டரி, பாரம்பரிய லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் போலல்லாமல், முற்றிலும் நச்சு அல்லது அபாயகரமான பொருட்கள் இல்லாதது.
கனிம மற்றும் பாலிமர் பொருட்கள் இரண்டு வகையான பொருட்களின் நன்மைகளைப் பெற இணைக்கப்படுகின்றன. இந்த எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அதிக அயனி கடத்துத்திறனைக் காட்டுகின்றன மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் நெகிழ்வானவை.
திட எலக்ட்ரோலைட்டின் இயந்திர, மின் மற்றும் இரசாயன பண்புகள், அனோட் மற்றும் கேத்தோடு மின்முனைகளுடன் அவற்றின் இடைமுகங்கள்/இடைநிலைகள் ஆகியவை திட-நிலை பேட்டரியின் செயல்திறனில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.
திட-நிலை பேட்டரிகளில் உள்ள அடிப்படை சிக்கல்கள், மூன்று அத்தியாவசிய நிகழ்வுகளுக்கு முக்கியத்துவம் அளிக்கிறது:
(i) மேம்பட்ட அயனி கடத்திகளை உருவாக்கும் கொள்கைகள்,
(ii) வேதியியல் ரீதியாக நிலையற்ற எலக்ட்ரோலைட்-எலக்ட்ரோடு இடைமுகங்களில் கட்டமைப்பு முன்னேற்றம், மற்றும்
(iii) மின்முனை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் கட்டமைப்பு உட்பட திட-நிலை பேட்டரிகளை செயலாக்குவதன் தாக்கங்கள். சாலிட்-ஸ்டேட் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் (SSEs) பாதுகாப்பு சிக்கல்களைத் தீர்ப்பது மட்டுமல்லாமல், உலோக அனோட் மற்றும் உயர் மின்னழுத்த செயல்பாட்டையும் பயன்படுத்த அனுமதிக்கும்.
திட-நிலை பேட்டரி (SSB) அடுத்த தலைமுறை பேட்டரிகளுக்கான சிறந்த தீர்வுகளில் ஒன்றாகும், ஏனெனில் திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. மேலும், கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் 50 முதல் 200 டிகிரி செல்சியஸ் அல்லது அதற்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில் செயல்படலாம், அங்கு கரிம எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உறைதல், கொதித்தல் அல்லது சிதைவு ஆகியவற்றால் தோல்வியடையும்.
அனைத்து திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்களைப் பயன்படுத்தும் போது எதிர்பார்க்கப்படும் மின்வேதியியல் வெளியீட்டை அடைய, நான்கு தனித்துவமான அம்சங்கள் கருதப்படுகின்றன. இந்த பண்புகள் அடங்கும்:
(i)அதிக அயனி கடத்துத்திறன் (+Li> 104 S/cm);
(ii) லித்தியம் டென்ட்ரைட் ஊடுருவலைத் தடுக்க போதுமான இயந்திர வலிமை மற்றும் சில கட்டமைப்பு குறைபாடுகள்;
(iii) குறைந்த விலை மூலப்பொருட்கள் மற்றும் எளிதான தயாரிப்பு செயல்முறைகள்; மற்றும்
(iv) லித்தியம்-அயன் பரவலுக்கான குறைந்த செயல்படுத்தும் ஆற்றல்.
திட நிலை பேட்டரி நன்மைகள்
- எளிய அமைப்பு: திடமான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அனோட் மற்றும் கேத்தோடின் தொடர்பைத் தடுக்கும் பிரிப்பானாகச் செயல்படுகின்றன, இதன் விளைவாக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் பிரிப்பானின் விலையைத் தவிர்க்கிறது.
- உயர் மின்னழுத்தம்: திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் சிதைவு அதிகமாக உள்ளது, இது அதிக ஆற்றல் அடர்த்திக்கு வழிவகுக்கிறது.
- எரியாத திட எலக்ட்ரோலைட்.
- எலக்ட்ரோலைட் என்பது சுடர் எதிர்ப்பு.
- திரவ எலக்ட்ரோலைட் கசிவு ஆபத்து இல்லை.
- ஒரு பெரிய இயக்க வெப்பநிலை வரம்பிற்கு வழிவகுக்கும் அதிக இயக்க வெப்பநிலையில் பயன்படுத்தப்படலாம்.
- ஒரு தொகுப்பில் செல் ஸ்டாக்கிங் சாத்தியம்.
- எளிய செல் அமைப்பு மற்றும் எளிய உற்பத்தி செலவுகள் திட-நிலை பேட்டரியை செலவு குறைந்ததாக ஆக்குகிறது.
- திரவ நிலை பேட்டரிகளை விட திட நிலை பேட்டரி 6 மடங்கு வேகமாக சார்ஜ் செய்கிறது.
- திட-நிலை பேட்டரியின் ஆயுட்காலம் 10 ஆண்டுகள் வரை நீடிக்கும்.
திட நிலை பேட்டரி தீமைகள்
- டென்ட்ரைட்டுகள் விலையைத் தவிர, திட நிலை பேட்டரியில் மிகவும் தீவிரமான பிரச்சினை. டென்ட்ரைட் என்பது லித்தியம் உலோகப் படிகமாக்கல் ஆகும், இது அனோடில் தொடங்கி பேட்டரி முழுவதும் பரவுகிறது. திட எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள அயனிகள் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்து, அதிக மின்னோட்ட சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் காரணமாக திடமான லித்தியம் உலோகத் தாளை உருவாக்குவதால் இது நிகழ்கிறது.
- நுகர்வோர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் மின்சார வாகனங்களில் இந்த பேட்டரிகள் அதிகம் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை, ஏனெனில் அவை மிகவும் விலை உயர்ந்தவை. திட நிலை பேட்டரிகள் மெதுவான இயக்கவியலை வெளிப்படுத்துகின்றன:
- குறைந்த அயனி கடத்துத்திறன்
- உயர் இடைமுக எதிர்ப்பு
- மோசமான இடைமுக தொடர்பு
திட நிலை பேட்டரி எவ்வாறு வேலை செய்கிறது?
முன்னர் குறிப்பிட்டபடி, திட நிலை பேட்டரிகள் திட நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை பொருட்களுடன் திட எலக்ட்ரோலைட் சவ்வுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. சார்ஜ் அல்லது வெளியேற்றத்தின் போது, அயனிகள் ஒரு கரைசலில் கரைந்த அயனி உப்பைக் காட்டிலும் அயனி-கடத்தும் திட அணியில் இடம்பெயர்கின்றன, இதனால் சார்ஜ் அல்லது வெளியேற்ற எதிர்வினைகள் நடைபெறுகின்றன. திட-நிலை பேட்டரிகளில் ஆற்றலைச் சேமிக்கவும் விநியோகிக்கவும் ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அனோட் ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, அதே சமயம் கேத்தோடு குறைப்புக்கு உட்படுகிறது, மேலும் பேட்டரி இந்த நிகழ்வைப் பயன்படுத்தி தேவைக்கேற்ப ஆற்றலைச் சேமிக்க (சார்ஜ்) மற்றும் வெளியிட (வெளியேற்ற) செய்ய முடியும்.
ஆற்றலை வெளியேற்றும் போது, அயனிகள் ‘ரெடாக்ஸ்’ எனப்படும் பேட்டரியின் பொருட்களுக்கு இடையே ஒரு இரசாயன எதிர்வினையை ஏற்படுத்துகின்றன, இதில் மின்சார ஆற்றலை வழங்கும் இலவச எலக்ட்ரான்களுடன் சேர்மங்களை உருவாக்க ஆக்சிஜனேற்றம் ஏற்படுகிறது, மேலும் எலக்ட்ரான்களைப் பெறும் சேர்மங்களை உருவாக்க கேத்தோடில் குறைப்பு ஏற்படுகிறது. எனவே அதிகாரத்தை காப்பாற்றுங்கள். பேட்டரி சார்ஜ் செய்யப்படும்போது பொறிமுறையானது தலைகீழாக மாறும். நேர்மறை சார்ஜ் செய்யப்பட்ட அயனிகள் திட-நிலை பேட்டரிகளை (கேத்தோடு) வெளியேற்றும் போது எதிர்மறை மின்முனையிலிருந்து (அனோட்) நேர்மறை மின்முனைக்கு (கேத்தோடு) எலக்ட்ரோலைட் வழியாக செல்கிறது. இது கேத்தோடில் நேர்மறை மின்னூட்டத்தை உருவாக்குகிறது மற்றும் நேர்மின்முனையிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சுகிறது.
