কিভাবে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেকট্রোড স্লারি মূল্যায়ন করবেন?

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উৎপাদনে, স্লারি তৈরি করা প্রথম প্রক্রিয়া। মিশ্রণের পরে স্লারির উপযুক্ততা পরবর্তী আবরণ এবং চূড়ান্ত ব্যাটারির কার্যকারিতাকে সরাসরি প্রভাবিত করে এবং এটি ব্যাটারি খরচের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। তাই, স্লারি প্রস্তুতি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে। গবেষণা দেখায় যে একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোডের আদর্শ মাইক্রোস্কোপিক কণা বন্টন একটি পরিবাহী নেটওয়ার্ক গঠনকারী পরিবাহী এজেন্ট কণার পাতলা স্তর বিচ্ছুরণ ছাড়াই সক্রিয় পদার্থের সমন্বিত বিচ্ছুরণ দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। ইউনিফর্ম পার্টিকেল ডিস্ট্রিবিউশন সহ ইলেক্ট্রোড থেকে তৈরি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চমৎকার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পারফরম্যান্স এবং দীর্ঘ জীবনকাল প্রদর্শন করে। তাই, লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি স্লারিগুলির প্রবাহযোগ্যতা, স্থিতিশীলতা এবং অভিন্নতা পরবর্তী আবরণ প্রক্রিয়াগুলির জন্য তাদের উপযুক্ততা এবং ব্যাটারির সক্রিয় উপাদানগুলির কার্যকারিতায় তাদের অবদান মূল্যায়ন করার জন্য সাধারণত পরীক্ষা করা হয় এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করা হয়৷

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উৎপাদনে, স্লারি তৈরি করা প্রথম প্রক্রিয়া। মিশ্রণের পরে স্লারির উপযুক্ততা পরবর্তী আবরণ এবং চূড়ান্ত ব্যাটারির কার্যকারিতাকে সরাসরি প্রভাবিত করে এবং এটি ব্যাটারি খরচের একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। তাই, স্লারি প্রস্তুতি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে। গবেষণায় দেখা গেছে যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোডের আদর্শ মাইক্রো পার্টিকেল বণ্টনের বৈশিষ্ট্য হল সমষ্টি ছাড়াই সক্রিয় পদার্থের সমান বিচ্ছুরণ, এবং পরিবাহী এজেন্ট কণার পাতলা-স্তর বিচ্ছুরণ যা একটি পরিবাহী নেটওয়ার্ক গঠন করে। ইউনিফর্ম পার্টিকেল ডিস্ট্রিবিউশন সহ ইলেক্ট্রোড থেকে তৈরি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চমৎকার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পারফরম্যান্স এবং দীর্ঘ জীবনকাল প্রদর্শন করে। তাই, লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি স্লারিগুলির প্রবাহযোগ্যতা, স্থায়িত্ব এবং অভিন্নতা পরবর্তী আবরণ প্রক্রিয়াগুলির জন্য তাদের উপযুক্ততা এবং ব্যাটারির সক্রিয় উপাদানগুলির কার্যকারিতা বৃদ্ধিতে তাদের কার্যকারিতা মূল্যায়ন করার জন্য সাধারণত পরীক্ষা করা হয় এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করা হয়৷

