লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নেতিবাচক/ইতিবাচক অনুপাত হল একটি মূল ডিজাইনের প্যারামিটার, যা ব্যাটারির ক্ষমতা ডিজাইনের ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের তুলনায় নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের ক্ষমতা অনুপাতকে বোঝায়।
1 সংজ্ঞা এবং গণনা পদ্ধতি
N/P অনুপাতকে সাধারণত ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোড ক্ষমতার সাথে ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড ক্ষমতার অনুপাত হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, এটি নিশ্চিত করতে ব্যবহৃত হয় যে নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান চার্জ করার সময় ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান দ্বারা নির্গত লিথিয়াম আয়ন গ্রহণ করার জন্য পর্যাপ্ত ক্ষমতা রাখে। গণনার সূত্র হল:
N/P=নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদান গ্রাম ক্ষমতা x নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের ঘনত্ব x নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদান সামগ্রী অনুপাত ÷ (ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদান গ্রাম ক্ষমতা x ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের ঘনত্ব x ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদান সামগ্রী অনুপাত)
2 প্রভাবিত কারণ
প্রথম প্রভাব:প্রথম কুলম্বিক দক্ষতা বোঝায়, যা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের প্রকৃত ক্ষমতাকে প্রভাবিত করে। উপাদান সরবরাহকারীদের কাছ থেকে প্রাপ্ত গ্রাম ক্ষমতার ডেটা প্রায়শই সক্রিয় পদার্থের অর্ধেক বৈদ্যুতিক গ্রাম ক্ষমতা বিবেচনা করে, যখন প্রকৃত সম্পূর্ণ কোষের গ্রাম ক্ষমতা পরিবাহী এজেন্ট, আঠালো, বর্তমান সংগ্রাহক, বিভাজক, ইলেক্ট্রোলাইট ইত্যাদির মতো কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়। , প্রকৃত পূর্ণ কোষের গ্রাম ক্ষমতা এবং নকশা গ্রাম ক্ষমতার মধ্যে পার্থক্য রয়েছে।
সমাবেশ প্রক্রিয়া:নলাকার এবং বর্গাকার ব্যাটারির মধ্যে N/P অনুপাতের নকশায় পার্থক্য রয়েছে, প্রধানত ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড প্লেটের মধ্যে যোগাযোগের নিবিড়তার কারণে।
রাসায়নিক রূপান্তর প্রক্রিয়া:রাসায়নিক রূপান্তর প্রক্রিয়া N/P অনুপাতকেও প্রভাবিত করে, কারণ এটি প্রথম প্রভাবকে প্রভাবিত করে এবং এইভাবে গ্রাম ক্ষমতার কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে।
সাইকেল কর্মক্ষমতা:ব্যাটারি কর্মক্ষমতা পরিমাপের জন্য সাইকেল লাইফ একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। যদি পজিটিভ ইলেক্ট্রোড দ্রুত ক্ষয় হয়, তাহলে N/P অনুপাতকে এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে পজিটিভ ইলেক্ট্রোড একটি অগভীর চার্জ ডিসচার্জ অবস্থায় থাকে; বিপরীতে, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড দ্রুত ক্ষয় হলে, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডকে একটি অগভীর চার্জ স্রাব অবস্থায় রাখার জন্য N/P অনুপাতকে উচ্চতর ডিজাইন করা উচিত।
নিরাপত্তা:লুপ কর্মক্ষমতা তুলনায় নিরাপত্তা একটি আরো গুরুত্বপূর্ণ সূচক. N/P অনুপাতের নকশাটি শুধুমাত্র সমাপ্ত পণ্যের নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা বিবেচনা করবে না, তবে প্রাক চার্জিংয়ের সময় ব্যাটারি কোষে লিথিয়াম জমা হওয়া এবং তাপ উৎপাদনের ঘটনা এড়াতে হবে।
3 ব্যাটারি কর্মক্ষমতা উপর প্রভাব
N/P অনুপাত খুব বেশি:
অত্যধিক নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড স্রাবের কারণে নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের অগভীর চার্জিং এবং ডিসচার্জিং এবং ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের গভীর চার্জিং এবং ডিসচার্জিং হতে পারে।
সম্পূর্ণরূপে চার্জ করা নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড লিথিয়াম জমার ঝুঁকি কম (কিছু উপাদান যেমন নরম এবং শক্ত কার্বন এবং LTO উপাদানগুলিও লিথিয়াম জমা করে না), এটিকে নিরাপদ করে।