இருப்பினும், எலக்ட்ரான்கள் எலக்ட்ரோலைட் வழியாக செல்ல முடியாது என்பதால், அவை ஒரு சுற்று வழியாக பயணிக்க வேண்டும், மின்சார மோட்டார் போன்றவற்றுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளவற்றுக்கு சக்தியை வழங்குகிறது. சார்ஜ் செய்யும் செயல்பாட்டில், அயனிகள் நேர்மின்முனைக்கு இடம்பெயர்ந்து, மின்சுற்று வழியாக கேத்தோடிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சும் மின்னூட்டத்தைக் குவிக்கிறது. எதிர்மறை மின்முனைக்கு அதிக அயனிகள் பாய முடியாதபோது பேட்டரி முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டதாகக் கருதப்படுகிறது. திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கு சைக்கிள் ஓட்டும் போது அதிக கடத்துத்திறனைத் தக்கவைக்க அவற்றின் அடுக்குகளுக்குள் வெவ்வேறு சேர்க்கைகள் மற்றும் பைண்டர்கள் தேவைப்படுகின்றன. சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் காலங்களில் தொடர்பைப் பேணுவதற்குப் பொருட்கள் அழுத்தத்தின் கீழ் இருக்க வேண்டும். சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் சுழற்சிகளின் போது பொருட்களின் இயல்பான விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கம் உறுதியான தொடுதலை பராமரிப்பதில் சிரமங்களை அதிகரிக்கிறது.
விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கம் ஆகியவை காலப்போக்கில் பிணைப்பை பலவீனப்படுத்தினால், செல்லின் சுழற்சி வாழ்க்கை மற்றும் வெளியீடு பாதிக்கப்படலாம். சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள் லி-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, தனிப்பட்ட செல்கள் இணைக்கப்பட்டிருக்கும் பேக் அளவையும் எளிதாக்குகிறது. சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகளுக்கு வெப்பக் கட்டுப்பாடு அதிகம் தேவையில்லை, ஏனெனில் வெப்பநிலை உயரும்போது அவற்றின் செயல்திறன் மேம்படும்.
ஒட்டுமொத்த கட்டணம் மற்றும் வெளியேற்ற விகிதங்கள், அத்துடன் திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் அயனி கடத்துத்திறன் ஆகியவை வெப்பநிலை உயரும் போது அதிகரிக்கும். இதன் விளைவாக, ஒரு திட-நிலை கலத்தின் இறுதி இயக்க வெப்பநிலை லித்தியத்தின் உருகும் புள்ளியால் மட்டுமே கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, இது 180 டிகிரி செல்சியஸ் ஆகும். மேலும், எரியக்கூடிய லி-அயன் திரவ எலக்ட்ரோலைட் இல்லாதது பேரழிவு செல் அல்லது பேக் தோல்வி பற்றிய வடிவமைப்பு கவலைகளை நீக்குகிறது. லித்தியம் உலோக அடிப்படையிலான திட-நிலை பேட்டரிகள் லி-அயன் பேட்டரி மாற்றுகளாகப் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும், ஏனெனில் வழக்கமான லி-அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் கிராஃபைட் அனோட் லித்தியத்துடன் (0.20 V) ஒப்பிடும்போது குறைந்த ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது, இது சமமான மின்னழுத்தம் மற்றும் செயல்திறனுடன் அதிக அளவு ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது. .
திட நிலை பேட்டரிகள் கிடைக்குமா?
இதயமுடுக்கிகள், RFID மற்றும் சிறிய சாதனங்கள் திட-நிலை பேட்டரிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த பேட்டரிகளில் சில விண்வெளி பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. EV/HEV ஆட்டோமொபைல் சந்தையில் திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கான வணிகமயமாக்கல் அணுகுமுறைகள். திட-நிலை பேட்டரிகளைக் கொண்டுவருவது என்பது பொருத்தமான திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்குவது மட்டுமல்ல, இது போன்ற அம்சங்களைக் கருத்தில் கொள்வது:
- பொருள் வழங்கல் மற்றும் விற்பனையைப் பாதுகாத்தல்.
- செல் மற்றும் பேக் உற்பத்தி உபகரணங்கள் மற்றும் மேம்பாடு.
பல வருட வளர்ச்சி இருந்தபோதிலும், பல வீரர்கள் திட-நிலை பேட்டரிகளை சந்தைக்குக் கொண்டுவருவதில் வெற்றிபெறவில்லை. அறை வெப்பநிலையில், அயனி எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பொதுவாக திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளை விட பல அளவு குறைவாக இருக்கும். திட-நிலை பேட்டரிகளை வணிகமயமாக்குவதற்கான முக்கிய தடைகளில் இதுவும் ஒன்றாகும். திட-நிலை பேட்டரிகள் பற்றிய கருத்து பல தசாப்தங்களாக இருந்தபோதிலும், எலக்ட்ரானிக்ஸ் நிறுவனங்கள், கார் உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் பொது தொழில்துறை வழங்குநர்களின் முதலீடுகளுக்கு நன்றி, இப்போதுதான் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது.
திட-நிலை பேட்டரிகள் ஏன் சிறந்தவை?
சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள், நீண்ட பேட்டரி ஆயுள், விரைவான சார்ஜிங் நேரம் மற்றும் மென்மையான அனுபவம் உள்ளிட்ட பல நன்மைகளை அவற்றின் திரவ நிரப்பப்பட்ட சகாக்களை விட வழங்குகின்றன. ஒரு திரவ எலக்ட்ரோலைட்டில் மின்முனைகளை இடைநிறுத்துவதற்குப் பதிலாக, திட-நிலை பேட்டரிகள் அனோட், கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டை மூன்று தட்டையான அடுக்குகளாக அழுத்துகின்றன. இதன் விளைவாக, அவை சிறியதாக மாற்றப்படலாம் – அல்லது குறைந்த பட்சம் இன்னும் பெரிய கரைப்பான் பேட்டரியின் அதே அளவு ஆற்றலைக் கொண்டு செல்லும்.
எனவே, ஃபோன் அல்லது மடிக்கணினியில் லித்தியம்-அயன் அல்லது லித்தியம்-பாலிமர் பேட்டரி அதே திறன் கொண்ட திட-நிலை பேட்டரியைக் கொண்டிருக்கும் போது, அது நீண்ட காலம் நீடிக்கும். ஒரு அமைப்பு உருவாக்கப்பட்டது, அது அதே அளவு கட்டணத்தைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் மிகவும் சிறியதாகவும் மெல்லியதாகவும் இருக்கும். சாலிட் ஸ்டேட் பேட்டரிகள், மின்னோட்ட சாதனங்கள் அல்லது மின்சார வாகனங்கள் பயன்படுத்தப்படும் போது, பேட்டரிகள் மிக வேகமாக ரீசார்ஜ் செய்ய முடியும், ஏனெனில் அயனிகள் கேத்தோடிலிருந்து அனோடிற்கு மிக வேகமாக பயணிக்க முடியும். ஒரு திட-நிலை பேட்டரி திறன் அடிப்படையில் 500 சதவீதம் அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பல்வேறு ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளை வெளிப்படுத்தும் மற்றும் பத்தில் ஒரு பங்கு நேரத்தில் சார்ஜ் செய்யலாம். திட-நிலை பேட்டரிகள் சுற்றுச்சூழலுக்கு குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும்.
திட-நிலை மெல்லிய-திரைப்பட பேட்டரிகள் வழக்கமான பேட்டரிகளை விட குறைவான சுற்றுச்சூழலுக்கு ஆபத்தானவை. திட-நிலை பேட்டரிகள் அதிக செயல்திறன் மற்றும் ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கொண்டிருப்பதால், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் செய்யும் குளிரூட்டும் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு கூறுகள் தேவையில்லை, இதன் விளைவாக சிறிய அளவு, அதிக சாதன சுதந்திரம் மற்றும் குறைந்த எடை.
