এই কাগজে, পজিটিভ ইলেক্ট্রোড NCM111+LMO সহ একটি 40Ah পাউচ ব্যাটারির ওভারচার্জ কর্মক্ষমতা পরীক্ষা এবং সিমুলেশনের মাধ্যমে অধ্যয়ন করা হয়।ওভারচার্জ স্রোত যথাক্রমে 0.33C, 0.5C এবং 1C।ব্যাটারির আকার 240mm * 150mm * 14mm।(3.65V এর রেটেড ভোল্টেজ অনুযায়ী গণনা করা হয়, এর আয়তন নির্দিষ্ট শক্তি প্রায় 290Wh/L, যা এখনও তুলনামূলকভাবে কম)
ওভারচার্জ প্রক্রিয়া চলাকালীন ভোল্টেজ, তাপমাত্রা এবং অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের পরিবর্তনগুলি চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। এটি মোটামুটিভাবে চারটি পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে:
প্রথম পর্যায়: ১
দ্বিতীয় পর্যায়: 1.2
তৃতীয় পর্যায়: 1.4
চতুর্থ পর্যায়: SOC>1.6, ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ চাপ সীমা ছাড়িয়ে যায়, কেসিং ফেটে যায়, ডায়াফ্রাম সঙ্কুচিত হয় এবং বিকৃত হয় এবং ব্যাটারি তাপীয় রনঅওয়ে।ব্যাটারির ভিতরে একটি শর্ট সার্কিট ঘটে, প্রচুর পরিমাণে শক্তি দ্রুত নির্গত হয় এবং ব্যাটারির তাপমাত্রা 780 ডিগ্রি সেলসিয়াসে দ্রুত বৃদ্ধি পায়।
অতিরিক্ত চার্জ প্রক্রিয়া চলাকালীন উত্পন্ন তাপের মধ্যে রয়েছে: বিপরীতমুখী এনট্রপি তাপ, জুল তাপ, রাসায়নিক বিক্রিয়া তাপ এবং অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট দ্বারা নির্গত তাপ।রাসায়নিক বিক্রিয়ার তাপের মধ্যে রয়েছে Mn এর দ্রবীভূত হওয়া তাপ, ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে ধাতু লিথিয়ামের বিক্রিয়া, ইলেক্ট্রোলাইটের অক্সিডেশন, SEI ফিল্মের পচন, ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডের পচন এবং পজিটিভ ইলেক্ট্রোডের পচন (NCM111 এবং LMO)।সারণী 1 প্রতিটি প্রতিক্রিয়ার এনথালপি পরিবর্তন এবং সক্রিয়করণ শক্তি দেখায়।(এই নিবন্ধটি বাইন্ডারের পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া উপেক্ষা করে)
ছবি 3 হল বিভিন্ন চার্জিং স্রোতের সাথে অতিরিক্ত চার্জ করার সময় তাপ উৎপাদনের হারের তুলনা।নিম্নলিখিত সিদ্ধান্তগুলি Picture3 থেকে টানা যেতে পারে:
1) চার্জিং কারেন্ট বাড়ার সাথে সাথে তাপীয় দৌড়ের সময় অগ্রসর হয়।
2) অতিরিক্ত চার্জিংয়ের সময় তাপ উত্পাদন জুল তাপ দ্বারা প্রভাবিত হয়।SOC<1.2, মোট তাপ উৎপাদন মূলত জুল তাপের সমান।
3) দ্বিতীয় পর্যায়ে (1
4) SOC>1.45, ধাতব লিথিয়াম এবং ইলেক্ট্রোলাইটের বিক্রিয়া দ্বারা নির্গত তাপ জুল তাপকে ছাড়িয়ে যাবে।
5) যখন SOC>1.6, SEI ফিল্ম এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে পচন প্রতিক্রিয়া শুরু হয়, তখন ইলেক্ট্রোলাইট অক্সিডেশন বিক্রিয়ার তাপ উৎপাদনের হার দ্রুত বৃদ্ধি পায় এবং মোট তাপ উৎপাদনের হার সর্বোচ্চ মূল্যে পৌঁছে যায়।(সাহিত্যে 4 এবং 5 এর বর্ণনাগুলি ছবির সাথে কিছুটা অসঙ্গতিপূর্ণ, এবং এখানে ছবিগুলি প্রাধান্য পাবে এবং সামঞ্জস্য করা হয়েছে।)
6) ওভারচার্জ প্রক্রিয়া চলাকালীন, ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে ধাতু লিথিয়ামের প্রতিক্রিয়া এবং ইলেক্ট্রোলাইটের অক্সিডেশন প্রধান প্রতিক্রিয়া।
উপরোক্ত বিশ্লেষণের মাধ্যমে, ইলেক্ট্রোলাইটের অক্সিডেশন সম্ভাবনা, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা, এবং থার্মাল রনঅওয়ের সূচনা তাপমাত্রা হল ওভারচার্জিংয়ের তিনটি মূল পরামিতি।ছবি 4 ওভারচার্জ কর্মক্ষমতা উপর তিনটি মূল পরামিতি প্রভাব দেখায়.এটি দেখা যায় যে ইলেক্ট্রোলাইটের অক্সিডেশন সম্ভাবনার বৃদ্ধি ব্যাটারির ওভারচার্জ কর্মক্ষমতাকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে, যখন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা অতিরিক্ত চার্জ কর্মক্ষমতার উপর সামান্য প্রভাব ফেলে।(অন্য কথায়, উচ্চ-ভোল্টেজ ইলেক্ট্রোলাইট ব্যাটারির ওভারচার্জ কর্মক্ষমতা উন্নত করতে সাহায্য করে এবং N/P অনুপাত বৃদ্ধি ব্যাটারির অতিরিক্ত চার্জ কর্মক্ষমতার উপর সামান্য প্রভাব ফেলে।)
তথ্যসূত্র
ডি. রেন এট আল।জার্নাল অফ পাওয়ার সোর্স 364(2017) 328-340
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-15-2022