ليتيم آئرن فاسفيٽ جي بيٽري ڇو ناڪام ٿئي ٿي؟
By hoppt
ليتيم آئرن فاسفيٽ بيٽرين جي ناڪامي جي سبب يا ميکانيزم کي سمجهڻ بيٽري جي ڪارڪردگي کي بهتر بڻائڻ ۽ ان جي وڏي پيماني تي پيداوار ۽ استعمال لاءِ تمام ضروري آهي. هي آرٽيڪل بيٽري جي ناڪامي تي بيٽرين، ٺهڻ جي طريقن، اسٽوريج جي حالتن، ري سائيڪلنگ، اوور چارج، ۽ اوور ڊسچارج جي اثرن تي بحث ڪري ٿو.
1. پيداوار جي عمل ۾ ناڪامي
پيداوار جي عمل ۾، عملدار، سامان، خام مال، طريقا ۽ ماحول بنيادي عنصر آهن جيڪي پيداوار جي معيار کي متاثر ڪن ٿا. LiFePO4 پاور بيٽرين جي پيداوار جي عمل ۾، عملدار ۽ سامان جو تعلق انتظام جي دائري سان آهي، تنهنڪري اسان بنيادي طور تي آخري ٽن اثرات جي عنصر تي بحث ڪندا آهيون.
فعال اليڪٽرروڊ مواد ۾ نجاست بيٽري جي ناڪامي جو سبب بڻجندي آهي.
LiFePO4 جي ٺهڻ دوران، ٿورڙي تعداد ۾ نجاست هوندي، جهڙوڪ Fe2O3 ۽ Fe. اهي نجاست منفي اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي گهٽجي وينديون آهن ۽ ڊافرام کي سوراخ ڪري سگهن ٿيون ۽ اندروني شارٽ سرڪٽ جو سبب بڻجن ٿيون. جڏهن LiFePO4 گهڻي وقت تائين هوا جي سامهون آهي، نمي بيٽري کي خراب ڪندي. عمر جي شروعاتي مرحلي ۾، بيڪار لوهه فاسفيٽ مادي جي مٿاڇري تي ٺهيل آهي. ان جي مقامي ساخت ۽ جوڙجڪ LiFePO4 (OH) سان ملندڙ جلندڙ آهن؛ OH جي داخل ٿيڻ سان، LiFePO4 مسلسل استعمال ڪيو ويندو آهي، حجم ۾ واڌ جي طور تي ظاهر ڪيو ويو آهي؛ بعد ۾ LiFePO4 (OH) ٺاهڻ لاءِ آهستي آهستي ٻيهر بحال ٿيو. LiFePO3 ۾ Li4PO4 نجاست برقي ڪيميائي طور تي غير فعال آهي. گرافائٽ انوڊ جي ناپاڪي جو مواد جيترو وڌيڪ هوندو، اوترو ئي ناقابل واپسي ظرفيت جو نقصان.
بيٽري جي ناڪامي جو سبب بڻجڻ جو طريقو
فعال ليتيم آئنز جو ناقابل واپسي نقصان پهريون ڀيرو استعمال ٿيل ليٿيم آئنز ۾ ظاهر ٿئي ٿو جڏهن مضبوط اليڪٽرولائيٽ انٽرفيشل جھلي ٺاهي ٿي. اڀياس مليا آهن ته ٺهڻ جي گرمي پد ۾ اضافو لٿيم آئنز جي وڌيڪ ناقابل واپسي نقصان جو سبب بڻجندو. جڏهن ٺهڻ جي درجه حرارت وڌي ويندي آهي، SEI فلم ۾ غير نامياتي اجزاء جو تناسب وڌندو. نامياتي حصو ROCO2Li کان غير نامياتي جزو Li2CO3 ۾ تبديلي جي دوران جاري ڪيل گئس SEI فلم ۾ وڌيڪ خرابين جو سبب بڻجندي. انهن خرابين ذريعي حل ٿيل ليتيم آئنز جو هڪ وڏو تعداد منفي گريفائٽ اليڪٽرروڊ ۾ شامل ڪيو ويندو.