திட-நிலை பேட்டரிகள் திரவ எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள இரசாயனங்கள் அல்லது பேட்டரி ஆயுளைக் குறைக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டில் திட அடுக்குகளை உருவாக்குவதால் ஏற்படும் மின்முனை அரிப்பை எதிர்க்கும் என்பதால், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட திட-நிலை பேட்டரிகள் அதிக டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் சார்ஜ் சுழற்சிகளைக் கையாளும். லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட சாலிட்-ஸ்டேட் பேட்டரிகள் ஏழு மடங்கு அதிகமாக ரீசார்ஜ் செய்யப்படலாம், இது லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் நீடிக்கும் சில ஆண்டுகளுக்குப் பதிலாக பத்து வருடங்களை அனுமதிக்கிறது. கல்வி நிறுவனங்கள், பேட்டரி உற்பத்தியாளர்கள் மற்றும் பொருள் வல்லுநர்கள் அனைவரும் திட-நிலை பேட்டரிகள் பரவலான பயன்பாட்டிற்காக அடுத்த தலைமுறை மின்சக்தி ஆதாரங்களாக மாற்றப்படலாம் என்று ஆய்வு செய்கின்றனர்.
திட நிலை பேட்டரிகள் வேகமாக சார்ஜ் செய்கிறதா?
சில திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் 5 mS/cm க்கும் அதிகமான அயனி கடத்துத்திறன் கொண்டவை மற்றும் அவை ஒற்றை அயனி கடத்திகளாகும். அதிக மின்னோட்டத்தில், இது திட எலக்ட்ரோலைட்டில் துருவமுனைப்பு எதிர்ப்பை உருவாக்குவதைத் தடுக்கிறது. இதன் விளைவாக, வேகமாக சார்ஜ் செய்வது சாத்தியமானது. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் எரியக்கூடிய திரவ எலக்ட்ரோலைட்டை மாற்றுவதற்கு திட-நிலை பேட்டரிகள் ஒரு திடப்பொருளைப் பயன்படுத்துகின்றன, பொதுவாக ஒரு பாலிமர் அல்லது பீங்கான் கலவை. பாரம்பரிய கிராஃபைட் அல்லது சிலிக்கான் அனோட்களுக்கு மாற்றாக லித்தியம்-உலோக அனோட்கள் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளன. திட-நிலை லித்தியம்-உலோக பேட்டரிகளை உருவாக்குவதற்கான இந்த முயற்சியானது ஆற்றல் அடர்த்தியை இரட்டிப்பாக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, அதே நேரத்தில் சார்ஜ் செய்யும் நேரத்தை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.
திட நிலை பேட்டரி எவ்வாறு தயாரிக்கப்படுகிறது?
திட நிலை பேட்டரியில், இரண்டு முக்கிய அடுக்குகள் மட்டுமே உள்ளன, கத்தோட் என்பது ஒரு திட-நிலை பீங்கான் பிரிப்பானுடன் மின் தொடர்பு கொண்ட ஒரு நேர்மறை மின்முனையாகும், இது பாலிமர் பிரிப்பானை மாற்றுகிறது, இது வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் காணப்படும் நுண்ணிய பாலிமர் பிரிப்பானை மாற்றுகிறது. அனைத்து-திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்களும் சூப்பர்யோனிக் கடத்திகள் மற்றும் உகந்த இடைமுகங்களை நம்பியுள்ளன.
ஒரு நல்ல திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்டை உருவாக்குவதற்கான சவாலானது, நேர்மறை மின்முனைகள், அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் ஒரே நேரத்தில் கடத்தப்பட வேண்டிய இடைமுகம், மூன்று-கட்ட எல்லைகளைக் கடப்பதாகும், இதற்கு மிகவும் இடைப்பட்ட கட்டம் தேவைப்படுகிறது. இடைமுகத்தில் ஒரே நேரத்தில் எலக்ட்ரான் மற்றும் அயன் போக்குவரத்தை அடைவது மற்றும் இடைமுகங்களைக் கட்டுப்படுத்துவது ஒரு சவாலாக உள்ளது.
கார்பனின் முன்னிலையில் எலக்ட்ரோலைட்டின் நேர்மறை எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்ற நிலைத்தன்மையுடன் கூடிய இரசாயன நிலைத்தன்மையின் சிக்கல்கள் மற்றும் உலோக அயன் டென்ட்ரைட்டுகளின் சிக்கல்கள் பாதுகாக்கப்பட்ட இடைமுகங்களை இணைக்க வேண்டும். திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளை விட குறைந்த அயனி கடத்துத்திறன் அளவைக் கொண்டிருக்கும். எலக்ட்ரோலைட்-எலக்ட்ரோடு இடைமுகத்தில் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துவதும் அவசியம்.
பேட்டரிகளுக்கான திட எலக்ட்ரோலைட்டுக்கான சவால்கள்:
அதிக செயலில் நிறை கொண்ட தடிமனான கலப்பு நேர்மறை மின்முனைகள்: திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் உயர் அயனி கடத்துத்திறன். ஆக்சைடுடன் நிலையான இடைமுகம் மற்றும் மின்னணு முறையில் நடத்தும் சேர்க்கைகளுடன் குறைந்த ரெடாக்ஸ் செயல்பாடு.
மெல்லிய குறைந்த நிறை திட எலக்ட்ரோலைட் சவ்வுகள் நல்ல இயந்திர பண்புகள், நீர்த்துப்போகும் தன்மை மற்றும் மாறும் அழுத்தக் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.
அனைத்து SSB எலக்ட்ரோலைட்டுகளும் முன்னோடியில்லாத வகையில் உயர் அயனி கடத்துத்திறன் மற்றும் அனோட் மற்றும் கேத்தோடிற்கு இடையே சிறந்த நிலைத்தன்மையை வழங்குகின்றன. அனோடின் இணக்கத்தன்மை இதில் முக்கியமானது, ஏனெனில் இது மற்ற வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளை விட செல் அளவில் முதன்மையான பலனை வழங்குகிறது.
மூன்று முக்கிய திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் உள்ளன:
பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட் : பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டின் நன்மை செல் செயலாக்கம் ஆகும். குறைபாடுகள் உலோகத்திற்கு எதிராக ஒப்பீட்டளவில் மோசமான நிலைத்தன்மை மற்றும் குறிப்பாக குறைந்த வெப்பநிலையில் ஒப்பீட்டளவில் மோசமான கடத்துத்திறன் ஆகும்.
குறைந்த அயனி கடத்துத்திறன் = அயனிகளின் குறைந்த போக்குவரத்து = குறைந்த சக்தி.
ஆக்சைடு எலக்ட்ரோலைட்: அவை சிறந்த இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மிகவும் திடமானவை மற்றும் உலோக நேர்மின்வாயிலுக்கு எதிராக வேதியியல் ரீதியாக நிலையானவை. ஆக்சைடு எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்தி எவ்வளவு விரைவாகத் துருப்பிடிக்க முடியும் மற்றும் செயலாக்க சவாலானது, ஏனெனில் அவை மிக அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படுவதால் குறைந்த தர திறன்கள் முக்கிய குறைபாடுகளில் அடங்கும். அவை அதிக வெப்ப நிலைத்தன்மை, அலட்சியமான செல் செயலாக்கம், ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன் மற்றும் கடத்துத்திறன் அடிப்படையில் மிதமானவை. ஆக்சைடு அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பொதுவாக வேதியியல் ரீதியாக நிலையானவை மற்றும் உயர் ஆற்றல் கேத்தோடு பொருட்களுடன் பயன்படுத்தப்படலாம்.
இருப்பினும், அயனி கடத்துத்திறன் சல்பைட் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகளை விட குறைவாக உள்ளது.
