Li-ion బ్యాటరీ సెల్‌ల సామర్థ్యం తక్కువగా ఉండటానికి కారణాలు ఏమిటి?

కెపాసిటీ అనేది బ్యాటరీ యొక్క మొదటి ఆస్తి,లిథియం బ్యాటరీ కణాలుతక్కువ కెపాసిటీ అనేది శాంపిల్స్‌లో తరచుగా ఎదురయ్యే సమస్య, మాస్ ప్రొడక్షన్, తక్కువ కెపాసిటీ సమస్యలకు గల కారణాలను తక్షణమే విశ్లేషించడం ఎలా, ఈరోజు మీకు తక్కువ కెపాసిటీ లిథియం బ్యాటరీ సెల్స్‌కు కారణాలు ఏమిటి?

Li-ion బ్యాటరీ కణాల తక్కువ సామర్థ్యం గల కారణాలు

డిజైన్

ముఖ్యంగా కాథోడ్ మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ మధ్య పదార్థాల సరిపోలిక, సెల్ సామర్థ్యంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. కొత్త కాథోడ్ లేదా కొత్త ఎలక్ట్రోలైట్ కోసం, సెల్‌ని పరీక్షించిన ప్రతిసారీ తక్కువ సామర్థ్యం ఉన్న లిథియం అవక్షేపణను పునరావృత పరీక్షలు బహిర్గతం చేస్తే, ఆ పదార్థాలు వాటితో సరిపోలని అవకాశం ఉంది. ఏర్పడే సమయంలో ఏర్పడిన SEI ఫిల్మ్ తగినంత దట్టంగా, చాలా మందంగా లేదా అస్థిరంగా లేకపోవటం లేదా ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని PC గ్రాఫైట్ లేయర్‌ను పీల్ చేసేలా చేయడం లేదా సెల్ డిజైన్ పెద్ద ఛార్జ్‌కు అనుగుణంగా ఉండకపోవడం వల్ల అసమతుల్యత సంభవించవచ్చు/ అధిక ఉపరితల సాంద్రత కుదింపు కారణంగా ఉత్సర్గ రేట్లు.

డయాఫ్రాగమ్‌లు కూడా తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగించే ప్రభావవంతమైన అంశం.చేతితో గాయపడిన డయాఫ్రాగమ్‌లు ప్రతి పొర మధ్యలో రేఖాంశ దిశలో ముడుతలను ఉత్పత్తి చేస్తాయని మేము కనుగొన్నాము, ఇక్కడ లిథియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌లో తగినంతగా పొందుపరచబడదు మరియు తద్వారా సెల్ సామర్థ్యాన్ని 3% ప్రభావితం చేస్తుంది. ఇతర రెండు నమూనాలు డయాఫ్రాగమ్ ముడతలు చాలా తక్కువగా ఉన్నప్పుడు మరియు సామర్థ్యంపై ప్రభావం 1% మాత్రమే ఉన్నప్పుడు సెమీ-ఆటోమేటిక్ వైండింగ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పటికీ, డయాఫ్రాగమ్ వాడకాన్ని నిలిపివేయడానికి ఇది ఆధారం కాదు.

సరిపోని కెపాసిటీ డిజైన్ మార్జిన్‌లు కూడా తక్కువ సామర్థ్యానికి దారితీస్తాయి. సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పూత యొక్క ప్రభావం, కెపాసిటీ డివైడర్ యొక్క లోపం మరియు సామర్థ్యంపై అంటుకునే ప్రభావం కారణంగా, రూపకల్పన చేసేటప్పుడు కొంత మొత్తంలో కెపాసిటీ మార్జిన్‌ను అనుమతించడం చాలా ముఖ్యం. కెపాసిటీ మార్జిన్‌ను డిజైన్ చేసేటప్పుడు, మిడిల్ లైన్‌లో అన్ని ప్రక్రియలతో కోర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని లెక్కించిన తర్వాత మిగులును వదిలివేయడం లేదా తక్కువ పరిమితిలో సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే అన్ని కారకాలు సంభవించిన తర్వాత మిగులును లెక్కించడం సాధ్యమవుతుంది. కొత్త పదార్థాల కోసం, ఆ వ్యవస్థలోని క్యాథోడ్ యొక్క గ్రామ్ ప్లే యొక్క ఖచ్చితమైన అంచనా ముఖ్యం. పాక్షిక సామర్థ్యం గుణకం, ఛార్జ్ కట్-ఆఫ్ కరెంట్, ఛార్జ్/డిశ్చార్జ్ గుణకం, ఎలక్ట్రోలైట్ రకం మొదలైనవి, అన్నీ క్యాథోడ్ గ్రామ్ ప్లేని ప్రభావితం చేస్తాయి. లక్ష్య సామర్థ్యాన్ని సాధించడానికి సానుకూల గ్రామ పనితీరు యొక్క రూపకల్పన విలువ కృత్రిమంగా ఎక్కువగా ఉంటే, ఇది సరిపోని డిజైన్ సామర్థ్యానికి కూడా సమానం. సెల్ యొక్క ఇంటర్‌ఫేస్‌లో తప్పు ఏమీ లేదు, లేదా మొత్తం ప్రాసెస్ డేటాలో ఏదైనా తప్పు లేదు, కానీ సెల్ సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంది. అందువల్ల, ఖచ్చితమైన కాథోడ్ గ్రామేజ్ కోసం కొత్త మెటీరియల్స్ తప్పనిసరిగా మూల్యాంకనం చేయబడాలి, అదే కాథోడ్ ఏ కాథోడ్ లేదా ఎలక్ట్రోలైట్ వలె అదే గ్రామాన్ని కలిగి ఉండదు.

