නිකල්-කොබෝල්ට්-මැන්ගනීස් ත්‍රිත්ව ද්‍රව්‍ය වත්මන් බල බැටරියේ ප්‍රධාන ද්‍රව්‍යයකි. මූලද්‍රව්‍ය තුනට කැතෝඩ ද්‍රව්‍ය සඳහා විවිධ අර්ථයන් ඇත, ඒ අතර නිකල් මූලද්‍රව්‍යය වන්නේ බැටරියේ ධාරිතාව වැඩි දියුණු කිරීමයි. නිකල් අන්තර්ගතය වැඩි වන තරමට ද්‍රව්‍යමය නිශ්චිත ධාරිතාව වැඩි වේ. NCM811 හි නිශ්චිත ධාරිතාව 200mAh/g සහ 3.8V පමණ විසර්ජන වේදිකාවක් ඇති අතර එය අධි ශක්ති ඝනත්ව බැටරියක් බවට පත් කළ හැක. කෙසේ වෙතත්, NCM811 බැටරියේ ගැටළුව දුර්වල ආරක්ෂාව සහ වේගවත් චක්‍ර ආයු කාලය දිරාපත් වීමයි. එහි චක්‍රීය ජීවිතයට සහ ආරක්ෂාවට බලපාන හේතු මොනවාද? මෙම ගැටලුව විසඳන්නේ කෙසේද? පහත දැක්වෙන්නේ ගැඹුරු විශ්ලේෂණයකි.

NCM811 බොත්තම් බැටරි (NCM811/Li) සහ නම්‍යශීලී ඇසුරුම් බැටරි (NCM811/ මිනිරන්) බවට පත් කරන ලද අතර එහි ග්‍රෑම් ධාරිතාව සහ සම්පූර්ණ බැටරි ධාරිතාව පිළිවෙලින් පරීක්ෂා කරන ලදී. තනි සාධක අත්හදා බැලීම සඳහා මෘදු ඇසුරුම් බැටරිය කණ්ඩායම් හතරකට බෙදා ඇත. පරාමිති විචල්‍යය කැපුම් වෝල්ටීයතාවය වන අතර එය පිළිවෙලින් 4.1V, 4.2V, 4.3V සහ 4.4V විය. පළමුව, බැටරිය 0.05c සහ පසුව 0.2C දී 30℃ දී දෙවරක් චක්‍රීය කරන ලදී. චක්‍ර 200කට පසු, මෘදු පැක් බැටරි චක්‍ර වක්‍රය පහත රූපයේ දැක්වේ:

ඉහළ කැපුම් වෝල්ටීයතාවයේ තත්ත්වය යටතේ ජීව ද්‍රව්‍යයේ සහ බැටරියේ ග්‍රෑම් ධාරිතාවය යන දෙකම ඉහළ මට්ටමක පවතින නමුත් බැටරියේ සහ ද්‍රව්‍යයේ ග්‍රෑම් ධාරිතාව ද වේගයෙන් දිරාපත් වන බව රූපයෙන් පෙනේ. ඊට පටහැනිව, අඩු කැපුම් වෝල්ටීයතාවයේදී (4.2V ට අඩු), බැටරි ධාරිතාව සෙමෙන් පිරිහී යන අතර චක්‍රීය ආයු කාලය වැඩි වේ.

මෙම අත්හදා බැලීමේදී, පරපෝෂිත ප්‍රතික්‍රියාව සමෝෂ්ණ කැලරිමිතිය මගින් අධ්‍යයනය කරන ලද අතර පාපැදි ක්‍රියාවලියේදී කැතෝඩ ද්‍රව්‍යවල ව්‍යුහය සහ රූප විද්‍යාව හායනය XRD සහ SEM මගින් අධ්‍යයනය කරන ලදී. නිගමන පහත පරිදි වේ:

පින්තුරය

පළමුව, බැටරි චක්‍රයේ ආයු කාලය අඩුවීමට ප්‍රධාන හේතුව ව්‍යුහාත්මක වෙනස් වීම නොවේ

XRD සහ SEM හි ප්‍රතිඵල පෙන්නුම් කළේ 4.1c දී චක්‍ර 4.2 කට පසු ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ කැපුම් වෝල්ටීයතාවය 4.3V, 4.4V, 200V සහ 0.2V සහිත බැටරියේ අංශු රූප විද්‍යාවේ සහ පරමාණුක ව්‍යුහයේ පැහැදිලි වෙනසක් නොමැති බවයි. එබැවින් ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී ජීව ද්‍රව්‍යවල වේගවත් ව්‍යුහාත්මක වෙනස බැටරි චක්‍ර ආයු කාලය අඩුවීමට ප්‍රධාන හේතුව නොවේ. ඒ වෙනුවට, 4.2V අධි වෝල්ටීයතා චක්‍රයේ බැටරි ආයු කාලය අඩුවීමට ප්‍රධාන හේතුව ඉලෙක්ට්‍රෝලය සහ ඩෙලිතියම් තත්වයේ සජීවී පදාර්ථයේ අධික ප්‍රතික්‍රියාශීලී අංශු අතර අතුරු මුහුණතේ ඇති පරපෝෂිත ප්‍රතික්‍රියා වේ.