பெரோவ்ஸ்கைட் கொண்ட பொருட்கள் (LLTO: லித்தியம் லந்தனம் டைட்டானியம் ஆக்சைடு)
கார்னெட் அமைப்பு (LLZO, லித்தியம் லந்தனம் சிர்கோனியம் ஆக்சைடு), அதே போல் நாசிகான் (LAGP: லித்தியம் அலுமினியம் ஜெர்மானியம் பாஸ்பேட்), ஆக்சைடு அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் ஈர்க்கக்கூடியவை.
சல்பைட் எலக்ட்ரோலைட்: அவை பாலிமர் மற்றும் ஆக்சைடுக்கு இடையில் இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை எந்த எலக்ட்ரோலைட் வகுப்பிலும் அதிக கடத்தும் தன்மை கொண்டவை. சாதனை படைத்த அனைத்து எலக்ட்ரோலைட்டுகளும் சல்பைட் வகுப்பு பொருட்களிலிருந்து வந்தவை. அவை அதிக கடத்துத்திறன், அதிக செல் செயலாக்கம் மற்றும் அதிக வெப்ப திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் ஈரப்பதத்திற்கு உணர்திறன் கொண்டவை. அயனி கடத்துத்திறன் பொதுவாக சல்பைட் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் அவை வேதியியல் ரீதியாக நிலையற்றவை.
அறை வெப்பநிலையில், உருவமற்ற லித்தியம் டின் பாஸ்பரஸ் சல்பைடு (LSPS) மிக அதிக அயனி கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. மறுபுறம், லித்தியம் உலோகத்துடன் இணக்கமின்மை கவலைக்குரியது.
எலக்ட்ரோலைட்டுகளை தீர்மானிக்கும் ஒரு பொருள் சேர்க்கை என அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு சேர்க்கை என்பது கேத்தோடு மற்றும் அனோட் பரப்புகளில் ஒரு பாதுகாப்பு பூச்சு உருவாக்கும் ஒரு பொருளின் சிறிய அளவு ஆகும். இது கேத்தோடிற்கும் அனோடிற்கும் இடையில் லித்தியம் அயனிகளின் சீரான பாதையை எளிதாக்குவதன் மூலம் பேட்டரி சிதைவைத் தடுக்கிறது.
கேத்தோடு மற்றும் அனோட் சேர்க்கைகள் இரண்டு வகையான சேர்க்கைகள். கத்தோட் சேர்க்கைகள் கேத்தோடு கட்டமைப்பை உறுதிப்படுத்தி, மேற்பரப்பைப் பாதுகாப்பதன் மூலம் பேட்டரி வயதானதைத் தடுக்கிறது, அதிக வெப்பம் மற்றும் அதிக சார்ஜ் செய்வதை நீக்குகிறது. அனோட் சேர்க்கைகள் கரைப்பான்களை விட வேகமாக கரைந்து, அதன் ஆயுளை நீட்டிக்கும், அதிக வெப்பத்தைத் தடுக்கும் மற்றும் பேட்டரியை சார்ஜ் செய்ய வைக்கும் அனோடில் ஒரு வலுவான படலை உருவாக்குகிறது. சேர்க்கைகள் அதன் வாழ்நாளை நீட்டிப்பதன் மூலம் ஒட்டுமொத்த அமைப்பில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, உயர் வெப்பநிலை சிக்கல்களை மேம்படுத்துகின்றன மற்றும் எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன.
பிரிப்பான் என்பது கேத்தோடு மற்றும் அனோடைப் பிரிக்கும் நான்கு அம்சங்களைக் கொண்ட ஒரு மெல்லிய இன்சுலேடிங் சவ்வு ஆகும். இரண்டாவதாக, பெயர் குறிப்பிடுவது போல, பிரிப்பான்கள் மின்கலத்திற்குள் தொடர்பு கொள்வதிலிருந்து கேத்தோடு மற்றும் அனோடைப் பாதுகாக்கின்றன.
இரண்டாவதாக, பிரிப்பான்கள் சப்மிக்ரான் அளவிலான துளைகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை நிர்வாணக் கண்ணுக்குத் தெரியாது, மேலும் துளைகள் லித்தியம் அயனிகளுக்கு கேத்தோடிற்கும் அனோடிற்கும் இடையில் செல்லும் சேனல்களாக செயல்படுகின்றன. பிரிப்பான்கள் நல்ல மெக்கானிக்கல் ஸ்திரத்தன்மையைக் கொண்டிருப்பதால், இழுவிசைப் பண்பு துணை தயாரிப்புகள் மற்றும் வெளிநாட்டுப் பொருட்களை வெளியே வைத்து, பாதுகாப்பை உறுதி செய்கிறது. மின்வேதியியல் ரீதியாக நிலையான மற்றும் உயர்-இன்சுலேஷன் பொருட்களை பிரிப்பான்களாகப் பயன்படுத்தலாம். பிரிப்பான்கள் கத்தோட் மற்றும் அனோட் தொடர்புகளைத் தவிர்க்க வேண்டும், மேலும் அவை லித்தியம் அயனிகள் அல்லது பேட்டரியில் உள்ள பிற அயனிகளில் தலையிட்டால் அது பெரிய சிக்கல்களுக்கு வழிவகுக்கிறது. ஒரு பேட்டரியின் வெப்பநிலை ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பை மீறினால், துளைகளை மூடுவதன் மூலமும், அயனிகளின் இயக்கத்தைத் தடுப்பதன் மூலமும் பிரிப்பான்கள் பாதுகாப்பை உறுதிசெய்ய முடியும்.
இறுதியாக, SSB பிரிப்பான்கள் அதிக செயலில் உள்ள பொருட்களை பேட்டரியில் இணைத்து, ஆற்றல் அடர்த்தியை அதிகரிக்கும் அளவுக்கு சிறியதாக இருக்க வேண்டும். சேதத்தைத் தவிர்க்கவும், பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்தவும், அவர்கள் அதிக இயந்திர சக்தியைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.
திட எலக்ட்ரோலைட் தேவைகள்
திட-நிலை பேட்டரிகளின் வணிகமயமாக்கலுக்கு, குறிப்பிட்ட பண்புகளின் கலவையுடன் கூடிய திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் தேவைப்படும். பொருத்தமான திரவ எலக்ட்ரோலைட் மாற்றாக இருக்க, திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் 0.1 mS/cm க்கும் அதிகமான லித்தியம் அயனி கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எலக்ட்ரோலைட் லித்தியம் குறைப்புக்கு வேதியியல் ரீதியாக நிலையானதாக இருக்க வேண்டும் அல்லது ஒரு செயலற்ற எதிர்வினை அடுக்கு உருவாக வேண்டும். உள் செல் எதிர்ப்பைக் குறைக்க, எலக்ட்ரோலைட் குறைந்த-எதிர்ப்பு இடைமுகங்களை உருவாக்க வேண்டும்.
கார உலோக இடைமுகத்தில், வளிமண்டலத்தில் வினைபுரியும் அடி மூலக்கூறு அடுக்குகள், குறைக்கப்பட்ட ஆக்சைடுகள் மற்றும் ஒத்திசைவற்ற ஈரமாக்குதல் ஆகியவை கணிசமான இடைமுக எதிர்ப்புக்கு வழிவகுக்கும், குறைந்த-எதிர்ப்பு இடைமுகங்களை உருவாக்குவது சிக்கலானது., எலக்ட்ரோலைட் பரவுவதைத் தவிர்க்க போதுமான வலிமை மற்றும் முறிவு கடினத்தன்மையைக் கொண்டிருக்க வேண்டும். எலக்ட்ரோலைட் மூலம் லித்தியம் இழைகள். நேர்மின்வாயில் மற்றும் கேத்தோடு ஆற்றல்கள் இரண்டிலும், எலக்ட்ரோலைட் நிலையானதாக இருக்க வேண்டும்.
திட எலக்ட்ரோலைட் வடிவங்கள்
பாலிமர் திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் குறைந்த அயனி கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருப்பதால், அவை பொதுவாக அதிக அயனி போக்குவரத்தின் பலனைப் பெற அதிக வெப்பநிலையில் (60°C-80°C) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாலிமர்கள் வேலை செய்வது எளிது என்றாலும், லித்தியம் உலோக அனோடை நிலையானதாக வைத்திருக்க அவற்றின் இயந்திர பண்புகள் போதுமானதாக இல்லை.