ইলেক্ট্রোড স্লারিগুলি অ-নিউটনিয়ান তরল, এবং দুটি প্রকার রয়েছে: ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড স্লারি এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড স্লারি, যেগুলি তেল-ভিত্তিক এবং জল-ভিত্তিক সিস্টেমে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়৷ আলোড়িত স্লারির ভাল প্রবাহযোগ্যতা, স্থিতিশীলতা এবং অভিন্নতা থাকা প্রয়োজন। বিভিন্ন প্রবাহযোগ্যতা সহ স্লারির অবস্থা চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে। অত্যধিক কম বা উচ্চ সান্দ্রতা, অবক্ষেপণ, সমষ্টি এবং অসম বিচ্ছুরণ পরবর্তী আবরণ প্রক্রিয়াগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে, যার ফলে ইলেক্ট্রোডের ম্যাক্রোস্কোপিক চেহারাতে ত্রুটি এবং এর মাইক্রোস্ট্রাকচারে অসঙ্গতি দেখা দেয়। ঐতিহ্যগত কাগজ তৈরি এবং আবরণ শিল্পে স্লারির প্রয়োজনীয়তার বিপরীতে, লিথিয়াম ব্যাটারি স্লারির অভিন্নতা এবং স্থায়িত্ব শেষ পর্যন্ত ব্যাটারির বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে, যার ফলে ভোল্টেজের অবক্ষয়, চক্রের জীবন হ্রাস এবং ব্যাটারির দুর্বল সামঞ্জস্যের মতো সমস্যাগুলির একটি সিরিজের দিকে পরিচালিত করে। অতএব, প্রক্রিয়াকরণের জন্য এর উপযুক্ততা নির্ধারণের জন্য আবরণের আগে স্লারিটির সঠিক বৈশিষ্ট্য এবং পরীক্ষা করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

যখন একটি তরল প্রবাহিত হয়, তখন অণুগুলির মধ্যে অভ্যন্তরীণ ঘর্ষণ ঘটে; এই বৈশিষ্ট্যটিকে সান্দ্রতা বলা হয়, যা সংখ্যাগতভাবে পরিমাপ করা হয়।

সান্দ্রতা=শিয়ার স্ট্রেস / শিয়ার রেট

শিয়ার রেট এবং শিয়ার স্ট্রেসের মধ্যে কার্যকরী সম্পর্ককে একটি রিওলজিক্যাল বক্ররেখা বলা হয়, যা সাধারণত শিয়ার বৈশিষ্ট্য সহ স্লারি (তরল) সান্দ্রতার তারতম্য বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। রিওলজিক্যাল কার্ভগুলি তরলের প্রকারভেদ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। নিউটনীয় তরল পদার্থের জন্য, শিয়ার স্ট্রেস এবং শিয়ার রেট রিওলজিক্যাল বক্ররেখার মধ্যে সম্পর্ক হল মূলের মধ্য দিয়ে যাওয়া একটি সরল রেখা।

উৎপাদনে,ডিজিটাল রোটেশনাল ভিসকোমিটারএবং রিওমিটারগুলি সাধারণত সান্দ্রতা এবং রিওলজিক্যাল কার্ভ পরিমাপ করতে ব্যবহৃত হয়। ভিসকোমিটারগুলি পরিচালনা করা সহজ, যখন রিওমিটারগুলি একটি বিস্তৃত পরিসর এবং আরও ব্যাপক সান্দ্রতা-শিয়ার রেট/স্ট্রেস কার্ভগুলি পরিমাপ করতে পারে এবং আরও সঠিক ফলাফল প্রদান করতে পারে৷ ব্যাটারি স্লারি, অ-নিউটনিয়ান তরল হিসাবে, শিয়ার পাতলা করা, ভিসকোইলাস্টিসিটি এবং থিক্সোট্রপি সহ বিভিন্ন রিওলজিক্যাল বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে।

বেশিরভাগ লিথিয়াম-আয়ন ইলেক্ট্রোড স্লারি শিয়ার পাতলা করার বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে। চিত্রে দেখানো হয়েছে, শিয়ার সান্দ্রতা শিয়ার হার বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। এই বৈশিষ্ট্য উচ্চ কঠিন বিষয়বস্তু সঙ্গে slurries আরো উচ্চারিত হয়. উচ্চ শিয়ার হারে, শক্তিশালী শিয়ার ফোর্স উপাদানগুলির মধ্যে গঠিত নেটওয়ার্ক কাঠামোকে ব্যাহত করে, যার ফলে কণাগুলি শিয়ার ক্ষেত্রের সমান্তরালে আরও ক্রমানুসারে কাঠামোতে পুনর্বিন্যাস করে, যার ফলে সান্দ্রতা হ্রাস পায় এবং উচ্চ শিয়ার হারে নিউটনিয়ান মালভূমিতে পৌঁছায়।