ٺهڻ دوران، SEI فلم جي ٺهيل ۽ ٿلهي گهٽ-موجوده چارجنگ ذريعي ٺاهيل آهن يونيفارم پر وقت وٺندڙ؛ تيز-موجوده چارجنگ وڌيڪ طرفي رد عمل جو سبب بڻجندي، جنهن جي نتيجي ۾ ناقابل واپسي ليتيم آئن نقصان وڌي ويندو ۽ منفي اليڪٽرروڊ انٽرفيس جي رڪاوٽ پڻ وڌي ويندي، پر اهو وقت بچائيندو. وقت؛ اڄڪلهه، ننڍي موجوده مسلسل مسلسل-وڏي موجوده مسلسل موجوده ۽ مسلسل وولٹیج جي ٺهڻ واري موڊ کي وڌيڪ استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن اهو ٻنهي جي فائدي کي حساب ۾ وٺي سگھي.
پيداوار جي ماحول ۾ نمي جي ڪري بيٽري جي ناڪامي
حقيقي پيداوار ۾، بيٽري لازمي طور تي هوا سان رابطو ڪندي ڇاڪاڻ ته مثبت ۽ منفي مواد گهڻو ڪري مائڪروون يا نانو-سائز ذرڙا آهن، ۽ اليڪٽرولائٽ ۾ سالوينٽ ماليڪيولز ۾ وڏا برقياتي ڪاربنيل گروپ ۽ ميٽاسٽبل ڪاربان ڪاربان ڊبل بانڊ آهن. سڀ آساني سان هوا ۾ نمي جذب.
پاڻيءَ جا ماليڪيول اليڪٽرولائيٽ ۾ موجود ليٿيم لوڻ (خاص طور تي LiPF6) سان رد عمل ظاهر ڪن ٿا، جيڪو اليڪٽرولائيٽ کي ختم ڪري ٿو ۽ استعمال ڪري ٿو (جي ڪري گل ٿي وڃي ٿو PF5) ۽ تيزابي مادو HF پيدا ڪري ٿو. ٻئي PF5 ۽ HF SEI فلم کي تباهه ڪندا، ۽ HF پڻ LiFePO4 فعال مواد جي سنکنرن کي فروغ ڏيندو. پاڻيءَ جا ماليڪيول به ليٿيم-انٽرڪالٽيڊ گرافائٽ ناڪاري اليڪٽرروڊ کي خارج ڪندا، SEI فلم جي تري ۾ ليٿيم هائيڊروڪسائيڊ ٺاهيندا. ان کان علاوه، اليڪٽرولائيٽ ۾ ڦهليل O2 به عمر جي رفتار کي تيز ڪري ٿو LiFePO4 بيٽريون.
پيداوار جي عمل ۾، پيداوار جي عمل کان علاوه جيڪو بيٽري جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪري ٿو، بنيادي عنصر جيڪي LiFePO4 پاور بيٽري جي ناڪامي جو سبب بڻجن ٿا، خام مال (پاڻي سميت) ۽ ٺهڻ واري عمل ۾ شامل آهن، تنهنڪري بيٽري جي پاڪائي. مواد، ماحولياتي نمي جو ڪنٽرول، ٺهڻ جو طريقو، وغيره. عنصر اهم آهن.
2. پناهه ۾ ناڪامي
پاور بيٽري جي سروس جي زندگي دوران، ان جو اڪثر وقت پناهه جي حالت ۾ آهي. عام طور تي، ڊگهي پناهه واري وقت کان پوء، بيٽري جي ڪارڪردگي گهٽجي ويندي، عام طور تي اندروني مزاحمت ۾ اضافو، وولٹیج ۾ گهٽتائي، ۽ خارج ٿيڻ جي صلاحيت ۾ گهٽتائي ڏيکاري ٿي. ڪيترائي عنصر بيٽري جي ڪارڪردگي جي خراب ٿيڻ جو سبب بڻجن ٿا، جن مان گرمي پد، چارج جي حالت، ۽ وقت سڀ کان وڌيڪ اثر انداز ڪندڙ عنصر آهن.