అధిక ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క పనితీరును కొంత మేరకు ప్రభావితం చేస్తుంది, తద్వారా సెల్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ప్రతికూల ఓవర్‌లోడ్ "లిథియం అవపాతం లేనంత వరకు" కాదు. ప్రతికూల ఓవర్‌లోడ్ నాన్-లిథియం అవపాతం ఓవర్‌లోడ్ యొక్క దిగువ పరిమితికి పెరిగినట్లయితే, సానుకూల గ్రామ పనితీరులో 1% నుండి 2% పెరుగుదల ఉంటుంది, అయితే అది పెరిగినప్పటికీ, ప్రతికూల ఓవర్‌లోడ్ ఇప్పటికీ సరిపోతుంది. సామర్థ్యం అవుట్‌పుట్ వీలైనంత ఎక్కువగా ఉంటుంది. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ అధికంగా ఉన్నప్పుడు, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ తక్కువ పాత్రను పోషిస్తుంది ఎందుకంటే రసాయన శాస్త్రానికి మరింత కోలుకోలేని లిథియం అవసరమవుతుంది, అయితే ఇది జరిగే సంభావ్యత దాదాపు ఏదీ లేదు.

ద్రవ ఇంజెక్షన్ వాల్యూమ్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సంబంధిత ద్రవ నిలుపుదల వాల్యూమ్ కూడా తక్కువగా ఉంటుంది. సెల్ యొక్క ద్రవ నిలుపుదల పరిమాణం తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌లలో లిథియం అయాన్ ఎంబెడింగ్ మరియు డీ-ఎంబెడ్డింగ్ ప్రభావం ప్రభావితమవుతుంది, తద్వారా తక్కువ సామర్థ్యాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది. తక్కువ ఇంజెక్షన్ వాల్యూమ్‌తో ఖర్చులు మరియు ప్రక్రియలపై తక్కువ ఒత్తిడి ఉన్నప్పటికీ, ఇంజెక్షన్ వాల్యూమ్‌ను తగ్గించే ఆవరణ తప్పనిసరిగా సెల్ పనితీరును ప్రభావితం చేయదు. వాస్తవానికి, పూరక స్థాయిని తగ్గించడం అనేది సెల్‌లో తగినంత ద్రవ నిలుపుదల కారణంగా తక్కువ కెపాసిటెన్స్ సంభావ్యతను పెంచుతుంది, అయితే ఇది అనివార్య పరిణామం కాదు. అదే సమయంలో, ద్రవాన్ని గ్రహించడం మరింత కష్టం, ఎలక్ట్రోలైట్ చెమ్మగిల్లడం సమయంలో ఎలక్ట్రోడ్‌తో మెరుగైన సంబంధాన్ని నిర్ధారించడానికి ఎక్కువ ఎలక్ట్రోలైట్ ఉండాలి. తగినంత సెల్ నిలుపుదల వలన సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌లు పొడిగా ఉంటాయి మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పైన లిథియం అవపాతం యొక్క పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది, ఇది పేలవమైన నిలుపుదల కారణంగా తక్కువ కెపాసిటెన్స్‌కు కారకంగా ఉంటుంది.