এই অ-নিউটনিয়ান বৈশিষ্ট্যটি ইলেক্ট্রোড তৈরির আবরণ প্রক্রিয়ায় সুবিধাজনক। ব্যবহার করার আগেইলেক্ট্রোড লেপ মেশিন, স্লারি একটি স্ক্রু পাম্প দ্বারা স্থানান্তর ট্যাঙ্ক থেকে আবরণ চেম্বারে পরিবহন করা হয়। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, স্লারি কম শিয়ার ফোর্সের শিকার হয় এবং এর স্থিতিশীলতা বজায় রাখার জন্য একটি উচ্চ সান্দ্রতা অবস্থায় থাকে। যখন স্লারিটি তাত্ক্ষণিকভাবে আবরণের মাথার ঠোঁট থেকে বের হয়ে যায়, তখন এটি একটি উচ্চ শিয়ার হারের শিকার হয়, এই সময়ে স্লারি সান্দ্রতা হ্রাস পায়, মসৃণ প্রবাহ নিশ্চিত করে। স্লারিটি বর্তমান সংগ্রাহকের কাছে স্থানান্তরিত হওয়ার পরে, শিয়ার হার হ্রাস পায় এবং এটি একটি উচ্চ সান্দ্রতা অবস্থায় থাকে। এটি কণার অবক্ষেপণ প্রতিরোধ বা হ্রাস করতে পারে যখন স্লারি স্থির থাকে বা শুকানোর প্রক্রিয়ার সময়, একটি সামঞ্জস্যপূর্ণ আবরণ বেধ নিশ্চিত করে।

স্লারি বৈশিষ্ট্য মূল্যায়নের জন্য ভিসকোইলাস্টিসিটি একটি গুরুত্বপূর্ণ রেফারেন্স স্ট্যান্ডার্ড। এটি স্লারির সান্দ্রতা (তরল) এবং স্থিতিস্থাপকতা (কঠিন) মধ্যে সম্পর্ক প্রদর্শন করে; সহজভাবে বললে, স্লারিটি তরল না কঠিনের মতো তা চিহ্নিত করে। যদি লিথিয়াম ব্যাটারি স্লারি শুধুমাত্র সান্দ্র হয় এবং স্থিতিস্থাপকতার অভাব থাকে, তাহলে আবরণের সময় গুরুতর স্ট্রিংিং ঘটবে, যার ফলে আবরণের কার্যকারিতা খারাপ হবে। তাই, লিথিয়াম ব্যাটারি স্লারিকে অবশ্যই সান্দ্রতা ছাড়াও একটি নির্দিষ্ট মাত্রার স্থিতিস্থাপকতা থাকতে হবে, যা লেপের সময় ভাঙা ফিলামেন্টগুলিকে দ্রুত রিবাউন্ড করতে দেয় এবং অভিন্ন আবরণ নিশ্চিত করে। যদি স্লারিতে খুব বেশি স্থিতিস্থাপকতা থাকে বা একেবারেই সান্দ্রতা না থাকে, তবে এটি গুরুতর জমাট বা শক্ত-এর মতো কাঠামো নির্দেশ করে, যা আবরণকে অসম্ভব করে তোলে।

ভিসকোইলাস্টিসিটি সাধারণত একটি রিওমিটার ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়। ছোট-অ্যামপ্লিটিউড ভাইব্রেশনাল শিয়ার ফোর্স, যেমন প্রশস্ততা স্ক্যানিং এবং ফ্রিকোয়েন্সি স্ক্যানিং, স্লারির সান্দ্রতা পরিমাপের জন্য প্রয়োগ করা হয়।

