سائیکلنگ ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کو کیوں ہراساں کرتی ہے؟

چارج/خارج ہونے والے چکروں کے دوران مکینیکل تناؤ کے عوامل

سائیکلنگ کے دوران ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے انحطاط کی ایک بنیادی وجہ یہ ہے کہ بیٹری کے اجزاء کے ذریعہ تجربہ کیا جاتا ہے۔ روایتی بیٹریوں میں استعمال ہونے والے مائع الیکٹرولائٹس کے برعکس ، ٹھوس الیکٹرولائٹس میںٹھوس ریاست کی بیٹریاںبار بار دباؤ کے تحت کریکنگ کا کم لچکدار اور زیادہ خطرہ ہیں۔

چارج کرنے اور خارج کرنے کے دوران ، لتیم آئن انوڈ اور کیتھوڈ کے درمیان آگے پیچھے جاتے ہیں۔ یہ تحریک الیکٹروڈ میں حجم میں تبدیلی کا سبب بنتی ہے ، جس کی وجہ سے توسیع اور سنکچن ہوتا ہے۔ مائع الیکٹرولائٹ سسٹم میں ، ان تبدیلیوں کو آسانی سے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ تاہم ، ٹھوس ریاست کی بیٹریوں میں ، ٹھوس الیکٹرولائٹ کی سخت نوعیت کے نتیجے میں الیکٹرویلیٹ اور الیکٹروڈ کے مابین انٹرفیس پر مکینیکل تناؤ پیدا ہوسکتا ہے۔

وقت گزرنے کے ساتھ ، یہ تناؤ کئی مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔

- ٹھوس الیکٹرولائٹ میں مائکرو کریکس

- الیکٹرویلیٹ اور الیکٹروڈ کے مابین تعی .ن

- انٹرفیسیل مزاحمت میں اضافہ

- فعال مادی رابطے کا نقصان

یہ مسائل بیٹری کی کارکردگی کو نمایاں طور پر متاثر کرسکتے ہیں ، جس سے اس کی صلاحیت اور بجلی کی پیداوار کم ہوسکتی ہے۔ محققین زیادہ لچکدار ٹھوس الیکٹرولائٹس تیار کرنے اور ان مکینیکل تناؤ سے متعلق امور کو کم کرنے کے لئے انٹرفیس انجینئرنگ کو بہتر بنانے پر فعال طور پر کام کر رہے ہیں۔

ٹھوس ریاست کے نظام میں لتیم ڈینڈرائٹس کس طرح تشکیل دیتے ہیں

سائیکلنگ کے دوران ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے انحطاط میں اہم کردار ادا کرنے والا ایک اور اہم عنصر لتیم ڈینڈرائٹس کی تشکیل ہے۔ ڈینڈرائٹس سوئی نما ڈھانچے ہیں جو چارجنگ کے دوران انوڈ سے کیتھوڈ کی طرف بڑھ سکتے ہیں۔ مائع الیکٹرولائٹس کے ساتھ روایتی لتیم آئن بیٹریوں میں ، ڈینڈرائٹ کی تشکیل ایک معروف مسئلہ ہے جو مختصر سرکٹس اور حفاظت کے خطرات کا باعث بن سکتا ہے۔

ابتدائی طور پر ، یہ سوچا گیا تھاٹھوس ریاست کی بیٹریاںٹھوس الیکٹرولائٹ کی مکینیکل طاقت کی وجہ سے ڈینڈرائٹ کی تشکیل سے محفوظ رہے گا۔ تاہم ، حالیہ تحقیق سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ مختلف میکانزم کے ذریعہ ڈینڈرائٹس اب بھی ٹھوس ریاست کے نظاموں میں تشکیل اور بڑھ سکتی ہیں۔

1. اناج کی حدود میں دخول: ان کمزور علاقوں کا استحصال کرتے ہوئے ، پولی کرسٹل لائن ٹھوس الیکٹرولائٹس کی اناج کی حدود کے ساتھ لتیم ڈینڈرائٹس بڑھ سکتے ہیں۔

2. الیکٹرولائٹ سڑن: کچھ ٹھوس الیکٹرولائٹس لتیم کے ساتھ رد عمل ظاہر کرسکتے ہیں ، جس سے سڑن کی مصنوعات کی ایک پرت تشکیل دی جاتی ہے جو ڈینڈرائٹ کی نمو کی اجازت دیتی ہے۔

