لیتھیم بیٹری کی تیاری کا آخری مرحلہ بیٹری ماڈیول کی مستقل مزاجی اور بیٹری ماڈیول کی بہترین کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے لیتھیم بیٹری کو گریڈ اور اسکرین کرنا ہے۔ جیسا کہ سب جانتے ہیں، اعلی مستقل مزاجی والی بیٹریوں پر مشتمل ماڈیولز کی سروس لائف طویل ہوتی ہے، جب کہ ناقص مستقل مزاجی والے ماڈیولز بالٹی کے اثر کی وجہ سے زیادہ چارج اور زیادہ خارج ہونے کا شکار ہوتے ہیں، اور ان کی بیٹری کی زندگی میں کمی تیز ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، بیٹری کی مختلف صلاحیتیں ہر بیٹری سٹرنگ کی مختلف ڈسچارج گہرائیوں کا سبب بن سکتی ہیں۔ چھوٹی صلاحیت اور خراب کارکردگی والی بیٹریاں پہلے سے پوری چارج حالت میں پہنچ جائیں گی۔ نتیجے کے طور پر، بڑی صلاحیت اور اچھی کارکردگی والی بیٹریاں مکمل چارج حالت تک نہیں پہنچ سکتیں۔ متضاد بیٹری وولٹیجز متوازی تار میں ہر ایک بیٹری کو ایک دوسرے سے چارج کرنے کا سبب بنتی ہیں۔ زیادہ وولٹیج والی بیٹری کم وولٹیج کے ساتھ بیٹری کو چارج کرتی ہے، جو بیٹری کی کارکردگی میں کمی کو تیز کرتی ہے اور پوری بیٹری سٹرنگ کی توانائی خرچ کرتی ہے۔ اعلی خود خارج ہونے والے مادہ کی شرح کے ساتھ ایک بیٹری کی صلاحیت بہت زیادہ ہے. خود سے خارج ہونے والی متضاد شرح بیٹریوں کی چارج شدہ حالت اور وولٹیج میں فرق پیدا کرتی ہے، جس سے بیٹری کے تاروں کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔ اور اس طرح یہ بیٹری اختلافات، طویل مدتی استعمال پورے ماڈیول کی زندگی کو متاثر کرے گا۔

تصویر

انجیر. 1.OCV- آپریٹنگ وولٹیج – پولرائزیشن وولٹیج کا خاکہ

بیٹری کی درجہ بندی اور اسکریننگ ایک ہی وقت میں متضاد بیٹریوں کے خارج ہونے سے بچنا ہے۔ بیٹری کی اندرونی مزاحمت اور سیلف ڈسچارج ٹیسٹ ضروری ہے۔ عام طور پر، بیٹری کی اندرونی مزاحمت کو اوہم اندرونی مزاحمت اور پولرائزیشن اندرونی مزاحمت میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ اوہم اندرونی مزاحمت الیکٹروڈ مواد، الیکٹرولائٹ، ڈایافرام مزاحمت اور ہر حصے کی رابطہ مزاحمت پر مشتمل ہوتی ہے، بشمول الیکٹرانک مائبادا، آئنک مائبادا اور رابطہ مائبادا۔ پولرائزیشن اندرونی مزاحمت سے مراد الیکٹرو کیمیکل ردعمل کے دوران پولرائزیشن کی وجہ سے ہونے والی مزاحمت ہے، بشمول الیکٹرو کیمیکل پولرائزیشن اندرونی مزاحمت اور ارتکاز پولرائزیشن اندرونی مزاحمت۔ بیٹری کی اومک مزاحمت کا تعین بیٹری کی کل چالکتا سے ہوتا ہے، اور بیٹری کی پولرائزیشن مزاحمت کا تعین الیکٹروڈ ایکٹیو میٹریل میں لتیم آئن کے ٹھوس فیز ڈفیوژن گتانک سے ہوتا ہے۔ عام طور پر، لیتھیم بیٹریوں کی اندرونی مزاحمت عمل کے ڈیزائن، خود مواد، ماحولیات اور دیگر پہلوؤں سے الگ نہیں ہوتی، جس کا تجزیہ اور تشریح ذیل میں کی جائے گی۔

سب سے پہلے، پروسیسنگ ڈیزائن

(1) مثبت اور منفی الیکٹروڈ فارمولیشنوں میں کنڈکٹو ایجنٹ کا مواد کم ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں میٹریل اور کلیکٹر کے درمیان بڑے الیکٹرانک ٹرانسمیشن مائبادا، یعنی ہائی الیکٹرانک مائبادا ہوتا ہے۔ لیتھیم بیٹریاں تیزی سے گرم ہوتی ہیں۔ تاہم، اس کا تعین بیٹری کے ڈیزائن سے کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، پاور بیٹری کو ریٹ کی کارکردگی کو مدنظر رکھتے ہوئے، اس کے لیے کوندکٹو ایجنٹ کے زیادہ تناسب کی ضرورت ہوتی ہے، جو بڑے ریٹ چارج اور ڈسچارج کے لیے موزوں ہے۔ صلاحیت بیٹری تھوڑی زیادہ صلاحیت ہے، مثبت اور منفی مواد کا تناسب تھوڑا زیادہ ہو جائے گا. یہ فیصلے بیٹری کے ڈیزائن کے آغاز میں کیے جاتے ہیں اور آسانی سے تبدیل نہیں کیے جا سکتے۔