قاسم وغيره. مختلف اسٽوريج حالتن هيٺ LiFePO4 پاور بيٽرين جي عمر جو تجزيو ڪيو. هنن يقين ڪيو ته عمر جي ميڪانيزم بنيادي طور تي مثبت ۽ منفي اليڪٽرروڊس جي طرفي ردعمل آهي. اليڪٽرولائٽ (مثبت اليڪٽرروڊ جي پاسي واري رد عمل جي مقابلي ۾، منفي گريفائٽ اليڪٽرروڊ جي پاسي واري رد عمل جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو وزن آهي، خاص طور تي محلول جي ڪري. Decomposition، SEI فلم جي واڌ) فعال ليتيم آئنز استعمال ڪري ٿو. ساڳئي وقت، بيٽري جي مجموعي رڪاوٽ وڌي ٿي، فعال ليتيم آئنز جو نقصان بيٽري جي عمر جي ڪري ٿي جڏهن ان کي ڇڏي وڃي. LiFePO4 پاور بيٽرين جي ظرفيت جو نقصان اسٽوريج جي درجه حرارت جي اڀار سان وڌي ٿو. ان جي ابتڙ، جيئن چارج جي اسٽوريج جي حالت وڌائي ٿي، ظرفيت جو نقصان وڌيڪ معمولي آهي.
Grolleau et al. ساڳئي نتيجي تي پڻ پهتو: اسٽوريج جي درجه حرارت LiFePO4 پاور بيٽرين جي عمر تي وڌيڪ اهم اثر رکي ٿي، بعد ۾ چارج جي اسٽوريج حالت، ۽ هڪ سادي نموني تجويز ڪيل آهي. اهو LiFePO4 پاور بيٽري جي ظرفيت جي نقصان جي اڳڪٿي ڪري سگهي ٿو اسٽوريج جي وقت (درجه حرارت ۽ چارج جي حالت) سان لاڳاپيل عنصر جي بنياد تي. هڪ مخصوص SOC رياست ۾، جيئن شيلف ٽائيم وڌندو آهي، تيئن گريفائٽ ۾ ليتيم کنڊ ۾ ڦهلجي ويندو، اليڪٽرولائٽ ۽ اليڪٽرانن سان گڏ هڪ پيچيده مرڪب ٺاهيندو، جنهن جي نتيجي ۾ ناقابل واپسي ليتيم آئنز جي تناسب ۾ اضافو ٿيندو، SEI جي ٿلهي، ۽ چالکائي. گھٽتائي جي ڪري رڪاوٽ ۾ اضافو (غير نامياتي اجزاء وڌندا آهن، ۽ ڪجهه کي ٻيهر ڦهلائڻ جو موقعو آهي) ۽ اليڪٽرروڊ سطح جي سرگرمي ۾ گهٽتائي گڏجي بيٽري جي عمر جو سبب بڻائيندو آهي.
چارج ڪرڻ واري حالت يا خارج ٿيڻ واري حالت جي لحاظ کان، فرق واري اسڪيننگ ڪيلوريميٽري LiFePO4 ۽ مختلف اليڪٽرولائٽس (اليڪٽرولائٽ LiBF4، LiAsF6، يا LiPF6 آهي) جي وچ ۾ ڪمري جي گرمي پد کان 85 °C تائين درجه حرارت جي حد ۾ ڪو به رد عمل نه مليو. جڏهن ته، جڏهن LiFePO4 هڪ ڊگهي وقت تائين LiPF6 جي اليڪٽرولائيٽ ۾ غرق ڪيو ويندو آهي، اهو اڃا تائين مخصوص رد عمل ڏيکاريندو. ڇاڪاڻ ته انٽرفيس ٺاهڻ جو ردعمل ڊگهو آهي، اڃا تائين LiFePO4 جي مٿاڇري تي ڪا به پاسوائيشن فلم نه آهي ته هڪ مهيني تائين ٻرڻ کان پوء اليڪٽرولائٽ سان وڌيڪ ردعمل کي روڪڻ لاء.
پناهه واري حالت ۾، خراب اسٽوريج حالتون (وڏي درجه حرارت ۽ چارج جي اعلي حالت) LiFePO4 پاور بيٽري جي خود ڊسچارج جي درجي کي وڌائيندو، بيٽري جي عمر وڌيڪ واضح بڻائي ٿي.
