লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল: ফাংশন, সেল ফর্ম্যাট এবং ব্যর্থতার মোড

একটি লিথিয়াম-আয়ন কোষের অভ্যন্তরে, ইলেক্ট্রোড ফয়েল হল একমাত্র ধাতব উপাদান যা পুরো পরিচর্যা জীবনের জন্য ইলেক্ট্রোলাইটের সংস্পর্শে থাকে। ইতিবাচক দিকে অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল কারেন্ট পরিচালনার চেয়ে বেশি কাজ করে: এটি যান্ত্রিক প্ল্যাটফর্মকে সংজ্ঞায়িত করে যার উপর সক্রিয় উপাদান লেপা হয়, এবং উচ্চ সম্ভাবনায় এর স্থায়িত্ব একটি অ্যালুমিনিয়াম সংগ্রাহককে সেখানে ব্যবহার করার অনুমতি দেয়। সেল স্তরে ফয়েল বোঝা ব্যাখ্যা করে কেন স্পেসিফিকেশন এক সেল ফরম্যাট থেকে পরবর্তীতে এত আলাদা।

বর্তমান কালেক্টর ফাংশন

সক্রিয় উপাদান কণাগুলি তাদের নিজস্বভাবে দুর্বল ইলেকট্রনিক কন্ডাক্টর, তাই প্রতিটি ইলেক্ট্রোড একটি ধাতব সংগ্রাহকের উপর লেপা হয় যা ট্যাবে কারেন্ট বহন করে। ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডে সংগ্রাহক অ্যালুমিনিয়াম; নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে এটি তামা। ক্যাথোডের জন্য অ্যালুমিনিয়াম বেছে নেওয়া হয়েছে কারণ একটি প্রাকৃতিক অক্সাইড স্তর পৃষ্ঠকে নিষ্ক্রিয় করে এবং এটিকে লিথিয়ামের বিপরীতে প্রায় 3.0 থেকে 4.5 V এর ক্যাথোড অপারেটিং উইন্ডোতে স্থিতিশীল রাখে। কম সম্ভাবনায় অক্সাইড স্তরটি অস্থির হয়ে যায়, লিথিয়ামের সাথে অ্যালুমিনিয়ামের সংকর এবং সংগ্রাহক ধ্বংস হয়ে যায়, যেটি ব্যবহারিক কারণ নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করতে পারে না। তাই দুটি ফয়েল সবসময় একটি জোড়া হিসাবে নির্দিষ্ট করা হয় যখন একটি সেল ডিজাইন স্থির করা হয়।

ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থিতিশীলতা এবং জারা প্রক্রিয়া

হাজার হাজার চক্রে পরিমাপ করা পরিষেবা জীবনের জন্য প্যাসিভেশন স্তরটি অবিনাশী নয়। সবচেয়ে সাধারণ অবক্ষয়ের পথ হল হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড দ্বারা আক্রমণ, যা তৈরি হয় যখন অবশিষ্ট আর্দ্রতা ফ্লোরিনযুক্ত ইলেক্ট্রোলাইট লবণের সাথে বিক্রিয়া করে। হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড অক্সাইড ফিল্মের কিছু অংশ দ্রবীভূত করে এবং তাজা ধাতুকে উন্মুক্ত করে, এবং স্থানীয় পিটিং অনুসরণ করে, যা কোষের প্রতিবন্ধকতা বাড়ায় এবং অবশেষে ফয়েলকে ছিদ্র করতে পারে। কোষ সমাবেশের সময় অবশিষ্ট আর্দ্রতাও পৃষ্ঠে প্রতিক্রিয়া দেখায়, তাই শুষ্ক-রুম পরিচালনা এবং প্রলিপ্ত ইলেক্ট্রোডে কম আর্দ্রতা উত্পাদন পছন্দের পরিবর্তে কার্যকরী প্রয়োজনীয়তা। ক্ষয় হার ইলেক্ট্রোলাইট দ্রাবক সিস্টেম দ্বারাও প্রভাবিত হয়, তাপমাত্রা দ্বারা, এবং সম্ভাব্য দ্বারা ইলেক্ট্রোড রাখা হয়, এই কারণেই উপাদানটি যোগ্যতা অর্জনের জন্য স্ট্যাটিক নিমজ্জন পরীক্ষার পরিবর্তে সাইক্লিং পরীক্ষা ব্যবহার করা হয়।