(2) مثبت اور منفی الیکٹروڈ فارمولے میں بہت زیادہ بائنڈر ہے۔ بائنڈر عام طور پر مضبوط موصلیت کی کارکردگی کے ساتھ ایک پولیمر مواد (PVDF، SBR، CMC، وغیرہ) ہوتا ہے۔ اگرچہ اصل تناسب میں بائنڈر کا زیادہ تناسب کھمبوں کی اتارنے کی طاقت کو بہتر بنانے کے لیے فائدہ مند ہے، لیکن یہ اندرونی مزاحمت کے لیے نقصان دہ ہے۔ بائنڈر اور بائنڈر کی خوراک کے درمیان تعلق کو مربوط کرنے کے لیے بیٹری کے ڈیزائن میں، جو بائنڈر کے پھیلاؤ پر توجہ مرکوز کرے گا، یعنی گارا کی تیاری کے عمل، جہاں تک ممکن ہو بائنڈر کی بازی کو یقینی بنانے کے لیے۔

(3) اجزاء یکساں طور پر منتشر نہیں ہوتے ہیں، کوندکٹو ایجنٹ مکمل طور پر منتشر نہیں ہوتا ہے، اور ایک اچھا کوندکٹو نیٹ ورک ڈھانچہ نہیں بنتا ہے۔ جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، A کنڈکٹیو ایجنٹ کی خراب بازی کا معاملہ ہے، اور B اچھی بازی کا معاملہ ہے۔ جب کنڈکٹو ایجنٹ کی مقدار یکساں ہوتی ہے، تو ہلچل کے عمل کی تبدیلی کنڈکٹو ایجنٹ کے پھیلاؤ اور بیٹری کی اندرونی مزاحمت کو متاثر کرے گی۔

شکل 2. conductive ایجنٹ کی خراب بازی (A) conductive ایجنٹ کی یکساں بازی (B)

(4) بائنڈر مکمل طور پر تحلیل نہیں ہوا ہے، اور کچھ مائیکل ذرات موجود ہیں، جس کے نتیجے میں بیٹری کی اندرونی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے۔ خشک مکسنگ، نیم خشک مکسنگ یا گیلے مکسنگ کے عمل سے کوئی فرق نہیں پڑتا، یہ ضروری ہے کہ بائنڈر پاؤڈر مکمل طور پر تحلیل ہو۔ ہم زیادہ کارکردگی کا پیچھا نہیں کر سکتے اور اس مقصد کی ضرورت کو نظر انداز کر سکتے ہیں کہ بائنڈر کو مکمل طور پر تحلیل ہونے کے لیے ایک خاص وقت درکار ہوتا ہے۔

(5) الیکٹروڈ کمپیکشن کثافت بیٹری کی اندرونی مزاحمت کو متاثر کرے گی۔ الیکٹروڈ پلیٹ کی کمپیکٹ کثافت چھوٹی ہے، اور الیکٹروڈ پلیٹ کے اندر ذرات کے درمیان سوراخ زیادہ ہے، جو الیکٹران کی ترسیل کے لیے موزوں نہیں ہے، اور بیٹری کی اندرونی مزاحمت زیادہ ہے۔ جب الیکٹروڈ شیٹ کو بہت زیادہ کمپیکٹ کیا جاتا ہے تو، الیکٹروڈ پاؤڈر کے ذرات زیادہ کچل سکتے ہیں، اور کرشنگ کے بعد الیکٹران کی ترسیل کا راستہ لمبا ہو جاتا ہے، جو بیٹری کے چارج اور خارج ہونے والی کارکردگی کے لیے موزوں نہیں ہے۔ صحیح کمپیکشن کثافت کا انتخاب کرنا ضروری ہے۔

(6) مثبت اور منفی الیکٹروڈ لگ اور سیال جمع کرنے والے کے درمیان خراب ویلڈنگ، ورچوئل ویلڈنگ، بیٹری کی زیادہ مزاحمت۔ ویلڈنگ کے دوران مناسب ویلڈنگ کے پیرامیٹرز کا انتخاب کیا جانا چاہیے، اور ویلڈنگ کے پیرامیٹرز جیسے ویلڈنگ کی طاقت، طول و عرض اور وقت کو DOE کے ذریعے بہتر بنایا جانا چاہیے، اور ویلڈنگ کے معیار کو ویلڈنگ کی طاقت اور ظاہری شکل سے پرکھا جانا چاہیے۔

(7) خراب سمیٹنا یا ناقص لیمینیشن، ڈایافرام، مثبت پلیٹ اور منفی پلیٹ کے درمیان خلا بڑا ہے، اور آئن کی رکاوٹ بڑی ہے۔