3. ري سائیکلنگ ۾ ناڪامي
بيٽريون عام طور تي استعمال دوران گرمي خارج ڪن ٿيون، تنهنڪري حرارت جو اثر اهم آهي. ان کان علاوه، روڊ جون حالتون، استعمال، ۽ محيطي گرمي پد سڀني جا مختلف اثر ٿيندا.
فعال ليتيم آئنز جو نقصان عام طور تي سائيڪلنگ دوران LiFePO4 پاور بيٽرين جي ظرفيت جي نقصان جو سبب بڻجي ٿو. Dubarry et al. ڏيکاريو ويو آهي ته سائيڪلنگ دوران LiFePO4 پاور بيٽرين جي عمر جو بنيادي سبب هڪ پيچيده ترقي جي عمل جي ڪري آهي جيڪو فنڪشنل ليتيم آئن SEI فلم استعمال ڪري ٿو. هن عمل ۾، فعال ليتيم آئنز جو نقصان سڌو سنئون بيٽري جي گنجائش جي برقرار رکڻ جي شرح کي گھٽائي ٿو. SEI فلم جي مسلسل ترقي، هڪ طرف، بيٽري جي پولرائزيشن مزاحمت ۾ اضافو سبب بنائي ٿي. ساڳئي وقت، SEI فلم جي ٿلهي تمام ٿلهي آهي، ۽ graphite anode جي electrochemical ڪارڪردگي. اهو جزوي طور تي سرگرمي کي غير فعال ڪندو.
تيز گرمي پد تي سائيڪل هلائڻ دوران، LiFePO2 ۾ Fe4+ هڪ خاص حد تائين ڦهلجي ويندو. جيتوڻيڪ Fe2+ جي تحليل مقدار جو مثبت اليڪٽرروڊ جي گنجائش تي ڪو خاص اثر نه پوندو آهي، Fe2+ جي تحليل ۽ منفي گريفائيٽ اليڪٽرروڊ تي Fe جو ورهاڱو SEI فلم جي واڌ ۾ ڪيٽيليٽڪ ڪردار ادا ڪندو. . ٽين مقداري طور تي تجزيو ڪيو ته فعال ليتيم آئنز ڪٿي ۽ ڪٿي گم ٿي ويا ۽ ڏٺائين ته فعال ليتيم آئنز جو تمام گهڻو نقصان منفي گريفائٽ اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي واقع ٿيو، خاص طور تي تيز گرمي پد جي چڪر دوران، اهو آهي، اعلي درجه حرارت جي چڪر جي گنجائش جو نقصان. تيز آهي، ۽ SEI فلم جو خلاصو نقصان ۽ مرمت جا ٽي مختلف طريقا آهن:
- graphite anode ۾ اليڪٽران SEI فلم ذريعي ليتيم آئنز کي گھٽائڻ لاءِ گذري ٿو.
- SEI فلم جي ڪجهه اجزاء جي تحليل ۽ بحالي.
- graphite anode جي مقدار ۾ تبديلي جي ڪري، SEI جھلي جي ڦاٽڻ سبب ٿي.
فعال ليتيم آئنز جي نقصان کان علاوه، ريزائنگنگ دوران مثبت ۽ منفي مواد خراب ٿي ويندا. ريسائڪلنگ دوران LiFePO4 اليڪٽرروڊ ۾ شگاف جو واقعو اليڪٽرروڊ پولرائيزيشن کي وڌائڻ ۽ فعال مادي ۽ ڪنڊڪٽو ايجنٽ يا موجوده ڪليڪٽر جي وچ ۾ چالڪيت کي گھٽائڻ جو سبب بڻجندو. ناگپور استعمال ڪيو اسڪيننگ Extended Resistance Microscopy (SSRM) جو نيم مقداري طور تي LiFePO4 جي تبديلين جو مطالعو ڪرڻ لاءِ عمر کان پوءِ ۽ ڏٺائين ته LiFePO4 نانو پارٽيڪلز جي کوٽائي ۽ سطح جي ذخيرن کي خاص ڪيميائي رد عملن جي ڪري پيدا ٿيڻ سان گڏ LiFePO4 ڪيٿوڊس جي رڪاوٽ ۾ اضافو ٿيو. ان کان علاوه، فعال سطح جي گھٽتائي ۽ graphite electrodes جي exfoliation جي ڪري فعال graphite مواد جي نقصان جي ڪري به بيٽري جي عمر جو سبب سمجهيو ويندو آهي. graphite anode جي عدم استحڪام SEI فلم جي عدم استحڪام جو سبب بڻائيندو ۽ فعال ليتيم آئنز جي استعمال کي فروغ ڏيندو.
