Nickel-cobalt-manganese ternary مواد موجوده پاور بيٽري جي مکيه مواد مان هڪ آهي. ڪيٿوڊ مواد لاءِ ٽن عنصرن جا مختلف مطلب آهن، جن مان نڪل عنصر بيٽري جي گنجائش کي بهتر ڪرڻ آهي. وڌيڪ نڪيل مواد، اعلي مواد جي مخصوص گنجائش. NCM811 وٽ 200mAh/g جي مخصوص گنجائش آھي ۽ اٽڪل 3.8V جو ڊسچارج پليٽ فارم آھي، جنھن کي اعليٰ توانائي جي کثافت واري بيٽري بڻائي سگھجي ٿو. بهرحال، NCM811 بيٽري جو مسئلو خراب حفاظت ۽ تيز چڪر واري زندگي جي خرابي آهي. ان جي چڪر جي زندگي ۽ حفاظت کي متاثر ڪرڻ جا ڪهڙا سبب آهن؟ ڪيئن هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء؟ هيٺيون تفصيلي تجزيو آهي:

NCM811 کي بٽڻ جي بيٽري (NCM811/Li) ۽ لچڪدار پيڪ بيٽري (NCM811 / graphite) ۾ ٺاهيو ويو، ۽ ان جي گرام جي گنجائش ۽ پوري بيٽري جي صلاحيت کي ترتيب سان جانچيو ويو. نرم-پيڪ بيٽري کي ورهايو ويو چار گروپن ۾ واحد فڪر جي تجربي لاءِ. پيٽرولر متغير ڪٽ آف وولٽيج هو، جيڪو ترتيب سان 4.1V، 4.2V، 4.3V ۽ 4.4V هو. پهرين، بيٽري ٻه ڀيرا 0.05c تي سائيڪل ڪئي وئي ۽ پوء 0.2C تي 30 ℃ تي. 200 چڪر کان پوء، نرم پيڪ بيٽري چڪر وکر هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي:

انگ اکر مان ڏسي سگهجي ٿو ته هاءِ ڪٽ آف وولٽيج جي حالت ۾ زنده مادو ۽ بيٽري ٻنهي جي گرام ظرفيت وڌيڪ هوندي آهي، پر بيٽري ۽ مادي جي گرام ظرفيت به تيزيءَ سان زوال پذير ٿيندي آهي. ان جي برعڪس، هيٺين ڪٽ-آف وولٽيجز تي (4.2V کان هيٺ)، بيٽري جي گنجائش آهستي آهستي گهٽجي ٿي ۽ سائيڪل جي زندگي گهڻي رهي ٿي.

هن تجربي ۾، پاراسياتي رد عمل جو اڀياس ڪيو ويو isothermal calorimetry ۽ سائيڪلنگ جي عمل دوران ڪيٿوڊ مواد جي ساخت ۽ مورفولوجي جي خرابي جو اڀياس ڪيو ويو XRD ۽ SEM. نتيجا هن ريت آهن:

تصوير

پهريون، ساخت جي تبديلي بيٽري جي چڪر جي زندگي جي گهٽتائي جو بنيادي سبب ناهي

XRD ۽ SEM جا نتيجا ڏيکاريا ويا ته 4.1c تي 4.2 چڪر کان پوءِ اليڪٽرروڊ ۽ 4.3V، 4.4V، 200V ۽ 0.2V جي ڪٽ آف وولٽيج سان بيٽري جي ذرات جي مورفولوجي ۽ ايٽمي ڍانچي ۾ ڪو به واضح فرق نه هو. ان ڪري، چارجنگ ۽ ڊسچارج دوران جاندار مادي جي تيز اڏاوتي تبديلي بيٽري جي چڪر جي زندگي جي زوال جو بنيادي سبب نه آهي. ان جي بدران، اليڪٽرولائيٽ ۽ ڊيليٿيم رياست ۾ زنده مادو جي انتهائي رد عمل واري ذرات جي وچ ۾ انٽرفيس تي پاراسياتي رد عمل 4.2V هاء وولٽيج چڪر تي بيٽري جي زندگي جي گھٽتائي جو بنيادي سبب آهن.