শিয়ার হার ক্রমাগত শূন্য থেকে একটি ধ্রুবক মান বৃদ্ধি করা হয়, এবং এই প্রক্রিয়ার সময় সংশ্লিষ্ট শিয়ার স্ট্রেস রেকর্ড করা হয়। তারপরে, শিয়ার রেট ধীরে ধীরে শূন্যে নেমে আসে এবং সংশ্লিষ্ট শিয়ার স্ট্রেস মান রেকর্ড করা হয়। শিয়ার রেট বনাম শিয়ার স্ট্রেসের একটি বদ্ধ বক্ররেখা প্লট করা যেতে পারে; এই বক্ররেখাকে থিক্সোট্রপিক স্বাভাবিক বলয় বলা হয়। স্বাভাবিক বলয়ের ক্ষেত্রফল যত বড়, থিক্সোট্রপিক কর্মক্ষমতা তত বেশি এবং তদ্বিপরীত।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি স্লারির স্থায়িত্ব মূল্যায়ন করার জন্য সান্দ্রতা একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ। অত্যধিক উচ্চ এবং নিম্ন সান্দ্রতা উভয়ই আবরণের জন্য ক্ষতিকর। উচ্চ-সান্দ্রতা স্লারিগুলি স্থির হওয়ার প্রবণতা কম এবং ভাল বিচ্ছুরণযোগ্যতা রয়েছে, কিন্তু অত্যধিক উচ্চ সান্দ্রতার ফলে লেভেলিং দুর্বল হয়ে পড়ে, আবরণকে কঠিন করে তোলে এবং আবরণের গতি হ্রাস করে। যথাযথভাবে সান্দ্রতা হ্রাস করা আবরণের দক্ষতা উন্নত করতে সহায়তা করে। নিম্ন সান্দ্রতা ভাল স্লারি প্রবাহযোগ্যতা প্রদান করে এবং বায়ু বুদবুদ অপসারণ করতে সাহায্য করে, কিন্তু অত্যধিক কম সান্দ্রতা শুকানোর অসুবিধার দিকে পরিচালিত করে, আবরণের গতি হ্রাস করে, অমসৃণ আবরণকে বাড়িয়ে তোলে এবং আবরণ ক্র্যাকিং এবং স্লারি সমষ্টির কারণ হতে পারে।

উত্পাদনের সময়, বিশেষ করে স্লারিটি নির্দিষ্ট সময়ের জন্য দাঁড়িয়ে থাকার পরে, সান্দ্রতা প্রায়শই পরিবর্তিত হয়, প্রধানত তিনটি উপায়ে: সান্দ্রতা বৃদ্ধি, সান্দ্রতা হ্রাস এবং বিশেষ ক্ষেত্রে।

(1) বর্ধিত সান্দ্রতা:দীর্ঘক্ষণ দাঁড়িয়ে থাকার পর, কোলয়েড একটি সল অবস্থা থেকে জেল অবস্থায় পরিবর্তিত হয়, যার ফলে স্লারি সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। স্লারিটি ধীরে ধীরে নাড়লে সান্দ্রতা পুনরুদ্ধার হবে।

(2) সান্দ্রতা হ্রাস:সান্দ্রতা হ্রাস পায় যখন বাইন্ডার আর্দ্রতা শোষণ করে এবং গুণগত পরিবর্তন, নাড়ার সময় কাঠামোগত পরিবর্তন বা অবনতির মধ্য দিয়ে যায়। দীর্ঘায়িত আলোড়ন, অত্যধিক দ্রুত নাড়ার গতি, এবং একজাতকরণের সময় স্লারির অসম বিচ্ছুরণ সবই সান্দ্রতা হ্রাস করতে পারে। স্লারি স্টেবিলাইজার, ডিসপারসেন্ট বা সার্ফ্যাক্ট্যান্ট যোগ করা চার্জ বিকর্ষণ এবং স্টেরিক বাধার নীতিগুলির মাধ্যমে স্লারি স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে। উপরন্তু, সমজাতীয়করণের আগে সমস্ত উপাদান পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে শুকানো আবশ্যক।