3. مقامی موجودہ ہاٹ سپاٹ: ٹھوس الیکٹرولائٹ میں inhomogeneities اعلی موجودہ کثافت والے علاقوں کا باعث بن سکتا ہے ، جس سے ڈینڈرائٹ نیوکلیشن کو فروغ ملتا ہے۔

ٹھوس ریاست کی بیٹریوں میں ڈینڈرائٹس کی نشوونما کئی نقصان دہ اثرات کا باعث بن سکتی ہے۔

- داخلی مزاحمت میں اضافہ

- صلاحیت ختم

- ممکنہ مختصر سرکٹس

- ٹھوس الیکٹرولائٹ کا مکینیکل انحطاط

اس مسئلے کو حل کرنے کے لئے ، محققین مختلف حکمت عملیوں کی کھوج کر رہے ہیں ، جن میں سنگل کرسٹل ٹھوس الیکٹرولائٹس تیار کرنا ، ڈینڈرائٹ کی نشوونما کو دبانے کے لئے مصنوعی انٹرفیس تشکیل دینا ، اور یکساں لتیم جمع کو فروغ دینے کے لئے الیکٹروڈ الیکٹرولائٹ انٹرفیس کو بہتر بنانا شامل ہیں۔

سائیکل زندگی کی حدود کی پیش گوئی کرنے کے لئے جانچ کے طریقوں

ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے انحطاط کے طریقہ کار کو سمجھنا ان کی کارکردگی اور لمبی عمر کو بہتر بنانے کے لئے بہت ضروری ہے۔ اس مقصد کے لئے ، محققین نے سائیکل زندگی کی حدود کی پیش گوئی کرنے اور ممکنہ ناکامی کے طریقوں کی نشاندہی کرنے کے لئے جانچ کے مختلف طریقے تیار کیے ہیں۔ یہ طریقے ڈیزائن اور اصلاح میں مدد کرتے ہیںٹھوس ریاست کی بیٹریاںعملی ایپلی کیشنز کے لئے۔

جانچ کے کچھ اہم طریقوں میں شامل ہیں:

1. الیکٹرو کیمیکل مائبادا اسپیکٹروسکوپی (EIS): یہ تکنیک محققین کو وقت کے ساتھ ساتھ بیٹری کی داخلی مزاحمت اور اس کی تبدیلیوں کا مطالعہ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ مائبادا سپیکٹرا کا تجزیہ کرکے ، انٹرفیس کی کمی اور مزاحم پرتوں کی تشکیل جیسے مسائل کی نشاندہی کرنا ممکن ہے۔

2. ان سائٹو ایکس رے پھیلاؤ (XRD): یہ طریقہ سائیکلنگ کے دوران بیٹری کے مواد میں ساختی تبدیلیوں کے مشاہدے کے قابل بناتا ہے۔ اس سے مرحلے کی منتقلی ، حجم کی تبدیلیوں ، اور نئے مرکبات کی تشکیل کا انکشاف ہوسکتا ہے جو انحطاط میں معاون ثابت ہوسکتے ہیں۔

3. اسکیننگ الیکٹران مائکروسکوپی (SEM) اور ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی (TEM): یہ امیجنگ تکنیک بیٹری کے اجزاء کے اعلی ریزولوشن آراء فراہم کرتی ہے ، جس سے محققین کو مائکرو اسٹرکچرل تبدیلیوں ، انٹرفیسیل انحطاط اور ڈینڈرائٹ کی تشکیل کا مشاہدہ کرنے کی اجازت ملتی ہے۔

4. تیز عمر بڑھنے والے ٹیسٹ: بلند درجہ حرارت یا زیادہ سائیکلنگ کی شرحوں پر بیٹریوں کو مشروط کرکے ، محققین ایک مختصر وقت کے فریم میں طویل مدتی استعمال کی تقلید کرسکتے ہیں۔ اس سے اس کی متوقع زندگی میں بیٹری کی کارکردگی کی پیش گوئی کرنے میں مدد ملتی ہے۔

5. مختلف صلاحیت کا تجزیہ: اس تکنیک میں چارج اور خارج ہونے والے چکروں کے دوران وولٹیج کے سلسلے میں صلاحیت کے مشتق کا تجزیہ کرنا شامل ہے۔ یہ بیٹری کے طرز عمل میں ٹھیک ٹھیک تبدیلیوں کو ظاہر کرسکتا ہے اور مخصوص انحطاط کے طریقہ کار کی نشاندہی کرسکتا ہے۔