جي بيٽري جي اعلي-شرح خارج ڪرڻ جي بجليء جي گاڏي لاء اهم طاقت مهيا ڪري سگهو ٿا؛ اهو آهي، پاور بيٽري جي ڪارڪردگي جي شرح بهتر، برقي ڪار جي تيز رفتار ڪارڪردگي بهتر. Kim et al جي تحقيق جا نتيجا. ڏيکاريو ويو آهي ته LiFePO4 مثبت اليڪٽرروڊ ۽ گرافائٽ منفي اليڪٽرروڊ جي عمر واري ميڪانيزم مختلف آهي: خارج ٿيڻ جي شرح جي واڌ سان، مثبت اليڪٽرروڊ جي صلاحيت جو نقصان منفي اليڪٽرروڊ جي ڀيٽ ۾ وڌيڪ وڌي ٿو. گھٽ رفتار سائيڪلنگ دوران بيٽري جي صلاحيت جو نقصان خاص طور تي منفي اليڪٽرروڊ ۾ فعال ليتيم آئنز جي استعمال جي ڪري آھي. ان جي ابتڙ، تيز رفتار سائيڪلنگ دوران بيٽري جي طاقت جو نقصان مثبت اليڪٽرروڊ جي رڪاوٽ ۾ اضافو سبب آهي.
جيتوڻيڪ استعمال ۾ پاور بيٽري جي خارج ٿيڻ جي کوٽائي ظرفيت جي نقصان تي اثر انداز نه ٿيندي، اهو ان جي طاقت جي نقصان کي متاثر ڪندو: بجلي جي نقصان جي رفتار ڊسچارج جي کوٽائي جي واڌ سان وڌي ٿي. اهو SEI فلم جي رڪاوٽ ۾ اضافو ۽ سڄي بيٽري جي رڪاوٽ ۾ اضافو سبب آهي. اهو سڌو سنئون سان لاڳاپيل آهي. جيتوڻيڪ فعال ليتيم آئنز جي نقصان سان لاڳاپو، چارجنگ وولٽيج جي مٿين حد جو بيٽري جي ناڪامي تي ڪو به واضح اثر نه آهي، چارجنگ وولٽيج جي تمام گهٽ يا تمام گهڻي مٿئين حد LiFePO4 اليڪٽرروڊ جي انٽرفيس جي رڪاوٽ کي وڌائيندي: هڪ گهٽ اپر حد وولٹیج سٺو ڪم نه ڪندو. Passivation فلم زمين تي ٺهيل آهي، ۽ هڪ تمام گهڻي اپر وولٹیج جي حد اليڪٽرولائٽ جي آڪسائيڊيوٽ ڊڪشن جو سبب بڻجندي. اهو LiFePO4 اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي گهٽ چالکائي سان هڪ پيداوار ٺاهيندو.
LiFePO4 پاور بيٽري جي خارج ٿيڻ جي صلاحيت تيزي سان گهٽجي ويندي جڏهن درجه حرارت گهٽجي ويندو، خاص طور تي آئن چالکائي جي گھٽتائي ۽ انٽرفيس جي رڪاوٽ جي واڌ جي ڪري. لي LiFePO4 ڪيٿوڊ ۽ گريفائٽ انوڊ جو الڳ الڳ مطالعو ڪيو ۽ ڏٺائين ته مکيه ڪنٽرول عنصر جيڪي anode ۽ anode جي گهٽ درجه حرارت جي ڪارڪردگي کي محدود ڪن ٿا مختلف آهن. LiFePO4 ڪيٿوڊ جي ionic conductivity ۾ گهٽتائي غالب آهي، ۽ graphite anode جي interface impedance ۾ اضافو بنيادي سبب آهي.
