লিথিয়াম ব্যাটারি উপাদান

লিথিয়াম ব্যাটারি প্রাথমিকভাবে চারটি মূল উপাদান নিয়ে গঠিত: ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান, নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান, ইলেক্ট্রোলাইট এবং বিভাজক। ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান লিথিয়াম ব্যাটারি কর্মক্ষমতা একটি মূল নির্ধারক. সাধারণ ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড (LiCoO₂), লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড (LiMn₂O₄), লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO₄), এবং ত্রিভুজ পদার্থ (যেমন NCM এবং NCA)। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট উচ্চ নিরাপত্তা, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং কম খরচের কারণে শক্তি সঞ্চয়স্থান এবং পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। টারনারি উপকরণ, তবে, তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্বের কারণে ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে আধিপত্য বিস্তার করে। নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদান সাধারণত গ্রাফাইট, উভয় প্রাকৃতিক এবং সিন্থেটিক গ্রাফাইট সহ। গ্রাফাইট অ্যানোড কম খরচে এবং চমৎকার চক্র স্থিতিশীলতা প্রদান করে, কিন্তু তাদের তাত্ত্বিক ক্ষমতা সীমিত (প্রায় 372 mAh/g)। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, সিলিকন ভিত্তিক অ্যানোড উপাদানগুলি তাদের উচ্চ তাত্ত্বিক ক্ষমতার (প্রায় 4200 mAh/g) কারণে একটি গবেষণার হটস্পট হয়ে উঠেছে, কিন্তু তারা আয়তনের সম্প্রসারণকে মোকাবেলায় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়েছে। ইলেক্ট্রোলাইট হল সেই মাধ্যম যার মাধ্যমে লিথিয়াম আয়নগুলি ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে স্থানান্তরিত হয়। এটি সাধারণত একটি জৈব দ্রাবক (যেমন ইথিলিন কার্বোনেট বা ডাইমিথাইল কার্বোনেট), একটি লিথিয়াম লবণ (যেমন লিথিয়াম হেক্সাফ্লুরোফসফেট (LiPF₆) এবং সংযোজন দ্বারা গঠিত। ইলেক্ট্রোলাইটের কার্যকারিতা সরাসরি ব্যাটারির চার্জ এবং ডিসচার্জের কার্যকারিতা,{}4 লাইফ এবং নিরাপত্তা,{}4 উদাহরণের জন্য উচ্চ সাইকেল লাইফের উপর প্রভাব ফেলে। ইলেক্ট্রোলাইটগুলি ব্যাটারি শক্তির ঘনত্ব বাড়াতে পারে, তবে বিভাজকটির প্রাথমিক কাজ হল ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডগুলিকে আলাদা করা, লিথিয়াম আয়নগুলিকে অতিক্রম করার অনুমতি দেওয়ার সময়, মূলধারার বিভাজকগুলি হল মাইক্রোপোরাস পলিথিন (PE) বা পলিপ্রোপিলিন (PP) মেমব্রেন, প্রায়শই পলিমার্যান্সিক স্তরের সাথে সংযুক্ত। বিভাজক এর ছিদ্রতা, বেধ, এবং তাপীয় সংকোচন হল মূল পরামিতি, লিথিয়াম ব্যাটারি তৈরির প্রক্রিয়াটি উপাদানগুলির অনুপাত এবং বিশুদ্ধতার উপর অত্যন্ত উচ্চ চাহিদা রাখে, উদাহরণস্বরূপ, ইলেক্ট্রোড উপাদানের মধ্যে ধাতব আয়ন ডোপিং অনুপাত অবশ্যই 2 এর নিচের অংশে নিয়ন্ত্রিত হতে হবে ঘটতে, ব্যাটারির কর্মক্ষমতা হ্রাস.