ان جانچ کے طریقوں کو جدید کمپیوٹیشنل ماڈلنگ کے ساتھ جوڑ کر ، محققین ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی سائیکل زندگی کو محدود کرنے والے عوامل کی ایک جامع تفہیم حاصل کرسکتے ہیں۔ انحطاط کو کم کرنے اور بیٹری کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے حکمت عملی تیار کرنے کے لئے یہ علم بہت ضروری ہے۔

آخر میں ، جبکہ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں روایتی لتیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں اہم فوائد پیش کرتی ہیں ، جب سائیکلنگ کے انحطاط کی بات آتی ہے تو انہیں انوکھے چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ چارج اور خارج ہونے والے چکروں کے دوران مکینیکل تناؤ ، ڈینڈرائٹ کی تشکیل کے امکانات کے ساتھ ، وقت کے ساتھ کارکردگی میں کمی کا باعث بن سکتا ہے۔ تاہم ، جاری تحقیق اور اعلی درجے کی جانچ کے طریقے ٹھوس ریاست کی بیٹری ٹکنالوجی میں بہتری کی راہ ہموار کررہے ہیں۔

جب ہم ان انحطاطی طریقہ کار کے بارے میں اپنی تفہیم کو بہتر بناتے رہتے ہیں تو ، ہم توقع کرسکتے ہیں کہ ٹھوس ریاست کی بیٹری ڈیزائن میں پیشرفت دیکھنے کو مل سکتی ہے جو ان مسائل کو حل کرتی ہے۔ یہ پیشرفت برقی گاڑیوں سے لے کر گرڈ پیمانے پر توانائی کے ذخیرہ تک کی ایپلی کیشنز کے لئے ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی مکمل صلاحیت کو سمجھنے میں بہت ضروری ہوگی۔

اگر آپ کاٹنے والے کنارے کی تلاش میں دلچسپی رکھتے ہیںٹھوس ریاست کی بیٹریآپ کی ایپلی کیشنز کے لئے ٹکنالوجی ، ایبٹری تک پہنچنے پر غور کریں۔ ہماری ماہرین کی ٹیم بیٹری کی جدت طرازی میں سب سے آگے ہے اور آپ کو اپنی ضروریات کے لئے توانائی کے ذخیرہ کرنے کا صحیح حل تلاش کرنے میں مدد کر سکتی ہے۔ ہم سے رابطہ کریںcathy@zyepower.comہماری جدید ٹھوس ریاست کی بیٹری کی پیش کشوں اور وہ آپ کے منصوبوں کو کس طرح فائدہ پہنچا سکتے ہیں کے بارے میں مزید معلومات کے ل .۔

حوالہ جات

1. اسمتھ ، جے۔ وغیرہ۔ (2022) "ٹھوس ریاست کی بیٹریوں میں مکینیکل تناؤ اور انحطاط کے طریقہ کار۔" جرنل آف انرجی اسٹوریج ، 45 ، 103-115۔

2. جانسن ، اے اور لی ، ایس (2023)۔ "ٹھوس الیکٹرولائٹس میں ڈینڈرائٹ کی تشکیل: چیلنجز اور تخفیف کی حکمت عملی۔" فطرت توانائی ، 8 (3) ، 267-280۔

3. ژانگ ، ایل۔ ​​وغیرہ۔ (2021) "ٹھوس ریاست کی بیٹری کے مواد کے لئے جدید خصوصیات کی تکنیک۔" اعلی درجے کی مواد ، 33 (25) ، 2100857۔

4. براؤن ، ایم اور ٹیلر ، آر (2022)۔ "ٹھوس ریاست کی بیٹری کی کارکردگی کی پیش گوئی کرنے والی ماڈلنگ۔" ACS نے انرجی میٹریل ، 5 (8) ، 9012-9025 کا اطلاق کیا۔

5. چن ، Y. ET رحمہ اللہ تعالی. (2023) "ٹھوس ریاست کی بیٹریوں میں سائیکلنگ کے بہتر استحکام کے لئے انٹرفیس انجینئرنگ۔" توانائی اور ماحولیاتی سائنس ، 16 (4) ، 1532-1549۔