(1) SEM

تصوير

تصوير

A1 ۽ A2 بغير گردش جي بيٽري جون SEM تصويرون آهن. B ~ E 200cycle کان پوءِ 0.5C حالت ۾ ۽ 4.1V/4.2V/4.3V/4.4V جي ڪٽ آف وولٽيج جي چارجنگ کان پوءِ مثبت اليڪٽرروڊ جاندار مواد جون SEM تصويرون آهن. کاٻي پاسي اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپ تصوير آھي گھٽ ميگنيفڪيشن ھيٺ ۽ ساڄي پاسي اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپ تصوير آھي اعلي ميگنيفڪيشن ھيٺ. جيئن مٿي ڏنل شڪل مان ڏسي سگھجي ٿو، گردش ڪندڙ بيٽري ۽ غير گردش ڪندڙ بيٽري جي وچ ۾ ذرڙن جي مورفولوجي ۽ ٽوڙڻ جي درجي ۾ ڪو خاص فرق ناهي.

(2) XRD تصويرون

جيئن مٿي ڏنل شڪل مان ڏسي سگھجي ٿو، شڪل ۽ پوزيشن ۾ پنجن چوٽين جي وچ ۾ ڪو به واضح فرق نه آھي.

(3) لٽيس پيٽرول جي تبديلي

تصوير

جيئن ته ٽيبل مان ڏسي سگهجي ٿو، هيٺيان نقطا:

1. اڻ سڪل پولر پليٽس جا لاٽڪس مستقل مستقل آھن NCM811 لائيو پائوڊر سان. جڏهن چڪر ڪٽي آف وولٹیج 4.1V هوندو آهي، ته لٽڪ مسلسل پوئين ٻن کان خاص طور تي مختلف ناهي، ۽ سي محور ٿورڙو وڌي ٿو. 4.2V، 4.3V ۽ 4.4V سان گڏ C-محور جا لاٽڪس مستقل 4.1V (0.004 angms) کان خاص طور تي مختلف نه آهن، جڏهن ته A-محور تي ڊيٽا بلڪل مختلف آهن.

2. پنجن گروپن ۾ ني مواد ۾ ڪا خاص تبديلي نه آئي.

3. پولر پليٽون 4.1V جي گردش ڪندڙ وولٽيج سان 44.5° تي وڏي FWHM جي نمائش ڪن ٿيون، جڏهن ته ٻيا ڪنٽرول گروپ ساڳيا FWHM ڏيکارين ٿا.

بيٽري جي چارج ۽ خارج ڪرڻ واري عمل ۾، سي محور ۾ وڏي ڇڪڻ ۽ واڌارو آهي. اعلي وولٽيج تي بيٽري جي چڪر جي زندگي ۾ گهٽتائي زندگين مادي جي جوڙجڪ ۾ تبديلين جي ڪري نه آهي. تنهن ڪري، مٿيان ٽي نقطا تصديق ڪن ٿا ته ساخت جي تبديلي بيٽري جي چڪر جي زندگي جي گهٽتائي جو بنيادي سبب ناهي.

تصوير

ٻيو، NCM811 جي بيٽري جي چڪر واري زندگي بيٽري ۾ پرازياتي ردعمل سان لاڳاپيل آهي.

NCM811 ۽ گرافائٽ مختلف اليڪٽرولائٽس استعمال ڪندي لچڪدار پيڪ سيلز ۾ ٺاهيا ويا آهن. ان جي ابتڙ، 2٪ VC ۽ PES211 ٻن گروپن جي اليڪٽرولائيٽ ۾ شامل ڪيا ويا، ترتيب سان، ۽ ٻن گروپن جي ظرفيت جي سار سنڀال جي شرح بيٽري جي چڪر کان پوء وڏو فرق ڏيکاريو.

تصوير

مٿي ڏنل انگن اکرن موجب، جڏهن بيٽري جي ڪٽ آف وولٽيج 2٪ VC سان 4.1V، 4.2V، 4.3V ۽ 4.4V آهي، 70 چڪر کان پوءِ بيٽري جي گنجائش برقرار رکڻ جي شرح 98٪، 98٪، 91 آهي. ٪ ۽ 88٪، ترتيب سان. صرف 40 چڪر کان پوء، بيٽري جي گنجائش جي سار سنڀال جي شرح شامل ڪئي وئي PES211 سان 91٪، 82٪، 82٪، 74٪ تائين. خاص طور تي، پوئين تجربن ۾، بيٽري چڪر جي زندگي NCM424 / graphite ۽ NCM111 / graphite سسٽم سان PES211 ان کان بهتر هئي 2٪ VC سان. اهو فرض ڪري ٿو ته اليڪٽرولائيٽ اضافو اعلي نڪل سسٽم ۾ بيٽري جي زندگي تي هڪ اهم اثر آهي.