இதன் விளைவாக, கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் அதிக அங்கீகாரத்தைப் பெற்றுள்ளன. திட சல்பைட் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கடத்துத்திறன் அனைத்து திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளிலும் வலுவானது.
பல இரசாயனங்கள் இருந்தாலும், Li2 S-P2 S5 அமைப்பு அதிகம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. Li2 S-P2 S5 கட்டமைப்பில், எலக்ட்ரோலைட்டுகள் கண்ணாடி, படிக அல்லது ஓரளவு படிகமாக இருக்கலாம். டோப் செய்யப்படாத Li2 S-P2 S5 எலக்ட்ரோலைட்டுகள் லித்தியத்துடன் குறைந்த மின்வேதியியல் நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அதே சமயம் டோப் செய்யப்பட்ட பதிப்புகள் மேம்பட்ட நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. அறை வெப்பநிலையில் அல்லது 400 டிகிரி செல்சியஸ்க்குக் கீழே, சல்பைட் எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் நீர்த்துப்போகும் தன்மை, துகள்களுக்கு இடையே நல்ல மின்வேதியியல் பாலத்துடன் கச்சிதமாகச் சுருக்க அனுமதிக்கிறது. இதன் விளைவாக, சல்பைட் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் செயலாக்க எளிதான கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் ஆகும்.
இருப்பினும், காற்றில் உள்ள நீராவியுடன் வினைத்திறன் சில சல்பைட் எலக்ட்ரோலைட் கலவைகளில் சிக்கலாக இருக்கலாம், H2 S ஐ வெளியிடுகிறது மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டை சிதைக்கிறது. இதன் விளைவாக, அவை பொதுவாக ஆர்கான் அல்லது குறைந்த ஈரப்பதம் கொண்ட உலர் அறை சூழல்களில் செயலாக்கப்படுகின்றன.
ஆக்சைடு அடிப்படையிலான திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் ஒரு கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டின் இரண்டாவது வடிவமாகும். சில வெவ்வேறு வடிவங்கள் உள்ளன, ஆனால் கார்னெட் Li7 La3 Zr2 O12 மிகவும் பொதுவானது. அறை வெப்பநிலையில், திட ஆக்சைடு எலக்ட்ரோலைட்டுகள் வலுவான அயனி கடத்துத்திறன், பரந்த மின்வேதியியல் வரம்பு மற்றும் லித்தியத்திற்கு எதிரான அதிகபட்ச இரசாயன நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. மேலும், ஆக்சைடு பொருட்கள் எந்த திட எலக்ட்ரோலைட்டின் மிக உயர்ந்த மீள் மாடுலி மற்றும் எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அவை லித்தியம் உலோக நேர்மின்வாயின் உடல் நிலைத்தன்மை மற்றும் நீண்ட கால செல் வாழ்நாள்களுக்கு சிறந்தவை. மின் வேதியியல் பண்புகளின் சிறந்த கலவையைக் கொண்டிருந்தாலும், அதிக அயனி கடத்துத்திறன் கொண்ட அடர்த்தியான எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு 1,000 ° C – 1,300 ° C வரை வெப்பமூட்டும் வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது.
திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் டென்ட்ரைட் அல்லது லித்தியம் இழை வளர்ச்சிக்கான எதிர்ப்பானது தற்போதைய அடர்த்தி அல்லது மொத்த செல் மின்னோட்டத்தை எலக்ட்ரோலைட் குறுக்குவெட்டு பகுதியால் வகுக்கப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, லித்தியம் உலோகம் கலத்திற்குள் ஊடுருவும் போது செல் ஒரு முக்கியமான மின்னோட்ட அடர்த்தியில் (CCD) தோல்வியடையும். இந்த முக்கியமான மதிப்பின் கீழ் தற்போதைய அடர்த்தியில் நிலையான சார்ஜிங் சாத்தியமாகும். ஒரு திட எலக்ட்ரோலைட்டின் இருபுறமும் லித்தியம் மின்முனைகளுடன் சமச்சீரற்ற செல்களில் லித்தியத்தின் நிலையான மின்னோட்ட முலாம் ஒரு நிலையான CCD பரிசோதனை ஆகும்.
LGPS சல்பைட் திட எலக்ட்ரோலைட் தயாரிப்பில், பொருளின் அமைப்பு நியூட்ரான் கற்றைகள் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது. திட கடத்தியின் மூலக்கூறு கட்டமைப்பிற்குள் அயனிகளின் நேரியல் இயக்கத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் அவதானிக்க முடிந்தது. ஒரு சுரங்கப்பாதை அதன் 3D அமைப்பில் காணப்படுகிறது. இந்த சுரங்கப்பாதையில் லித்தியம் அயனிகளின் இயக்கம் காணப்பட்டது. இந்த குறிப்பைக் கொண்டு, ஆராய்ச்சியாளர்களால் பொருளின் அயனி கடத்துத்திறன் மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த முடிந்தது, LGPS இல் ஒரு சிறிய அளவு குளோரின் சேர்ப்பதன் மூலம் இரண்டு புதிய பொருட்களை உருவாக்கியது. இந்த பொருட்கள் உலகின் மிக உயர்ந்த அயனி கடத்தி செயல்திறனை வெளிப்படுத்தின.
இந்த பொருட்கள் ஒரு பொருள் வடிவமைப்பு டிஃப்ராக்டோமீட்டர் மூலம் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன. முடிவுகள் ஒரு புதுமையான கட்டமைப்பைக் காட்டியது, இது அயனிகளை ஒன்றுக்கு பதிலாக முப்பரிமாணத்தில் நகர்த்த அனுமதிக்கிறது. இதுவே பொருட்களின் மிக உயர்ந்த செயல்திறனை சாத்தியமாக்கியது. உருவாக்கப்பட்ட புதிய தலைமுறை செல்கள் ஒரு பரவலான மத்தியில், இந்த பொருட்கள் அனைத்து SSB பயன்படுத்த வலுவான எலக்ட்ரோலைட்கள் ஆனது.
லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும் போது இந்த SSB சற்று அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் அதிக ஆற்றல் வெளியீடு உள்ளது. எனவே, அனைத்து SSB இன் தகுதிகளும் சிறிய, அதிக திறன் கொண்ட பேட்டரிகளைக் கொண்டிருக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அவை குறுகிய காலத்தில் ரீசார்ஜ் செய்யப்படுகின்றன. எலக்ட்ரோலைட் பொருட்களின் அர்ப்பணிப்பு ஆராய்ச்சி மற்றும் அணு பகுப்பாய்வு நிலை ஆகியவற்றின் விளைவாக, இந்த புதிய அனைத்து SSBகளும் புதிய தலைமுறை பேட்டரிகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
லித்தியம் அயன் திட-நிலை பேட்டரியில், பேட்டரி சார்ஜ் ஆக, லித்தியம் நுண்துளை இல்லாத திட-நிலை பீங்கான் பிரிப்பானின் அணு லட்டு வழியாக பயணிப்பதை விட்டுவிடுகிறது. லித்தியம் உண்மையிலேயே பிரிக்கப்பட்டவுடன், அது பிரிப்பானுக்கும் மின் தொடர்புக்கும் இடையில் படிந்து தூய உலோக லித்தியத்தின் நேர்மின்முனையை உருவாக்குகிறது. லித்தியம் மெட்டல் அனோட் ஒரு திட-நிலை பேட்டரியின் ஆற்றலை ஒரு சிறிய ஆற்றல் தொகுதியில் சேமிக்க அனுமதிக்கிறது, இது வழக்கமான லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை செயல்படுத்துகிறது. சாலிட்-ஸ்டேட் லித்தியம் மெட்டல் பேட்டரிகள், பதினைந்து நிமிட வேகமான சார்ஜ் மற்றும் ஆர்கானிக் பாலிமர் பிரிப்பானை நீக்குவதன் மூலம் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டிலிருந்து அதிக வரம்பை அனுமதிக்கின்றன.