استعمال دوران، LiFePO4 اليڪٽرروڊ ۽ گرافائٽ انوڊ جي تباهي ۽ SEI فلم جي مسلسل واڌ جي ڪري بيٽري جي ناڪامي کي مختلف درجي تائين پهچائيندو. ان کان علاوه، غير قابو پذير عنصرن کان علاوه جيئن ته روڊ جي حالتن ۽ ماحول جي درجه حرارت، بيٽري جو باقاعده استعمال پڻ ضروري آهي، بشمول مناسب چارجنگ وولٹیج، خارج ٿيڻ جي مناسب کوٽائي وغيره.
4. چارج ۽ خارج ڪرڻ دوران ناڪامي
بيٽري اڪثر استعمال دوران ناگزير طور تي اوور چارج ٿيندي آهي. اوور ڊسچارج گهٽ آهي. اوور چارج يا اوور ڊسچارج دوران جاري ٿيل گرمي بيٽري جي اندر گڏ ٿيڻ جو امڪان آهي، بيٽري جي گرمي پد کي وڌيڪ وڌائي ٿو. اهو بيٽري جي سروس جي زندگي کي متاثر ڪري ٿو ۽ طوفان جي باهه يا ڌماڪي جي امڪان کي وڌائي ٿو. جيتوڻيڪ باقاعده چارج ڪرڻ ۽ خارج ڪرڻ جي حالتن جي تحت، جيئن سائيڪلن جو تعداد وڌائي ٿو، بيٽري سسٽم ۾ اڪيلو سيلز جي ظرفيت جي غير مطابقت وڌندي. گھٽ ۾ گھٽ گنجائش واري بيٽري کي چارج ڪرڻ ۽ اوور ڊسچارج ڪرڻ جي عمل مان گذرڻو پوندو.
جيتوڻيڪ LiFePO4 مختلف چارجنگ حالتن ۾ ٻين مثبت اليڪٽرروڊ مواد جي مقابلي ۾ بهترين حرارتي استحڪام رکي ٿو، اوور چارجنگ پڻ LiFePO4 پاور بيٽرين کي استعمال ڪرڻ ۾ غير محفوظ خطرن جو سبب بڻجي سگهي ٿي. اوورچارج ٿيل حالت ۾، نامياتي اليڪٽرولائٽ ۾ محلول وڌيڪ آڪسائيڊيوٽ ڊومپوزيشن جو شڪار آهي. عام طور تي استعمال ٿيل نامياتي محلولن مان، ايٿيلين ڪاربونيٽ (EC) ترجيحي طور تي مثبت اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي آڪسائيڊيوٽ ڊڪشن کي ختم ڪندو. جيئن ته منفي گريفائٽ اليڪٽرروڊ جي ليتيم داخل ڪرڻ جي صلاحيت (بمقابلي ليتيم امڪاني) گهٽ آهي، ليتيم ورهاڱي منفي گرافائٽ اليڪٽرروڊ ۾ تمام گهڻو امڪان آهي.
اوور چارج ٿيل حالتن ۾ بيٽري جي ناڪامي جو هڪ بنيادي سبب اندروني شارٽ سرڪٽ آهي جيڪو ليٿيم ڪرسٽل شاخن جي ڊافرام کي سوراخ ڪرڻ سبب آهي. Lu et al. گريفائٽ جي مخالف اليڪٽرروڊ مٿاڇري تي ليٿيم پليٽنگ جي ناڪامي ميڪانيزم جو تجزيو ڪيو جيڪو اوور چارج جي ڪري. نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته منفي گرافائٽ اليڪٽرروڊ جي مجموعي جوڙجڪ تبديل نه ڪئي وئي آهي، پر ليتيم ڪرسٽل شاخون ۽ سطحي فلم موجود آهن. ليٿيم ۽ اليڪٽرولائٽ جو رد عمل مٿاڇري جي فلم کي مسلسل وڌائڻ جو سبب بڻائيندو آهي، جيڪو وڌيڪ فعال ليتيم استعمال ڪري ٿو ۽ ليٿيم کي گريفائٽ ۾ ڦهلائڻ جو سبب بڻائيندو آهي. منفي اليڪٽرروڊ وڌيڪ پيچيده ٿي ويندو آهي، جيڪو منفي اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي ليتيم جمع کي وڌيڪ فروغ ڏيندو، نتيجي ۾ ظرفيت ۽ ڪولومبڪ ڪارڪردگي ۾ وڌيڪ گهٽتائي.