(1) SEM

පින්තුරය

පින්තුරය

A1 සහ A2 යනු සංසරණයෙන් තොර බැටරියේ SEM රූප වේ. B ~ E යනු 200C තත්ත්‍වය යටතේ චක්‍ර 0.5 න් පසු ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ජීව ද්‍රව්‍යවල SEM රූප සහ පිළිවෙලින් 4.1V/4.2V/4.3V/4.4V ආරෝපණය වන කැපුම් වෝල්ටීයතාවය. වම් පැත්ත අඩු විශාලනය යටතේ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂ රූපයක් වන අතර දකුණු පස ඉහළ විශාලනය යටතේ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂ රූපයක් වේ. ඉහත රූපයෙන් පෙනෙන පරිදි, සංසරණ බැටරිය සහ සංසරණ නොවන බැටරිය අතර අංශු රූප විද්‍යාවේ සහ බිඳීමේ උපාධියේ සැලකිය යුතු වෙනසක් නොමැත.

(2) XRD රූප

ඉහත රූපයෙන් පෙනෙන පරිදි, හැඩයෙන් සහ පිහිටීමෙන් ශිඛර පහ අතර පැහැදිලි වෙනසක් නොමැත.

(3) දැලිස් පරාමිතීන් වෙනස් කිරීම

පින්තුරය

වගුවෙන් දැකිය හැකි පරිදි, පහත සඳහන් කරුණු:

1. චක්‍රීය නොවන ධ්‍රැවීය තහඩු වල දැලිස් නියතයන් NCM811 සජීවී කුඩු වල ඒවාට අනුකූල වේ. චක්‍ර කැපුම් වෝල්ටීයතාවය 4.1V වන විට, දැලිස් නියතය පෙර දෙකට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවන අතර C අක්ෂය ටිකක් වැඩි වේ. 4.2V, 4.3V සහ 4.4V සහිත C-අක්ෂයේ දැලිස් නියතයන් 4.1V (0.004 angms) වලින් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් නොවන අතර A-අක්ෂයේ දත්ත බෙහෙවින් වෙනස් වේ.

2. කණ්ඩායම් පහේ Ni අන්තර්ගතයේ සැලකිය යුතු වෙනසක් සිදු නොවීය.

3. 4.1 ° දී 44.5V සංසරණ වෝල්ටීයතාවයක් සහිත ධ්‍රැවීය තහඩු විශාල FWHM ප්‍රදර්ශනය කරන අතර අනෙකුත් පාලන කණ්ඩායම් සමාන FWHM ප්‍රදර්ශනය කරයි.

බැටරියේ ආරෝපණය සහ විසර්ජන ක්රියාවලියේදී, C අක්ෂය විශාල හැකිලීමක් සහ ප්රසාරණයක් ඇත. අධි වෝල්ටීයතාවලදී බැටරි චක්‍ර ආයු කාලය අඩුවීම ජීව ද්‍රව්‍ය ව්‍යුහයේ වෙනස්වීම් නිසා නොවේ. එබැවින්, බැටරි චක්‍ර ආයු කාලය අඩුවීමට ප්‍රධාන හේතුව ව්‍යුහාත්මක වෙනස නොවන බව ඉහත කරුණු තුන තහවුරු කරයි.

පින්තුරය

දෙවනුව, NCM811 බැටරියේ චක්‍රීය ආයු කාලය බැටරියේ ඇති පරපෝෂිත ප්‍රතික්‍රියාවට සම්බන්ධ වේ

NCM811 සහ මිනිරන් විවිධ විද්‍යුත් විච්ඡේදක භාවිතයෙන් නම්‍යශීලී ඇසුරුම් සෛල බවට පත් කෙරේ. ඊට ප්රතිවිරුද්ධව, 2% VC සහ PES211 කණ්ඩායම් දෙකේ ඉලෙක්ට්රෝලය වෙත පිළිවෙලින් එකතු කරන ලද අතර, කණ්ඩායම් දෙකේ ධාරිතාව නඩත්තු කිරීමේ අනුපාතය බැටරි චක්රයෙන් පසුව විශාල වෙනසක් පෙන්නුම් කළේය.

පින්තුරය

ඉහත රූපයට අනුව, 2%VC සහිත බැටරියේ කැපුම් වෝල්ටීයතාවය 4.1V, 4.2V, 4.3V සහ 4.4V වන විට, චක්‍ර 70 කට පසු බැටරියේ ධාරිතාව නඩත්තු කිරීමේ අනුපාතය 98%, 98%, 91 වේ. පිළිවෙලින් % සහ 88%. චක්‍ර 40කට පසුව, එකතු කළ PES211 සමඟ බැටරියේ ධාරිතා නඩත්තු අනුපාතය 91%, 82%, 82%, 74% දක්වා අඩු විය. වැදගත් කරුණක් නම්, පෙර අත්හදා බැලීම් වලදී, PES424 සමඟ NCM111/ මිනිරන් සහ NCM211/ මිනිරන් පද්ධතිවල බැටරි චක්‍ර ආයු කාලය 2%VC සමඟ වඩා හොඳ වීමයි. ඉහළ නිකල් පද්ධතිවල බැටරි ආයු කාලය කෙරෙහි ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ආකලන සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කරන බවට උපකල්පනය කිරීමට මෙය හේතු වේ.