உயர் ஆற்றல் லித்தியம் அயன் பேட்டரி:
- அதிக ஆற்றல் கொண்ட பொருட்களின் பயன்பாடு
- நிக்கல் நிறைந்த என்எம்சி அல்லது என்சிஏ கேத்தோட்கள், சிலிக்கான் கலவை அனோடுடன் இணைந்தால், அதிக கிராவிமெட்ரிக் மற்றும் வால்யூமெட்ரிக் ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகின்றன.
- உற்பத்தி நோக்கங்களுக்காக செலவுக் குறைப்பு எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
- உற்பத்தி செயல்முறையில் சிறிய மாற்றங்கள் மட்டுமே தேவை.
திட நிலை லித்தியம் பேட்டரி
லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரி:
- வெளியேற்றப்படும்போது, லித்தியம் கேத்தோடில் கந்தகத்துடன் வினைபுரிந்து லித்தியம் சல்பைடுகளை உருவாக்குகிறது.
- கந்தகம், ஒரு பரவலான மற்றும் செலவு குறைந்த பொருளாக, குறைந்த விலை பேட்டரி செல்களை வழங்குகிறது.
- சுழற்சி மற்றும் வாழ்க்கை தொடர்பான நிச்சயமற்ற தன்மை மற்றும் அதிக வெப்பநிலை உணர்திறன் ஆகியவை சந்தைப் பிரிவு வளர்ச்சியைத் தொடர்ந்து தடுக்கின்றன.
- தற்போது, வாகன பயன்பாட்டிற்கு வால்யூமெட்ரிக் ஆற்றல் அடர்த்தி மிகவும் மோசமாக உள்ளது.
லித்தியம்-காற்று பேட்டரி:
- லித்தியம் வெளியேற்றத்தின் போது கேத்தோடு பக்கத்தில் ஆக்ஸிஜனுடன் ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது, இதன் விளைவாக லித்தியம் பெராக்சைடு மற்றும் லித்தியம் ஆக்சைடு உருவாகிறது.
- அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் சுற்றுப்புற காற்றின் பயன்பாடு தொழில்நுட்ப ரீதியாக சாத்தியமாகும்.
- சுழற்சி நிலைத்தன்மையில் பெரும் தடைகள், அடுத்த தசாப்தத்தில் கார் பயன்பாடு சாத்தியமற்றதாக தோன்றுகிறது.
அனைத்து SSB இன் செயல்பாடு மற்றும் வடிவமைப்பு
- ஒரு அயனி-ஊடுருவக்கூடிய திட எலக்ட்ரோலைட் ஒரு பிரிப்பானாக செயல்படுகிறது மற்றும் அனைத்து SSB இன் கேத்தோடு மற்றும் நேர்மின்முனைக்கு இடையில் இடஞ்சார்ந்த மற்றும் மின்சாரம் இரண்டையும் வழங்குகிறது.
- தேர்வு செய்ய பல்வேறு செல் வடிவமைப்புகள் உள்ளன. மேலே உள்ள வரைபடத்தில் ஒரு மெல்லிய-படக் கலம் சித்தரிக்கப்பட்டுள்ளது. தடிமனான அடுக்குகளை உருவாக்க ஒரு கூட்டு கேத்தோடு பயன்படுத்தப்படலாம்.
- லித்தியம் அயனிகள் அனோடில் இருந்து திட எலக்ட்ரோலைட் வழியாக கேத்தோடிற்கு அனைத்து SSB யும் வெளியேற்றப்படும் போது செல்கிறது. அதே நேரத்தில் வெளிப்புற சுமைகளில் ஒரு சக்தி பாய்கிறது.
- அனோட்-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தில் உள்ள எதிர்ப்பானது பேட்டரி கலத்தின் செயல்திறனில் ஒரு முக்கியமான காரணியாகும். இதைத் தணிக்க ரப்பர் அல்லது அலுமினிய அலாய் போன்ற வெளிப்புறத் தாள் பயன்படுத்தப்படலாம்.
- வலுவான எலக்ட்ரோலைட் காரணமாக இருமுனை ஸ்டாக்கிங் சாத்தியமாகும். இதன் விளைவாக, அடிப்படை செல்கள் வரிசையாக இணைக்கப்படுகின்றன.
திட நிலை பேட்டரிகள் எதிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன?
திட-நிலை பேட்டரி பொருட்கள்:
ஆனோட்:
அதிகபட்ச ஆற்றல் அடர்த்தியை அடைவதற்கான தத்துவார்த்த திறன் காரணமாக, லித்தியம் உலோக அனோட்கள் சிறந்ததாகக் கருதப்படுகின்றன. வலுவான எலக்ட்ரோலைட், மறுபுறம், உலோக லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளை உருவாக்குவதைத் தடுக்க வேண்டும். மேலும், லித்தியம் வளிமண்டல ஆக்ஸிஜனுடன் ஒரு செயலற்ற அடுக்கை உருவாக்குவதால், ஒரு செயலற்ற வளிமண்டலத்தின் கீழ் கையாளுதல் தேவைப்படுகிறது.
அனோட் பொருளாக சிலிக்கான் மிக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது, ஆனால் அது லித்தியத்துடன் கலக்கும்போது நிறைய அளவு மாற்றங்களைச் சந்திக்கிறது.
கேத்தோடு:
உலோக ஆக்சைடு கேத்தோடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அனைத்து SSB க்கும் பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட மிகக் குறைவான பொருட்கள் இருப்பதால், தற்போதுள்ள கேத்தோடு பொருட்கள் பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கொள்கையளவில், எலக்ட்ரோலைட்டின் அடிப்படையில் பலவிதமான நிரூபிக்கப்பட்ட கேத்தோடு பொருட்களைப் பயன்படுத்தலாம், இது லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LFP) போன்ற மலிவான மற்றும் பாதுகாப்பான பொருட்களிலிருந்து லித்தியம் நிக்கல் மாங்கனீஸ் கோபால்ட் ஆக்சைடு (NMC) வரை மாறுபடும். லித்தியம் கோபால்ட் ஆக்சைடு (LCO) ஒரு கேதோட் பொருளாகவும், LLZO எலக்ட்ரோலைட்டாகவும் மட்டுமே போதுமான நிலைத்தன்மையையும் செயல்திறனையும் நடைமுறையில் நிரூபிக்கின்றன.
அனைத்து திட நிலை பேட்டரிகளின் உற்பத்தி செயல்முறை
- எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் செயலாக்கம், செல் அசெம்பிளி மற்றும் செல் ஃபினிஷிங் ஆகியவை அனைத்து SSB உற்பத்தியில் மூன்று முக்கிய படிகள் ஆகும்.
- உலகளாவிய உண்மையான செயல்முறை சங்கிலி இல்லை; மாற்றாக, பல சாத்தியமான செயல்முறை சங்கிலிகள் பயன்படுத்தப்படலாம். இவை லித்தியம்-அயன் பேட்டரி உற்பத்தி செயல்முறையிலிருந்து பல வழிகளில் வேறுபடுகின்றன.
- இந்த முறையானது, முதன்மையாக மின்முனை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் வெளியீட்டின் அடிப்படையில் இரண்டு வெவ்வேறு செயல்முறைத் தேர்வுகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்கிறது.
மின்முனை மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்
உற்பத்தி —- செல் அசெம்பிளி——செல் முடித்தல்
செயல்முறை ஏ
செயல்முறை பி
கனிம திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் அகழி செல்களின் தொகுப்பு இரண்டு செயல்முறை விருப்பங்களுக்கும் உட்பட்டது. அனைத்து திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கு, பை செல் வடிவம் மிகவும் பொருத்தமானதாக இருக்கும்.
ஒரு ப்ரிஸ்மாடிக் அல்லது வட்ட செல்:
அனைத்து திட-நிலை பேட்டரியின் திடமான கூறுகள் காரணமாக, முறுக்குகள் பெரிய சவால்களை எதிர்கொள்கின்றன. உடையக்கூடிய பீங்கான் அடுக்குகள் விரிசல்களை உருவாக்கலாம். மேலும், சரியான அடுக்கு ஒட்டுதலின் பிரச்சனை இன்னும் தீர்க்கப்படவில்லை.