ان کان علاوه، ڌاتو جي تڪليف (خاص طور تي Fe) عام طور تي بيٽري اوورچارج جي ناڪامي لاء بنيادي سببن مان هڪ سمجهي رهيا آهن. Xu et al. وڌيڪ چارج جي حالتن هيٺ LiFePO4 پاور بيٽرين جي ناڪامي ميڪانيزم کي منظم طور تي اڀياس ڪيو. نتيجن مان ظاهر ٿئي ٿو ته اوورچارج/ڊسچارج چڪر دوران Fe جي ريڊڪس نظرياتي طور تي ممڪن آهي، ۽ رد عمل جو ميڪانيزم ڏنو ويو آهي. جڏهن اوور چارج ٿئي ٿو، Fe پهريون ڀيرو Fe2+ ڏانهن آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي، Fe2+ وڌيڪ خراب ٿي Fe3+ ڏانهن، ۽ پوء Fe2+ ۽ Fe3+ کي مثبت اليڪٽرروڊ مان هٽايو ويندو آهي. هڪ طرفو ناڪاري اليڪٽرروڊ طرف ڦهلجي ٿو، Fe3+ آخرڪار Fe2+ تائين گهٽجي ويو آهي، ۽ Fe2+ وڌيڪ گهٽجي وڃي ٿو Fe ٺاهيو؛ جڏهن اوور چارج/ڊسچارج چڪر لڳندا آهن، Fe ڪرسٽل شاخون هڪ ئي وقت مثبت ۽ ناڪاري اليڪٽروڊز تي شروع ٿينديون، سيپريٽر کي سوراخ ڪندي Fe پل ٺاهيندي، نتيجي ۾ مائڪرو بيٽري شارٽ سرڪٽ، ظاهري رجحان جيڪو بيٽري جي مائڪرو شارٽ سرڪٽ سان گڏ هوندو آهي، مسلسل آهي. اوور چارج ڪرڻ کان پوءِ گرمي پد ۾ اضافو.
اوور چارج دوران، منفي اليڪٽرروڊ جي صلاحيت تيزيء سان وڌي ويندي. امڪاني اضافو منفي اليڪٽرروڊ جي مٿاڇري تي SEI فلم کي تباهه ڪري ڇڏيندو (SEI فلم ۾ غير نامياتي مرکبات سان مالا مال حصو آڪسائيڊ ٿيڻ جو امڪان وڌيڪ هوندو آهي)، جيڪو اليڪٽرولائٽ جي اضافي خراب ٿيڻ جو سبب بڻجندو، جنهن جي نتيجي ۾ ظرفيت جو نقصان ٿيندو. وڌيڪ اهم، منفي موجوده ڪليڪٽر Cu ورق آڪسائيڊ ڪيو ويندو. منفي اليڪٽرروڊ جي SEI فلم ۾، يانگ ايٽ ال. دريافت ڪيو ويو Cu2O، Cu ورق جي آڪسائيڊيشن پراڊڪٽ، جيڪو بيٽري جي اندروني مزاحمت کي وڌائيندو ۽ طوفان جي صلاحيت کي نقصان پهچائيندو.