সেল বিন্যাস এবং আবরণ পদ্ধতি

সেল বিন্যাস নির্ধারণ করে কিভাবে ফয়েল সমাবেশের সময় বিকৃত হয়। নলাকার এবং প্রিজম্যাটিক কোষগুলি একটি ক্ষত জেলি রোল ব্যবহার করে, তাই ফয়েলটি ফাটল ছাড়াই একটি ছোট ঘূর্ণায়মান ব্যাসার্ধে টিকে থাকতে হবে এবং প্রসারিততা নিয়ন্ত্রণকারী সম্পত্তি। পাউচ কোষগুলি স্ট্যাক করা ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে, যেখানে ফয়েলটি ক্ষতের পরিবর্তে আকারে কাটা হয় এবং গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যগুলি প্রান্তের গুণমান এবং সমতলতায় স্থানান্তরিত হয়। আবরণ একপাশে বা উভয় দিকে প্রয়োগ করা যেতে পারে, এবং ডাবল-পার্শ্বযুক্ত আবরণ স্ট্যাকড এবং ক্ষত ইলেক্ট্রোডের জন্য আদর্শ। ট্যাবগুলি আনকোটেড ফয়েল মার্জিনে ঢালাই করা হয় এবং জয়েন্টে গ্যালভানিক প্রভাব এড়াতে ট্যাব উপাদান অবশ্যই সংগ্রাহকের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে হবে; অতিস্বনক ঢালাই ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি ফিউশন ঢালাইয়ের তাপ-প্রভাবিত অঞ্চলকে এড়ায়।

বেধ প্রবণতা এবং শক্তি ঘনত্ব

যেহেতু সংগ্রাহকের কোনও ক্ষমতা নেই, তাই ফয়েল থেকে সরানো প্রতিটি মাইক্রোমিটার সক্রিয় উপাদানের জন্য সরাসরি আয়তনে অনুবাদ করে। সেল ডিজাইন 15 থেকে 20 মাইক্রন সংগ্রাহক থেকে 10 থেকে 12 মাইক্রনের দিকে চলে গেছে, এবং পাতলা গেজগুলি উচ্চ-শক্তি বিন্যাসের জন্য বিকাশে রয়ে গেছে। সীমাটি ইলেক্ট্রোকেমিস্ট্রির পরিবর্তে প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে সেট করা হয়: ফয়েলটি পাতলা হওয়ার সাথে সাথে একই পরম বেধ সহনশীলতা গেজের একটি বৃহত্তর ভগ্নাংশে পরিণত হয়, আবরণ লাইনের টেনশন উইন্ডোটি সরু হয়ে যায় এবং ওয়েব ব্রেক এবং রিঙ্কেলের বিরুদ্ধে মার্জিন পড়ে যায়। ফয়েল বেধের অভিন্নতা এবং ক্যাম্বার তাই পরম মাইক্রোমিটারে নির্দিষ্ট করা হয়েছে, শুধুমাত্র নামমাত্র বেধের শতাংশ হিসাবে নয়।

যোগ্যতা এবং পরীক্ষার মান

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম এবং অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ফয়েলের জন্য ফয়েলের জন্য উপাদানের গ্রহণযোগ্যতা GB/T 36146 অনুসরণ করে, যা রচনা, মাত্রা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি কভার করে। সেল স্তরে, IEC 62660-1, IEC 62660-2 এবং IEC 62660-3 বৈদ্যুতিক রাস্তার যানবাহনের জন্য সেকেন্ডারি লিথিয়াম-আয়ন কোষগুলির কার্যক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং অপব্যবহার পরীক্ষা কভার করে, যেখানে IEC 62133-2 পোর্টেবল সিল করা লিথিয়াম কোষ এবং ব্যাটারগুলির জন্য নিরাপত্তা প্রয়োজনীয়তাগুলিকে কভার করে৷ সমাপ্ত কোষের পরিবহণ পরীক্ষা ইউএন ম্যানুয়াল অফ টেস্টস অ্যান্ড ক্রাইটেরিয়া, পার্ট III, উপধারা 38.3 অনুসরণ করে। যেহেতু ফয়েল ত্রুটির কারণে সৃষ্ট অভ্যন্তরীণ শর্টসগুলি থার্মাল রনওয়ের স্বীকৃত ট্রিগারগুলির মধ্যে একটি, ফয়েল মানের রেকর্ডগুলি এই মানগুলির জন্য প্রয়োজনীয় কোষের সন্ধানযোগ্যতা শৃঙ্খলের অংশ তৈরি করে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