কিন্তু ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের অক্সিডেশন অবস্থার বৃদ্ধি আসলে নিরাপত্তার ঝুঁকি বাড়ায়।
নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের অপরিবর্তিত প্রাথমিক প্রভাবের কারণে, আরও অংশে প্রতিক্রিয়া করা দরকার এবং একই সময়ে, গতিবিদ্যার প্রভাবের কারণে, ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা কম হবে।
ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের অক্সিডেশন অবস্থা বৃদ্ধির ফলে ফয়েল থেকে ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড পাউডার বিচ্ছিন্ন হয়ে যেতে পারে, বিভাজক হলুদ হয়ে যেতে পারে, অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি পায় এবং উচ্চ তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে চক্রীয় ব্যর্থতা হতে পারে।
N/P অনুপাত খুব কম:
অপর্যাপ্ত নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড ক্ষমতার কারণে চার্জিংয়ের সময় ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড থেকে নিঃসৃত অতিরিক্ত লিথিয়াম আয়ন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের উপর প্রবাহিত হতে পারে এবং লিথিয়াম ডেনড্রাইট তৈরি করতে পারে, যা সহজেই ব্যাটারিতে অভ্যন্তরীণ শর্ট সার্কিট সৃষ্টি করতে পারে এবং এর নিরাপত্তা কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারে।
নিঃসৃত অতিরিক্ত Li নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠে লিথিয়াম লবণের জমার জন্য একটি Li উৎস সরবরাহ করে এবং লিথিয়াম লবণের ক্রমাগত জমা সাইক্লিং ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।
4 ব্যবহারিক প্রয়োগ বিবেচনা
গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড ব্যাটারি:N/P অনুপাত সাধারণত 1-এর বেশি হয়। ডিজাইন করার সময়, প্রক্রিয়া ক্ষমতা বিবেচনা করা উচিত, যেমন আবরণ বিচ্যুতি।
লিথিয়াম টাইটানেট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড ব্যাটারি:একটি ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড অতিরিক্ত নকশা গ্রহণ করে, ব্যাটারির ক্ষমতা লিথিয়াম টাইটানেট নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের ক্ষমতা দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের অত্যধিক নকশা ব্যাটারির উচ্চ-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য উপকারী, কারণ উচ্চ-তাপমাত্রার গ্যাস প্রধানত নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড থেকে আসে। যখন ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড অতিরিক্তভাবে ডিজাইন করা হয়, তখন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের সম্ভাবনা কম থাকে, যা লিথিয়াম টাইটানেটের পৃষ্ঠে একটি SEI ফিল্ম গঠন করা সহজ করে তোলে।
5 গতিশীল পরিবর্তনশীলতা
N/P অনুপাত একটি গতিশীল পরিবর্তনশীল পরামিতি। ব্যাটারির চার্জিং/ডিসচার্জিং চক্রের সময়, ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডের বিপরীতমুখী নির্দিষ্ট ক্ষমতা এবং/অথবা ইলেক্ট্রোড সক্রিয় উপাদানের নেতিবাচক ভর লোডের পরিবর্তনগুলি N/P অনুপাতের ক্রমাগত পরিবর্তন ঘটাতে পারে। এছাড়াও, পুরো ব্যাটারির প্রাথমিক অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা, চার্জিং কাট-অফ ভোল্টেজ, বর্তমান ঘনত্ব, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং ব্যাটারি বার্ধক্যের মতো কারণগুলিও N/P অনুপাতের পরিবর্তনকে প্রভাবিত করতে পারে।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির N/P অনুপাত ব্যাটারি ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ এবং জটিল প্যারামিটার। সম্পূর্ণ ব্যাটারির এন/পি অনুপাত ডিজাইন করার আগে, ব্যাটারির কার্যকারিতা এবং নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে ক্যাথোড এবং অ্যানোড উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির পাশাপাশি এন/পি অনুপাতকে প্রভাবিত করে এমন বিভিন্ন কারণগুলি সম্পূর্ণরূপে বোঝা প্রয়োজন৷