هن وغيره. تفصيل سان LiFePO4 پاور بيٽرين جي اوور ڊسچارج جي عمل جو مطالعو ڪيو. نتيجن مان ظاهر ٿيو ته منفي موجوده ڪليڪٽر Cu ورق کي اوور ڊسچارج دوران Cu+ ڏانهن آڪسائيڊ ٿي سگهي ٿو، ۽ Cu+ کي وڌيڪ آڪسائيڊ ڪيو وڃي ٿو Cu2+، جنهن کان پوءِ اهي مثبت اليڪٽرروڊ ۾ ڦهلجن ٿا. هڪ گهٽتائي رد عمل مثبت اليڪٽرروڊ تي ٿي سگهي ٿو. اهڙي طرح، اهو مثبت اليڪٽرروڊ پاسي تي ڪرسٽل شاخون ٺاهيندو، جدا ڪندڙ کي سوراخ ڪندو ۽ بيٽري جي اندر هڪ مائڪرو شارٽ سرڪٽ جو سبب بڻجندو. انهي سان گڏ، اوور ڊسچارج جي ڪري، بيٽري جو گرمي پد وڌندو رهندو.
LiFePO4 پاور بيٽري جو اوورچارج ٿي سگھي ٿو آڪسائيڊيوٽ اليڪٽرولائيٽ جي خراب ٿيڻ، ليٿيم جي ارتقا، ۽ Fe ڪرسٽل شاخن جي ٺهڻ جو سبب. اوور ڊسچارج SEI کي نقصان پهچائي سگھي ٿو، نتيجي ۾ ظرفيت جي گھٽتائي، Cu ورق جي آڪسائيڊشن، ۽ جيتوڻيڪ Cu کرسٽل شاخن جي ظاهر ٿيڻ.
5. ٻيون ناڪاميون
LiFePO4 جي موروثي گهٽ چالکائي جي ڪري، خود مادي جي شڪل ۽ سائيز ۽ conductive ايجنٽ ۽ بائنڊرز جا اثر آساني سان ظاهر ٿين ٿا. Gaberscek et al. سائيز ۽ ڪاربان ڪوٽنگ جي ٻن متضاد عنصرن تي بحث ڪيو ۽ ڏٺائين ته LiFePO4 جي اليڪٽرروڊ رڪاوٽ صرف سراسري ذري جي سائيز سان لاڳاپيل آهي. LiFePO4 ۾ اينٽي سائٽ خرابيون (في لي سائٽس تي قبضو ڪري ٿو) بيٽري جي ڪارڪردگي تي خاص اثر پوندا: ڇاڪاڻ ته LiFePO4 اندر ليٿيم آئنز جي ٽرانسميشن هڪ طرفي آهي، اهو عيب ليتيم آئنز جي رابطي ۾ رڪاوٽ ڪندو. هاء ويلنس رياستن جي تعارف جي ڪري اضافي اليڪٽررو اسٽيٽٽڪ ريپوليشن جي ڪري، اهو عيب پڻ LiFePO4 ساخت جي عدم استحڪام جو سبب بڻجي سگهي ٿو.
LiFePO4 جا وڏا ذرات چارج ٿيڻ جي آخر ۾ مڪمل طور تي خوش نٿا ٿي سگهن. نانو ٺهيل LiFePO4 انوائيشن جي خرابين کي گھٽائي سگھي ٿو، پر ان جي اعلي سطحي توانائي خود خارج ٿيڻ جو سبب بڻجندي. PVDF هن وقت سڀ کان وڌيڪ عام طور تي استعمال ٿيل بائنڊر آهي، جنهن جا نقصان آهن جهڙوڪ تيز گرمي پد تي رد عمل، غير آبي اليڪٽرولائٽ ۾ ڦهلائڻ، ۽ ڪافي لچڪ نه هجڻ. اهو LiFePO4 جي ظرفيت جي نقصان ۽ چڪر جي زندگي تي هڪ خاص اثر آهي. ان کان علاوه، موجوده ڪليڪٽر، ڊافراگم، اليڪٽرولائٽ ٺاھڻ، پيداوار جي عمل، انساني عنصر، خارجي وائيبريشن، جھٽڪو، وغيره، بيٽري جي ڪارڪردگي کي مختلف درجي تائين متاثر ڪندو.
حوالو: Miao Meng et al. "ليتيم لوھ فاسفيٽ پاور بيٽرين جي ناڪامي تي تحقيق جي ترقي."