பை செல்:
தட்டையான அடுக்குகள் சிதைக்கப்படாததால், அனைத்து திட-நிலை பேட்டரிகளும் அடுக்கி வைப்பதன் மூலம் பயனடைகின்றன. மேலும், எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் செயலாக்கத்தின் போது அடுக்கு கலவை உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, அடிப்படை செல்களை மட்டுமே பின்னர் அடுக்கி வைக்கும்.
வளிமண்டலத்தில் பொருட்களின் வினைத்திறன் காரணமாக உற்பத்தி செயல்முறைக்கு ஒரு உலர் அறை தேவைப்படுகிறது. உலோக லித்தியத்துடன் பணிபுரியும் போது, ஆர்கான் போன்ற ஒரு மந்த வாயு பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.
லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களின் வளர்ச்சியில் பெறப்பட்ட திறனின் பொருந்தக்கூடிய தன்மையின் விரிவான மதிப்பீடு ஒவ்வொரு செயல்முறை நிலைக்கும் செய்யப்படுகிறது.
செயல்முறை A மூலம் எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உற்பத்தி:
- எலெக்ட்ரோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் செயலாக்கத்தில் கேத்தோடு, எலக்ட்ரோலைட் மற்றும் அனோட் ஆகியவற்றின் கலவை உருவாகிறது.
- எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் வளர்ச்சிக்குப் பிறகு ஒரு அடிப்படை செல் உள்ளது.
- முதல் செயல்முறை சங்கிலியின் முக்கிய அம்சம், செயல்முறை சங்கிலி A, அடுக்குகள் உருவாக்கப்பட்டு பின்னர் லேமினேட் செய்யப்படும் ஒரு தொடர்ச்சியான வெளியேற்ற செயல்முறை ஆகும்.
- இந்த செயல்முறை சங்கிலி குறிப்பாக சல்பைட் அடிப்படையிலான அனைத்து திட-நிலை பொருட்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உற்பத்தி (கலவை):
- உற்பத்தி முறை
- இரண்டு வெவ்வேறு கூட்டுத் தொழில்கள் கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உருகலைப் பயன்படுத்துகின்றன.
- பொருள் கூறுகள் ஒரு இரட்டை திருகு எக்ஸ்ட்ரூடரின் சூடான பீப்பாய்க்குள் கொடுக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை கிரானுலேட் அல்லது தூளாக வழங்கப்படலாம்.
- எக்ஸ்ட்ரூடரின் சுழற்சி இயக்கங்கள் பொருள் கூறுகளுக்கு ஆற்றலைக் கொண்டு செல்கின்றன. இதன் விளைவாக, உருகுவது ஒரே மாதிரியானது.
- மின்னாற்பகுப்புத் துகள்கள், எதிர்மின்வாயிலுக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையே உள்ள எதிர்ப்பைக் குறைக்கின்றன, அத்துடன் பைண்டர்கள் மற்றும் சேர்க்கைகள், கேத்தோடு செயலில் உள்ள உள்ளடக்கத்துடன் கலக்கப்படுகின்றன.
- எலக்ட்ரோலைட் மூலக்கூறுகள் மற்றும் பாலிமர் பைண்டர்கள் எலக்ட்ரோலைட்டின் இரண்டு பொருள் கூறுகள்.
செயல்முறைக்கான அளவுருக்கள் மற்றும் நிபந்தனைகள்:
- வழங்கப்பட வேண்டிய தனிப்பட்ட பொருட்களின் அளவு
- சிலிண்டரில் வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம்
- எக்ஸ்ட்ரூடரின் வீதம் மற்றும் அழுத்தம்
- வெட்டு சக்தி
தரமான அம்சங்கள்:
- உருகும் ஒருமைப்பாடு
- உருகும் பாகுத்தன்மை
- கலவை அளவு மற்றும் அளவு
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- உயர் செயல்திறன் கலவை ஆலை
கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உற்பத்தி (இணை வெளியேற்றம்):
- உற்பத்தி முறை
- பொருத்தமான இறக்கத்தில், கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உருகுதல் ஆகியவை இணைந்து வெளியேற்றப்படுகின்றன. இது ஒரு கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் அடுக்கு கலவையை விளைவிக்கிறது.
- தனித்தனி சேனல்கள் கேத்தோடிற்கு உணவளிக்கின்றன, மேலும் எலக்ட்ரோலைட் வெளியேற்றத்தின் மூலம் உருகும்.
- மெல்ட்ஸ் சேனல்கள் வழியாக எக்ஸ்ட்ரூஷன் டைஸ் அவுட்லெட்டுக்கு செல்கிறது. உருகுவது ஒரு ஸ்லாட் டையைப் பயன்படுத்தி தற்போதைய கடத்தியில் வெளியேற்றப்படுகிறது.
செயல்முறை அளவுரு மற்றும் தேவைகள்:
- அடுக்கு தடிமன் சரிசெய்தல்
- உருகும் தீவன விகிதம்
- வெப்ப நிலை
- அழுத்தம்
- ரோல் வேகம்
- காலண்டர் ரோலின் அழுத்த அழுத்தம்
தரமான அம்சங்கள்:
- பூச்சு தடிமன்
- அடுக்கு அகலம்
- அடுக்குகளுக்கு இடையில் ஒட்டுதல்
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- திரை அச்சிடுதல்
படலம் வார்ப்பு
அனோட் உற்பத்தி (வெளியேற்றம் மற்றும் காலண்டரிங்):
- அனைத்து SSB அனோடையும் உலோக லித்தியம் ஃபாயிலால் செய்ய முடியும். இந்த லித்தியம் பிலிம் தயாரிக்க, அடுத்தடுத்த காலெண்டரிங் மூலம் வெளியேற்றம் பயன்படுத்தப்படலாம்.
- இந்த நோக்கத்திற்காக பிஸ்டன் எக்ஸ்ட்ரூடரின் சிலிண்டரில் திரவ லித்தியம் ஊற்றப்படுகிறது. லித்தியம் பின்னர் ஒரு பிஸ்டன் மூலம் ஒரு முனையில் பிழியப்படுகிறது.
- வெளியேற்றத்திற்குப் பிறகு காலெண்டரிங் ஒருமைப்பாடு மற்றும் ஆப்டிகல் ஃபிலிம் தடிமன் ஆகியவற்றை உறுதி செய்கிறது. இந்த காரணத்திற்காக ஒரு மசகு எண்ணெய் பயன்பாட்டுடன் இரண்டு உருளைகள் மூலம் படம் பதற்றத்தின் கீழ் உருட்டப்பட்டது.
- உருளைகள் லித்தியத்தின் ஒட்டும் தன்மையுடன் வேலை செய்ய வேண்டும். பாலிஅசெட்டலால் செய்யப்பட்ட பாலிமர் பூசப்பட்ட உருளைகள் இதை நிறைவேற்றும்.
செயல்முறை அளவுருக்கள் மற்றும் தேவைகள்:
- வெளியேற்ற வேகம்
- வெப்ப நிலை
- முனை வடிவியல்
- காலண்டர் ரோல்களின் அழுத்த அழுத்தம்
- மசகு எண்ணெய் விநியோக வேகம்
- ரோல் வேகம்
தரமான அம்சங்கள்:
- திரைப்பட தடிமன்
- படலம் அகலம்
- லித்தியம் படலத்தின் ஒருமைப்பாடு
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- அணு அடுக்கு படிவு
PVD செயல்முறை
அடுக்கு கலவை உற்பத்தி (லேமினேட்டிங்):
- லித்தியம் படலம் பதப்படுத்தப்பட்ட பிறகு கேத்தோடு-எலக்ட்ரோலைட் கலவையில் லேமினேட் செய்யப்படுகிறது. இந்த பணிக்காக உருளைகளைப் பயன்படுத்தி இரண்டு அடுக்குகள் ஒன்றாக வைக்கப்படுகின்றன.
- அடுத்த கட்டத்தில் இரண்டு அடுக்குகளை ஒன்றாக இணைக்க இரண்டு உருளைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அதிக ஒட்டுதல் சக்திகளைப் பெற, இவை சூடுபடுத்தப்படுகின்றன. வெப்பமூட்டும் மற்றும் அழுத்தும் போது பாலிமர்கள் ஒரு அடுக்கில் இருந்து அடுத்த அடுக்குக்கு ஊடுருவி, நேர்மின்முனைக்கும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையே இணைப்பை உருவாக்குகிறது.