Q:ক্যাথোডে অ্যালুমিনিয়াম ফয়েল এবং অ্যানোডে তামা ব্যবহার করা হয় কেন?
উত্তর: অ্যালুমিনিয়াম লিথিয়ামের বিপরীতে প্রায় 3.0 থেকে 4.5 V এর ক্যাথোড সম্ভাব্য উইন্ডোতে নিষ্ক্রিয় হয়ে যায় এবং স্থিতিশীল থাকে। প্রায় 1.5 V এর নীচে অক্সাইড স্তরটি অস্থির এবং লিথিয়াম সহ অ্যালুমিনিয়াম সংকর, তাই নেতিবাচক দিকে একটি তামা সংগ্রাহক ব্যবহার করা হয়।

Q:কোষ জীবনের সময় অ্যালুমিনিয়াম সংগ্রাহকের ক্ষয়ের কারণ কী?
উত্তর: অবশিষ্ট আর্দ্রতা থেকে গঠিত হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড এবং ফ্লোরিনযুক্ত ইলেক্ট্রোলাইট লবণ প্রতিরক্ষামূলক অক্সাইড স্তরের কিছু অংশ দ্রবীভূত করে, তাজা ধাতুকে উন্মুক্ত করে এবং প্রতিবন্ধকতা বাড়ায় স্থানীয়ভাবে পিটিং শুরু করে।

Q:একটি ব্যাটারি বর্তমান সংগ্রাহক কতটা পাতলা হতে পারে?
উত্তর: বেশিরভাগ ডিজাইনের জন্য উৎপাদন কোষ 10 থেকে 15 মাইক্রন ফয়েল ব্যবহার করে। পাতলা গেজগুলি শক্তির ঘনত্ব বাড়ায় কিন্তু আবরণ এবং ঘুরানোর সময় টান, বলিরেখা এবং ওয়েব ব্রেকগুলির জন্য সহনশীলতা উইন্ডোকে হ্রাস করে।

Q:সেল ফরম্যাট কি ফয়েল স্পেসিফিকেশন পরিবর্তন করে?
উঃ হ্যাঁ। ক্ষত নলাকার এবং প্রিজম্যাটিক কোষগুলির ঘুরার ব্যাসার্ধে বেঁচে থাকার জন্য উচ্চ প্রসারণের প্রয়োজন হয়, যখন স্তুপীকৃত থলি কোষগুলি প্রান্তের গুণমান এবং কাটা ইলেক্ট্রোডের সমতলতার উপর বেশি জোর দেয়।

Q:কোন মানগুলি লিথিয়াম-আয়ন কোষের যোগ্যতার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য?
A: IEC 62660-1, IEC 62660-2 এবং IEC 62660-3 কভার ট্র্যাকশন সেল, IEC 62133-2 পোর্টেবল সিল করা কোষ কভার করে, এবং UN 38.3 সমাপ্ত কোষ এবং ব্যাটারির পরিবহন পরীক্ষার জন্য প্রযোজ্য।

Q:প্যাকেজিংয়ের চেয়ে ব্যাটারি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ফয়েল বেধ সহনশীলতা কেন বেশি গুরুত্বপূর্ণ?
উত্তর: প্রতি ইউনিট এলাকায় আবরণের ওজন লেপের মাথা এবং ফয়েলের মধ্যবর্তী ব্যবধান দ্বারা সেট করা হয়, তাই একটি পুরুত্বের ধাপ সরাসরি ইলেক্ট্রোড লোডিং বৈচিত্র্য এবং অবশেষে কোষের ভারসাম্যহীনতায় স্থানান্তরিত হয়।