අධි වෝල්ටීයතාව යටතේ චක්‍රීය ආයු කාලය අඩු වෝල්ටීයතාවයට වඩා බෙහෙවින් නරක බව ඉහත දත්තවලින් ද දැකගත හැකිය. ධ්‍රැවීකරණය, △V සහ චක්‍ර කාලවල ගැළපෙන ශ්‍රිතය හරහා පහත රූපය ලබා ගත හැක:

පින්තුරය

අඩු කැපුම් වෝල්ටීයතාවයකින් බයිසිකල් පැදීමේදී බැටරිය △V කුඩා වන නමුත් වෝල්ටීයතාව 4.3V ට වඩා වැඩි වන විට △V තියුනු ලෙස වැඩි වන අතර බැටරි ධ්‍රැවීකරණය වැඩි වන අතර එය බැටරි ආයු කාලයට බෙහෙවින් බලපායි. VC සහ PES211 හි △V වෙනස් කිරීමේ අනුපාතය වෙනස් බව රූපයෙන් ද දැකගත හැකිය, එමඟින් බැටරි ධ්‍රැවීකරණයේ උපාධිය සහ වේගය විවිධ ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් ආකලන සමඟ වෙනස් බව තවදුරටත් තහවුරු කරයි.

බැටරියේ පරපෝෂිත ප්‍රතික්‍රියා සම්භාවිතාව විශ්ලේෂණය කිරීම සඳහා සමෝෂ්ණ ක්ෂුද්‍ර කැලරිමිතිය භාවිතා කරන ලදී. පහත රූපයේ දැක්වෙන පරිදි rSOC සමඟ ක්‍රියාකාරී සම්බන්ධතාවයක් ඇති කර ගැනීම සඳහා ධ්‍රැවීකරණය, එන්ට්‍රොපිය සහ පරපෝෂිත තාප ප්‍රවාහය වැනි පරාමිතීන් උපුටා ගන්නා ලදී:

පින්තුරය

4.2V ට වැඩි, පරපෝෂිත තාප ප්‍රවාහය හදිසියේ වැඩි වන බව පෙන්වයි, මන්ද අධික ඩෙලිතියම් ඇනෝඩ මතුපිට අධි වෝල්ටීයතාවයේ දී ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ පහසුවෙන් ප්‍රතික්‍රියා කරයි. ආරෝපණය සහ විසර්ජන වෝල්ටීයතාවය වැඩි වන තරමට බැටරි නඩත්තු අනුපාතය වේගයෙන් අඩු වන්නේ මන්දැයි මෙයින් පැහැදිලි වේ.

පින්තුරය

Iii. NCM811 හි දුර්වල ආරක්ෂාවක් ඇත

පරිසර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමේ කොන්දේසිය යටතේ, ඉලෙක්ට්‍රෝලය සමඟ ආරෝපණය කිරීමේදී NCM811 හි ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රියාකාරකම් NCM111 ට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. එබැවින්, NCM811 බැටරි නිෂ්පාදනය භාවිතා කිරීම ජාතික අනිවාර්ය සහතිකය සමත් වීමට අපහසුය.

පින්තුරය

රූපය 811℃ සහ 111℃ අතර NCM70 සහ NCM350 ස්වයං-තාපන අනුපාතවල ප්‍රස්ථාරයකි. NCM811 අංශක 105 ට පමණ රත් වීමට පටන් ගන්නා අතර NCM111 අංශක 200 දක්වා රත් නොවන බව රූපයේ දැක්වේ. NCM811 හි තාපන අනුපාතය 1℃ සිට 200℃/min වන අතර NCM111 හි තාපන අනුපාතය 0.05℃/min වේ, එයින් අදහස් වන්නේ NCM811/ මිනිරන් පද්ධතියට අනිවාර්ය ආරක්ෂණ සහතිකය ලබා ගැනීම අපහසු බවයි.

ඉහළ නිකල් ජීවී ද්‍රව්‍ය අනාගතයේදී අධි ශක්ති ඝනත්ව බැටරියේ ප්‍රධාන ද්‍රව්‍යය වීමට බැඳී ඇත. NCM811 බැටරි ආයු කාලය වේගවත් ක්ෂය වීමේ ගැටලුව විසඳන්නේ කෙසේද? පළමුව, NCM811 හි අංශු මතුපිට එහි කාර්ය සාධනය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා වෙනස් කරන ලදී. දෙවැන්න නම්, එහි චක්‍රයේ ආයු කාලය සහ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, දෙකෙහි පරපෝෂිත ප්‍රතික්‍රියාව අඩු කළ හැකි ඉලෙක්ට්‍රෝලය භාවිතා කිරීමයි. පින්තුරය

QR කේතය හඳුනා ගැනීමට දිගු ඔබන්න, ලිතියම් π එකතු කරන්න!

බෙදා ගැනීමට සාදරයෙන් පිළිගනිමු!