مٿي ڏنل ڊيٽا مان اهو به ڏسي سگهجي ٿو ته هاء وولٽيج جي چڪر واري زندگي گهٽ وولٽيج جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ خراب آهي. پولرائيزيشن، △V ۽ چڪر جي وقت جي مناسب فنڪشن ذريعي، هيٺ ڏنل انگ اکر حاصل ڪري سگھجي ٿو:

تصوير

اهو ڏسي سگھجي ٿو ته بيٽري △V ننڍي هوندي آهي جڏهن سائيڪل هلائيندي آهي گهٽ ڪٽ آف وولٽيج تي، پر جڏهن وولٽيج 4.3V کان مٿي ٿئي ٿي، △V تيزيءَ سان وڌي ٿو ۽ بيٽري جي پولرائزيشن وڌي ٿي، جيڪا بيٽري جي زندگي کي تمام گهڻو متاثر ڪري ٿي. هن انگ مان پڻ ڏسي سگهجي ٿو ته VC ۽ PES211 جي △V تبديلي جي شرح مختلف آهي، جيڪا وڌيڪ تصديق ڪري ٿي ته بيٽري پولرائزيشن جي درجي ۽ رفتار مختلف اليڪٽرولائيٽ اضافو سان مختلف آهن.

Isothermal microcalorimetry استعمال ڪيو ويو بيٽري جي پاراسياتي رد عمل جي امڪان جو تجزيو ڪرڻ لاءِ. پيرا ميٽرز جهڙوڪ پولرائيزيشن، اينٽروپي ۽ پارسيٽڪ گرمي جي وهڪري کي rSOC سان فنڪشنل تعلق ٺاهڻ لاءِ ڪڍيو ويو، جيئن هيٺ ڏنل شڪل ۾ ڏيکاريل آهي:

تصوير

4.2V کان مٿي، پاراسياتي گرمي جي وهڪري کي اوچتو وڌڻ لاء ڏيکاريو ويو آهي، ڇاڪاڻ ته انتهائي ڊيليٿيم انوڊ مٿاڇري تي تيز وولٽيج تي اليڪٽرولائٽ سان آساني سان رد عمل ڪري ٿو. اهو پڻ وضاحت ڪري ٿو ته ڇو چارج ۽ ڊسچارج وولٽيج وڌيڪ، تيز بيٽري جي سار سنڀال جي شرح گهٽجي ٿي.

تصوير

Iii. NCM811 غريب سيڪيورٽي آهي

ماحول جي درجه حرارت کي وڌائڻ جي حالت ۾، اليڪٽرولائٽ سان چارج ڪرڻ واري حالت ۾ NCM811 جي رد عمل واري سرگرمي NCM111 جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻي آهي. تنهن ڪري، بيٽري جي NCM811 پيداوار جي استعمال قومي لازمي سرٽيفڪيشن پاس ڪرڻ ڏکيو آهي.

تصوير

انگ اکر 811 ℃ ۽ 111 ℃ جي وچ ۾ NCM70 ۽ NCM350 جي خود حرارتي شرحن جو گراف آھي. انگ اکر ڏيکاري ٿو ته NCM811 لڳ ڀڳ 105 ℃ تي گرم ٿيڻ شروع ٿئي ٿو، جڏهن ته NCM111 200 ℃ تائين نه ٿو. NCM811 وٽ گرمي جي شرح 1℃/min کان 200℃ آهي، جڏهن ته NCM111 وٽ گرمي جي شرح 0.05℃/min آهي، جنهن جو مطلب آهي ته NCM811/ گرافائٽ سسٽم کي لازمي حفاظتي سرٽيفڪيشن حاصل ڪرڻ ڏکيو آهي.

هاء نڪيل جاندار مادو مستقبل ۾ اعلي توانائي جي کثافت جي بيٽري جو بنيادي مواد هجڻ جو پابند آهي. ڪيئن NCM811 جي بيٽري جي زندگي جي تيز رفتار خرابي جي مسئلي کي حل ڪرڻ لاء؟ پهريون، NCM811 جي ذرو مٿاڇري کي تبديل ڪيو ويو ان جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪرڻ لاء. ٻيو اهو آهي ته اليڪٽرولائٽ استعمال ڪيو وڃي جيڪو ٻنهي جي پارسياتي ردعمل کي گهٽائي سگهي ٿو، جيئن ته ان جي چڪر جي زندگي ۽ حفاظت کي بهتر بڻائي سگهجي. تصوير

QR ڪوڊ کي سڃاڻڻ لاءِ ڊگھو دٻايو، ليٿيم π شامل ڪريو!

حصيداري ڪرڻ لاء ڀلي ڪري آيا!