ఉత్పత్తి ప్రక్రియ

తేలికగా పూసిన పాజిటివ్ లేదా నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ నేరుగా తక్కువ కెపాసిటీ కోర్‌కి కారణమవుతుంది. సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ తేలికగా పూత పూయబడినప్పుడు, పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయబడిన కోర్ యొక్క ఇంటర్‌ఫేస్ అసాధారణంగా ఉండదు. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్, లిథియం అయాన్ల గ్రహీతగా, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ అందించిన లిథియం మూలాల సంఖ్య కంటే ఎక్కువ సంఖ్యలో ఎంబెడెడ్ లిథియం స్థానాలను అందించాలి, లేకపోతే అదనపు లిథియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై అవక్షేపించబడుతుంది, ఫలితంగా పలుచని పొర ఏర్పడుతుంది. మరింత ఏకరీతి లిథియం అవపాతం. ముందు చెప్పినట్లుగా, నెగటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ బరువును కోర్ల బేకింగ్ బరువు నుండి నేరుగా తీసుకోలేము, కాబట్టి నెగటివ్ యొక్క బేకింగ్ బరువు ద్వారా పూత బరువును తగ్గించడానికి ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ బరువు పెరుగుదల నిష్పత్తిని కనుగొనడానికి మరొక ప్రయోగం చేయవచ్చు. ఎలక్ట్రోడ్ కోర్లు. తక్కువ సామర్థ్యం గల కోర్ యొక్క ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ లిథియం అవక్షేపణ యొక్క పలుచని పొరను కలిగి ఉంటే, తగినంత ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క అవకాశం ఎక్కువగా ఉంటుంది. అదనంగా, కాథోడ్ లేదా ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పూత కాథోడ్ వైపు కూడా తక్కువ సామర్థ్యం కలిగిస్తుంది మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ సింగిల్ సైడ్ పూత ప్రధానంగా తేలికగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పూత భారీగా ఉన్నప్పటికీ, గ్రామ్ ప్లే తగ్గుతుంది, అయితే మొత్తం సామర్థ్యం ఉంటుంది. తగ్గించబడదు కానీ పెరగవచ్చు. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ తప్పు స్థానంలో పూత పూయబడినట్లయితే, బేకింగ్ తర్వాత సింగిల్ మరియు డబుల్ సైడ్‌ల సాపేక్ష బరువు నిష్పత్తుల యొక్క ప్రత్యక్ష పోలిక, డేటా A వైపు సారూప్యంగా ఉన్నంత వరకు B వైపు పూత కంటే 6% తేలికగా ఉంటుంది. ప్రాథమికంగా సమస్యను గుర్తించండి, వాస్తవానికి, తక్కువ సామర్థ్యం యొక్క సమస్య చాలా తీవ్రంగా ఉంటే, A/B వైపు వాస్తవ ఉపరితల సాంద్రతను మరింత రివర్స్ చేయడం అవసరం. తక్కువ కెపాసిటెన్స్ సమస్య తీవ్రంగా ఉంటే, A/B వైపు వాస్తవ సాంద్రతను మరింతగా ఊహించడం అవసరం. రోలింగ్ పదార్థం యొక్క నిర్మాణాన్ని నాశనం చేస్తుంది, ఇది సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది. ఒక పదార్థం యొక్క పరమాణు లేదా పరమాణు నిర్మాణం అది కెపాసిటీ, వోల్టేజ్ మొదలైన లక్షణాలను కలిగి ఉండటానికి ప్రాథమిక కారణం. సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ రోల్స్ యొక్క సాంద్రత ప్రక్రియ విలువను మించి ఉన్నప్పుడు, కోర్ విడదీయబడినప్పుడు సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ చాలా ప్రకాశవంతంగా ఉంటుంది. సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ సంపీడనం చాలా పెద్దది అయినట్లయితే, వైండింగ్ తర్వాత సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ ముక్క సులభంగా విరిగిపోతుంది, ఇది తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కూడా కలిగిస్తుంది. అయినప్పటికీ, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ సంపీడనం పోల్ ముక్కను మడతపెట్టిన వెంటనే విరిగిపోయేలా చేస్తుంది, సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ రోలర్ ప్రెస్‌కు చాలా ఒత్తిడి అవసరం, కాబట్టి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్ సంపీడనాన్ని ఎదుర్కొనే ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ సంపీడనం కంటే చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ కుదించబడినప్పుడు, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క ఉపరితలంపై లిథియం అవపాతం యొక్క స్ట్రిప్ లేదా బ్లాక్ ఏర్పడుతుంది మరియు కోర్లో నిలుపుకున్న ద్రవ పరిమాణం గణనీయంగా తగ్గుతుంది.

అధిక నీటి కంటెంట్ కారణంగా కూడా తక్కువ సామర్థ్యం ఏర్పడుతుంది. పూరించడానికి ముందు ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క నీటి కంటెంట్, పూరించడానికి ముందు గ్లోవ్ బాక్స్ యొక్క మంచు బిందువు, ఎలక్ట్రోలైట్ యొక్క నీటి కంటెంట్ ప్రమాణాన్ని మించిపోయినప్పుడు లేదా తేమను డీ-ఎరేటెడ్ రెండవ సీల్‌లోకి ప్రవేశపెట్టినప్పుడు తక్కువ కెపాసిటెన్స్ సాధ్యమవుతుంది. కోర్ ఏర్పడటానికి నీటి యొక్క ట్రేస్ మొత్తాలు అవసరం, కానీ నీరు నిర్దిష్ట విలువను మించి ఉన్నప్పుడు, అదనపు నీరు SEI ఫిల్మ్‌ను దెబ్బతీస్తుంది మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌లోని లిథియం లవణాలను వినియోగిస్తుంది, తద్వారా కోర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది. నీటి కంటెంట్ సెల్ ఫుల్ ఛార్జ్ నెగటివ్ కోర్సు యొక్క ప్రమాణాన్ని మించి ముదురు గోధుమ రంగు యొక్క చిన్న ముక్క.


పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-16-2022