لیتھیم بیٹریوں کی تشکیل اور صلاحیت کی تقسیم کا عمل لتیم بیٹریوں کی پیداوار کے عمل میں ایک اہم کڑی ہے، جو بیٹری کی کارکردگی کے استحکام اور مستقل مزاجی کو یقینی بنانے میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔
1 کیمیائی عمل
کیمیکل کنورژن سے مراد عام طور پر پہلی چارج شدہ بیٹری پر اس کی کارکردگی کو مستحکم کرنے کے لیے عمل کے اقدامات کی ایک سیریز کو نافذ کرنا ہے، جس میں کم کرنٹ چارجنگ اور ڈسچارج، مستقل درجہ حرارت کھڑا ہونا وغیرہ شامل ہیں۔ بنیادی مقصد ایک گھنے اور مستحکم ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس فلم بنانا ہے۔ (SEI فلم) بیٹری کی منفی الیکٹروڈ سطح پر، بیٹری کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، جیسے سائیکل کی زندگی، استحکام، خود خارج ہونے والے مادہ، اور حفاظت.
کیمیائی تبدیلی کے عمل کے کلیدی پیرامیٹرز میں شامل ہیں:
1. موجودہ تشکیل:تشکیل کرنٹ کی وسعت اور لہر کا SEI فلم کی تشکیل پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ عام طور پر، نسبتاً گھنی SEI فلم بنانے کے لیے ایک چھوٹا کرنٹ استعمال کیا جاتا ہے، اس کے بعد بیٹری کو زیادہ کرنٹ کی اصل کام کرنے کی حالتوں کے مطابق ڈھالنے کے لیے، اور SEI میں موجود نقائص کو ٹھیک کرنے کے لیے بڑے کرنٹ سے چارج کیا جاتا ہے۔ تشکیل کے عمل کے دوران، SEI فلم کی رکاوٹ میں اضافے کو روکنے کے لیے چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ کے درست کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، جو لیتھیم آئن بیٹریوں کی شرح خارج ہونے والی کارکردگی کو متاثر کر سکتی ہے۔
2. تشکیل وولٹیج:تشکیل وولٹیج کے انتخاب کا تعین بیٹری کے مخصوص نظام اور مواد کی بنیاد پر کیا جانا چاہیے۔ ضرورت سے زیادہ وولٹیج بیٹری کو اندرونی نقصان پہنچا سکتا ہے، جس سے اس کی سائیکلنگ کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔
3. تشکیل کا درجہ حرارت:تشکیل کے درجہ حرارت کا SEI فلم کی تشکیل اور بیٹری کی کارکردگی پر بھی نمایاں اثر پڑتا ہے۔ تجربات سے ثابت ہوا ہے کہ تشکیل کے لیے موزوں ترین درجہ حرارت 20-35 ڈگری ہے، لیکن زیادہ تر لیتھیم آئن بیٹری بنانے والے بیٹری کی سائیکلنگ اور اسٹوریج کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے تشکیل کے لیے قدرے زیادہ درجہ حرارت (30-60 ڈگری) کا انتخاب کرتے ہیں۔ . تاہم، ضرورت سے زیادہ درجہ حرارت SEI فلم کی تحلیل اور سالوینٹ مالیکیولز کے شریک سرایت کا باعث بھی بن سکتا ہے، جس سے SEI فلم کے استحکام کو کم کیا جا سکتا ہے۔
4. بیرونی دباؤ:تشکیل کے عمل کے دوران مناسب رولنگ پریشر کو لاگو کرنے سے بیٹری سے پیدا ہونے والی گیس کو نمایاں طور پر ختم کیا جا سکتا ہے (گیس پیدا کرنے کے لیے زیادہ دباؤ کے تحت نامیاتی مادہ گل جاتا ہے)، بیٹری کی تشکیل کی صلاحیت، شرح اور سائیکلنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔
کیمیائی تبدیلی کے عمل کے مخصوص مراحل درج ذیل ہیں:
1. ایک انجکشن:اسمبل شدہ بیٹری میں الیکٹرولائٹ لگائیں۔ سب سے پہلے، بیٹری کو خالی کریں اور اندر سے منفی دباؤ بننے کا انتظار کریں۔ پھر، انجیکشن والو کھولیں اور دباؤ کے فرق کی وجہ سے الیکٹرولائٹ کو بیٹری میں بہنے دیں۔
2. اعلی درجہ حرارت کی عمر:بیٹری کو ایک خاص مدت کے لیے اعلی درجہ حرارت والے کمرے میں رکھیں تاکہ الیکٹرولائٹ کو مکمل طور پر الیکٹروڈ پیڈز میں گھسنے کی اجازت دے، مستقبل میں ایک بہتر معیار کی SEI فلم کی تشکیل کی بنیاد رکھی جائے۔
3. کیمیائی تبدیلی کا عمل:منفی الیکٹروڈ سطح پر ایک گھنی اور مستحکم SEI فلم بنانے کے لیے ایک چھوٹا کرنٹ چارجنگ آپریشن کریں۔ تشکیل کے عمل کے دوران، پیدا ہونے والی گیس کو نکالنے کے لیے منفی دباؤ کی تشکیل کا استعمال کیا جاتا ہے، گیس کو الیکٹروڈ انٹرفیس پر جمع ہونے سے روکتا ہے اور لیتھیم آئنوں کے پھیلاؤ کے راستے اور SEI فلم کی یکسانیت کو متاثر کرتا ہے۔
4. ثانوی انجکشن:تشکیل کے عمل کے دوران کچھ الیکٹرولائٹ کے استعمال اور اس حقیقت کی وجہ سے کہ منفی دباؤ کی تشکیل کچھ الیکٹرولائٹ کو بھی ہٹا دے گی، ایک ثانوی انجیکشن کی ضرورت ہے۔ انجکشن کا حجم ایک انجکشن کے مقابلے میں نسبتا چھوٹا ہے.