(3) বিশেষ ক্ষেত্রে:সক্রিয় পদার্থগুলি সঞ্চয়ের সময় আর্দ্রতা শোষণ করতে পারে বা উচ্চ{0}}আর্দ্রতার পরিবেশে আলোড়িত হতে পারে, যার ফলে PVDF আর্দ্রতা শোষণ করে এবং একটি "জেলি-এর মতো" স্লারি তৈরি করে। যখন স্লারি একটি বিশেষভাবে উচ্চারিত জেলি প্রদর্শন করে-যেমন সামঞ্জস্য, এটি অব্যবহৃত হয়। এই ক্ষেত্রে, সমস্যাযুক্ত স্লারি শুকানো যেতে পারে, বাইন্ডার এবং এনসিএমকে বাষ্পীভূত করে আলাদা করা যায়, তারপর চালনা করে, মাটিতে এবং আনুপাতিকভাবে স্বাভাবিক স্লারিতে মিশ্রিত করা যায়। তারপরে এটি ব্যাটারির কর্মক্ষমতা প্রভাবিত না করে ব্যবহার করা যেতে পারে। অতএব, প্রতিরোধের সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি হল একজাতকরণের আগে উপাদানটিকে পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে শুকানো, আর্দ্রতার পরিমাণ পরিমাপ করা এবং একজাতকরণের সময় আর্দ্রতা কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা।

স্লারির মোট ভরের মধ্যে সক্রিয় পদার্থ, পরিবাহী এজেন্ট এবং বাইন্ডারের মতো কঠিন পদার্থের শতাংশকে স্লারির কঠিন উপাদান বলে। সাধারণত, কঠিন বিষয়বস্তু 40% থেকে 70% এর মধ্যে থাকে। কঠিন বিষয়বস্তু পরীক্ষা করার প্রধান পদ্ধতি হল শুকানোর পদ্ধতি। M ভর দিয়ে একটি স্লারিকে ওজন করুন, দ্রাবকটিকে শুকানোর জন্য একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় রাখুন এবং তারপরে আবার m ভর দিয়ে ওজন করুন। কঠিন বিষয়বস্তু তারপর m=M/M হিসাবে গণনা করা হয়। একটি আর্দ্রতা মিটার দ্রুত এবং তুলনামূলকভাবে সঠিকভাবে স্লারির কঠিন বিষয়বস্তু পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। আর্দ্রতা মিটার তাপ ওজন হ্রাস নীতি ব্যবহার করে; এটি দ্রাবককে বাষ্পীভূত করার জন্য হ্যালোজেন বাতি দিয়ে নমুনাটিকে সমানভাবে উত্তপ্ত করে এবং গরম করার আগে এবং পরে ভরের পরিবর্তনের মাধ্যমে কঠিন উপাদান গণনা করে।

একই সমজাতকরণ প্রক্রিয়া এবং গঠনের অধীনে, স্লারির কঠিন উপাদান যত বেশি হবে, এর সান্দ্রতা তত বেশি হবে। একইভাবে, কঠিন উপাদান কম, সান্দ্রতা কম। কঠিন বিষয়বস্তুর জন্য একটি সংজ্ঞায়িত সীমার মধ্যে, একটি উচ্চ মান উচ্চতর স্লারি স্থায়িত্ব নির্দেশ করে। কঠিন বিষয়বস্তু বাড়ানো দ্রাবক ব্যবহার কমাতে পারে, স্লারি মেশানোর সময় কমাতে পারে এবং লেপ এবং শুকানোর দক্ষতা উন্নত করতে পারে। যাইহোক, কঠিন বিষয়বস্তু বাড়ার সাথে সাথে সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়, তরলতা হ্রাস পায়, আবরণের অসুবিধা বাড়ায় এবং সরঞ্জামগুলিতে আরও গুরুতর পরিধান ঘটায়।

এখনই যোগাযোগ করুন