(8) بیٹری الیکٹرولائٹ مکمل طور پر مثبت اور منفی الیکٹروڈز اور ڈایافرام میں داخل نہیں ہوئی ہے، اور الیکٹرولائٹ ڈیزائن الاؤنس ناکافی ہے، جو بیٹری کی بڑی آئنک رکاوٹ کا باعث بنے گا۔

(9) تشکیل کا عمل ناقص ہے، گریفائٹ اینوڈ سطح SEI غیر مستحکم ہے، جس سے بیٹری کی اندرونی مزاحمت متاثر ہوتی ہے۔

(10) دیگر، جیسے ناقص پیکیجنگ، پول کانوں کی ناقص ویلڈنگ، بیٹری کا رساو اور زیادہ نمی، لیتھیم بیٹریوں کی اندرونی مزاحمت پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے۔

دوسرا، مواد

(1) انوڈ اور انوڈ مواد کی مزاحمت بڑی ہے۔

(2) ڈایافرام مواد کا اثر۔ جیسے ڈایافرام کی موٹائی، پوروسیٹی سائز، تاکنا سائز وغیرہ۔ موٹائی کا تعلق اندرونی مزاحمت سے ہے، اندرونی مزاحمت جتنی پتلی ہوتی ہے اتنی ہی کم ہوتی ہے، تاکہ ہائی پاور چارج اور ڈسچارج حاصل کیا جا سکے۔ ایک مخصوص میکانکی طاقت کے تحت جتنا چھوٹا ہو، پنکچر کی طاقت جتنی موٹی ہو، اتنا ہی بہتر ہے۔ ڈایافرام کا تاکنا سائز اور تاکنا سائز آئن ٹرانسپورٹ کی رکاوٹ سے متعلق ہے۔ اگر تاکنا کا سائز بہت چھوٹا ہے، تو یہ آئن کی رکاوٹ کو بڑھا دے گا۔ اگر تاکنا کا سائز بہت بڑا ہے، تو یہ ٹھیک مثبت اور منفی پاؤڈر کو مکمل طور پر الگ نہیں کر سکتا، جو آسانی سے شارٹ سرکٹ کا باعث بنے گا یا لتیم ڈینڈرائٹ سے چھید جائے گا۔

(3) الیکٹرولائٹ مواد کا اثر۔ الیکٹرولائٹ کی ionic چالکتا اور viscosity کا تعلق ionic impedance سے ہے۔ آئنک ٹرانسفر کی رکاوٹ جتنی زیادہ ہوگی، بیٹری کی اندرونی مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل میں پولرائزیشن اتنا ہی سنگین ہوگا۔

(4) مثبت PVDF مواد کا اثر۔ PVDF کا ایک اعلی تناسب یا اعلی مالیکیولر وزن بھی لتیم بیٹری کی اعلی اندرونی مزاحمت کا باعث بنے گا۔

(5) مثبت conductive مواد کا اثر. conductive ایجنٹ کی قسم کا انتخاب بھی کلیدی ہے، جیسے SP، KS، conductive graphite، CNT، graphene، وغیرہ، مختلف شکلوں کی وجہ سے، لتیم بیٹری کی چالکتا کی کارکردگی نسبتا مختلف ہے، اس کا انتخاب کرنا بہت ضروری ہے اعلی چالکتا کے ساتھ conductive ایجنٹ اور استعمال کے لئے موزوں ہے.

(6) مثبت اور منفی قطب کان مواد کے اثر و رسوخ. قطب کان کی موٹائی پتلی ہے، چالکتا ناقص ہے، استعمال شدہ مواد کی پاکیزگی زیادہ نہیں ہے، چالکتا ناقص ہے، اور بیٹری کی اندرونی مزاحمت زیادہ ہے۔

(7) تانبے کے ورق کو آکسائڈائز کیا گیا ہے اور بری طرح سے ویلڈ کیا گیا ہے، اور ایلومینیم فوائل کے مواد کی سطح پر ناقص چالکتا یا آکسائیڈ ہے، جو بیٹری کی اندرونی مزاحمت کا باعث بھی بنے گا۔

تصویر

دیگر پہلوؤں

(1) اندرونی مزاحمتی ٹیسٹ کے آلے کا انحراف۔ غلط آلے کی وجہ سے ٹیسٹ کے غلط نتائج کو روکنے کے لیے آلے کو باقاعدگی سے چیک کیا جانا چاہیے۔

(2) غیر معمولی بیٹری کی اندرونی مزاحمت غلط آپریشن کی وجہ سے۔

(3) ناقص پیداواری ماحول، جیسے دھول اور نمی کا ڈھیلا کنٹرول۔ ورکشاپ کی دھول معیار سے زیادہ ہے، بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں اضافہ کرے گا، خود خارج ہونے والے مادہ کو بڑھایا جائے گا. ورکشاپ میں نمی زیادہ ہے، لتیم بیٹری کی کارکردگی کے لیے بھی نقصان دہ ہو گی۔