2 تقسیم کا عمل
صلاحیت کی چھانٹی کی سادہ تفہیم صلاحیت کی چھانٹی، کارکردگی کی اسکریننگ اور درجہ بندی ہے۔ اس کا بنیادی مقصد بیٹریوں کے معیار، میچ کی صلاحیت، توازن وولٹیج، حفاظت کو یقینی بنانا اور کارکردگی کو بہتر بنانا ہے۔
صلاحیت کی علیحدگی کے عمل کی کلید یہ ہے کہ بیٹری پر چارج اور ڈسچارج ٹیسٹ کو ایک کیپسٹی سیپریشن کیبنٹ کی تشکیل کے ذریعے، بیٹری کی گنجائش اور اندرونی مزاحمت جیسے پیرامیٹرز کو حاصل کرنا، اور بیٹری کے معیار کی سطح کا تعین کرنا ہے۔ ٹیسٹ کے نتائج کی درستگی کو یقینی بنانے کے لیے صلاحیت کی تقسیم کے عمل کے دوران چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ اور وولٹیج پر سخت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے۔
حجم کی علیحدگی کے عمل کے مخصوص مراحل درج ذیل ہیں:
1. OCV کی پیمائش کریں:دوسرے انجیکشن کے بعد، ہائی ٹمپریچر K ویلیو کا حساب لگانے کے لیے اوپن سرکٹ وولٹیج (OCV) کی دو بار پیمائش کریں۔
2. اعلی درجہ حرارت K قدر کا تجزیہ:K قدر کے سائز کا تجزیہ کرکے، اس بات کا تعین کیا جاسکتا ہے کہ آیا بیٹری میں مائیکرو شارٹ سرکٹ کا رجحان موجود ہے۔ اگر K قدر بہت زیادہ ہے تو بیٹری میں مائیکرو شارٹ سرکٹ ہو سکتا ہے اور اسے ہٹانے کی ضرورت ہے۔
3. صلاحیت ڈویژن آپریشن:بیٹری کی صلاحیت جیسے متعلقہ پیرامیٹرز حاصل کرنے کے لیے بیٹری پر چارج ڈسچارج ٹیسٹ کروائیں۔ ٹیسٹ کے نتائج کے مطابق، بیٹری کو مختلف سطحوں میں درجہ بندی کریں، جیسے کہ اعلی صلاحیت کے لیے A لیول اور کم صلاحیت کے لیے B لیول۔
4. کمرے کے درجہ حرارت پر K قدر کی پیمائش:صلاحیت کی تقسیم کے بعد، بیٹری کو کمرے کے درجہ حرارت پر کچھ وقت کے لیے چھوڑ دیں (عام طور پر 15 دن سے کم نہیں)، اور بیٹری کے وولٹیج کے مستحکم ہونے کے بعد کمرے کے درجہ حرارت پر K قدر کی پیمائش کریں۔ کمرے کا درجہ حرارت K قدر بھی بیٹری کے خود خارج ہونے کی شرح اور خراب بیٹریوں کے لیے مزید اسکرین کو ظاہر کرنے کے لیے ایک پیرامیٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
3 کیمیائی علیحدگی کے آلات کے لیے درستگی کے تقاضے
لتیم بیٹریوں کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، جیسے سائیکل کی زندگی، استحکام، خود خارج ہونے والا مادہ، اور حفاظت، یہ ضروری ہے کہ مستقل مزاجی کو سختی سے کنٹرول کیا جائے یا لیتھیم بیٹریوں کے بیٹری گریڈ کا درست اندازہ لگایا جائے۔ لہذا، کیمیکل اور کیپسیٹیو آلات میں کرنٹ اور وولٹیج کی پیمائش کی درستگی کے لیے اعلی تقاضے ہیں۔ اس وقت، مارکیٹ میں کیمیائی صلاحیت کو الگ کرنے والے آلات میں کرنٹ اور وولٹیج کی پیمائش کی درستگی عام طور پر ایک ہزارویں کے لگ بھگ ہے، جبکہ کرنٹ اور وولٹیج کے سینسر کی درستگی دس ہزارویں سے اوپر ایک مثالی انتخاب ہے۔
لیتھیم بیٹریوں کی تشکیل اور صلاحیت کی تقسیم کا عمل بیٹری کی کارکردگی کے استحکام اور مستقل مزاجی کو یقینی بنانے کے لیے ایک اہم قدم ہے۔ تشکیل اور صلاحیت کی علیحدگی کے عمل میں کلیدی پیرامیٹرز اور اقدامات کو درست طریقے سے کنٹرول کرنے سے، بیٹری کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی اور حفاظت کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