- “உலர்ந்த” மற்றும் “ஈரமான” லேமினேஷன் வார்த்தைகளை வேறுபடுத்தலாம். லேமினேஷன் வரை, ஈரமான லேமினேஷன் ஒரு கரைப்பான் மூலம் தொடர்பு மேற்பரப்புகளை ஈரப்படுத்துகிறது. இது குறைந்த வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த அழுத்த லேமினேஷனை எளிதாக்குகிறது.
செயல்முறையின் அளவுருக்கள் மற்றும் தேவைகள்:
- அடுக்குகளின் உணவு வேகம்
- ரோல் வேகம்
- அழுத்தம்
- அடுக்குகளின் விருப்ப வெப்பமாக்கல்
தரமான அம்சங்கள்:
- அடுக்குகளுக்கு இடையில் ஒட்டுதல்
- விரும்பிய கலவை தடிமன்
- கலவையின் வடிவியல்
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- அழுத்துதல் மற்றும் அடுத்தடுத்த சின்டெரிங்
எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் உற்பத்தி செயல்முறை பி
- இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) செயல்முறை, இதில் தனிப்பட்ட அடுக்குகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக சேர்க்கப்படும், செயல்முறை சங்கிலி B இன் முக்கிய அம்சம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.
- இந்த தற்போதைய செயல்முறை, ஒரு மெல்லிய-பட பேட்டரியின் உற்பத்தி படிகளைக் காட்டுகிறது, குறிப்பாக ஆக்சைடு அடிப்படையிலான அனைத்து திட-நிலை பேட்டரிகளுக்கு ஏற்றது .
பொருள் தயாரித்தல் (அரைத்தல் மற்றும் கலவை):
- உற்பத்தி முறை
- எலக்ட்ரோலைட் தூளில் இருந்து கத்தோட் தூளை தனிமைப்படுத்த ஒரு பந்து ஆலை பயன்படுத்தப்படுகிறது.
- இந்த பணிக்காக மூலப்பொருட்கள் ஒரு உருளை அரைக்கும் டிரம்மில் வைக்கப்படுகின்றன. இந்த அரைக்கும் டிரம்மில் பந்துகள் அரைக்கும் ஊடகமாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
- சிலிண்டரின் சுழற்சி இயக்கங்கள் தொடக்கப் பொருட்களை இணைக்கின்றன. மேலும், சுழலும் இயக்கம் அரைக்கும் ஊடகம் மற்றும் தொடக்கப் பொருள் ஆகியவை பிந்தையது தரையில் இருக்கும்போது ஒருவருக்கொருவர் தொடர்புடையதாக மாறுவதை உறுதி செய்கிறது.
- அதன் பிறகு, தேவையான தூள் பண்புகளை அடைய தூள் கணக்கிடப்படுகிறது.
செயல்முறையின் தேவைகள் மற்றும் அளவுருக்கள்:
- பந்து பொருள்
- வேகம்
- அரைக்கும் நேரம்
- சிலிண்டர் பொருள்
- தொடக்கப் பொருளின் அளவு
தரமான அம்சங்கள்:
- சராசரி தூள் துகள் அளவு
- தூளின் ஒருமைப்பாடு (கலவையின் அளவு)
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- சோல்-ஜெல் செயல்முறை
அடுக்கு கலவை உற்பத்தி (அதிக அதிர்வெண் தெளித்தல்):
உற்பத்தி செய்முறை:
- கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் பொடிகளில் இருந்து கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் அடுக்குகளை உருவாக்க உயர் அதிர்வெண் ஸ்பட்டரிங் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஸ்பட்டரிங் செயல்முறைக்கான இலக்கு முதலில் ஒரு டை அல்லது ஹாட்-பிரஸ்ஸிங் சிஸ்டத்தைப் பயன்படுத்தி பொடிகளில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது.
- தற்போதைய சேகரிப்பாளர் செயல்முறையின் அடி மூலக்கூறாகவும் செயல்படுகிறார். கேத்தோடு அடுக்கு முதல் கட்டத்தில் டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது. ஒரு எலக்ட்ரோலைட் அடுக்கு பின்னர் கேத்தோடு அடுக்கின் மேல் வைக்கப்படுகிறது.
- அயனிகள் ஸ்பட்டரிங் செயல்பாட்டின் இலக்கை நோக்கமாகக் கொண்டவை. இந்த படிநிலையில் அணுக்கள் இலக்கை விட்டு வெளியேற்றப்படுகின்றன, பின்னர் அது வாயு கட்டத்தை அடைந்து அடி மூலக்கூறுக்கு முன்னேறுகிறது. எனவே அடுக்கு அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் அணுவால் உருவாக்கப்படுகிறது.
- ஒரு வெற்றிட அறை உயர் அதிர்வெண் ஸ்பட்டரிங் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
செயல்முறையின் தேவைகள் மற்றும் அளவுருக்கள்:
- வெப்ப நிலை
- டெபாசிட் நேரம்
- செயல்முறை அழுத்தம்
- சுற்றுப்புற சூழல்
- செயல்முறை ஆற்றல்/சக்தி அடர்த்தி
- இலக்கு விட்டம் & இலக்கு தூரம்
தரமான அம்சங்கள்:
- தற்போதைய சேகரிப்பாளரின் அடுக்கு தடிமன்
- கேத்தோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் அடுக்கு தடிமன்
தொழில்நுட்ப மாற்றுகள்:
- இரசாயன நீராவி படிவு
அடுக்கு கலவை படிவு (சிண்டரிங்)
உற்பத்தி செய்முறை:
- கத்தோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் அடுக்குகள் சிண்டரிங் செய்யும் போது சுருக்கப்படுகின்றன. இரண்டு அடுக்குகளுக்கு இடையிலான பிணைப்பை மேம்படுத்துவதன் மூலம், இடைமுக எலக்ட்ரோலைட்-எலக்ட்ரோடில் எதிர்ப்பைக் குறைக்கலாம்.
- கத்தோட்-எலக்ட்ரோலைட் கலவையை சின்டர் செய்ய ஒரு சிண்டரிங் உலை பயன்படுத்தப்படுகிறது. பொருள் அதன் உருகுநிலைக்குக் கீழே சூடாகிறது.
- தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட செயல்முறை அளவுருக்களின் அடிப்படையில் பொருட்களின் விளைவான போரோசிட்டியை மாற்றியமைக்க முடியும்.
- சுற்றுச்சூழலுடனான எதிர்விளைவுகளைத் தவிர்க்க, சின்டெரிங் செயல்முறை ஒரு மந்த வளிமண்டலத்தில் அல்லது வெற்றிடத்தில் நிகழ்கிறது.
- ஆக்சைடு-அடிப்படையிலான திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு, குறைந்த இடைமுக சகிப்புத்தன்மையை அடைவதற்கு சின்டரிங் மிகவும் முக்கியமானது.
அடுக்கு கலவை உற்பத்தி (வெப்ப ஆவியாதல்):
உற்பத்தி செயல்முறை:
- அனோடை வெப்ப ஆவியாதலைப் பயன்படுத்தி கேதோட்-எலக்ட்ரோலைட் கலவையில் பயன்படுத்தலாம். அனோட் உள்ளடக்கம் உலோக லித்தியத்தால் ஆனது.
- வெப்ப ஆவியாதல், எலக்ட்ரான் கற்றை ஆவியாக்கி போன்ற கொதிநிலைக்கு மேலான வெப்பநிலைக்கு உலோக லித்தியத்தை சூடாக்க வேண்டும், இதனால் அது நீராவி கட்டத்தை அடைய முடியும். வெற்றிட அறையில், நீராவி ஒரே சீராக பரவுகிறது.
- மின்னாற்றலின் குறைந்த வெப்பநிலை மேற்பரப்பில் ஒடுக்கம் பூச்சு உருவாக்குகிறது.
- வெப்ப ஆவியாதல் ஒரு வெற்றிட அறையில் நிகழ்கிறது, இது தெளிப்புடன் ஒப்பிடப்படுகிறது.
