ការលាតត្រដាងអាថ៌កំបាំង៖ សមត្ថភាពទ្រឹស្តីដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុងថ្ម Lithium-Ion
By hoppt
ហេតុអ្វីបានជាថ្មលីចូមមានបាតុភូតសមត្ថភាពទ្រឹស្តីទំនើប
នៅក្នុងអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង (LIBs) អេឡិចត្រូតដែលមានមូលដ្ឋានលើអុកស៊ីដលោហៈផ្លាស់ប្តូរជាច្រើនបង្ហាញសមត្ថភាពផ្ទុកខ្ពស់មិនធម្មតាលើសពីតម្លៃទ្រឹស្តីរបស់វា។ ទោះបីជាបាតុភូតនេះត្រូវបានរាយការណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយក៏ដោយ ក៏យន្តការរូបវិទ្យាមូលដ្ឋាននៅក្នុងវត្ថុធាតុទាំងនេះនៅតែពិបាកយល់ ហើយនៅតែជាបញ្ហានៃការពិភាក្សា។
ប្រវត្តិរូបនៃលទ្ធផល
កាលពីពេលថ្មីៗនេះ សាស្ត្រាចារ្យ Miao Guoxing មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Waterloo ប្រទេសកាណាដា សាស្ត្រាចារ្យ Yu Guihua មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Texas នៅ Austin និង Li Hongsen និង Li Qiang មកពីសាកលវិទ្យាល័យ Qingdao បានរួមគ្នាបោះពុម្ពឯកសារស្រាវជ្រាវលើវត្ថុធាតុដើមធម្មជាតិក្រោមចំណងជើងថា "សមត្ថភាពផ្ទុកបន្ថែមនៅក្នុង ការផ្លាស់ប្តូរលោហៈធាតុអុកស៊ីត ថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង បង្ហាញដោយនៅក្នុងទីតាំងមេដែក"។ នៅក្នុងការងារនេះ អ្នកនិពន្ធបានប្រើក្នុងការត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិកនៅទីតាំង ដើម្បីបង្ហាញពីវត្តមាននៃសមត្ថភាពផ្ទៃដ៏រឹងមាំនៅលើ nanoparticles លោហៈ ហើយថាមួយចំនួនធំនៃអេឡិចត្រុង spin-polarized អាចត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុង nanoparticles លោហៈដែលបានកាត់បន្ថយរួចហើយ ដែលស្របជាមួយនឹងយន្តការបន្ទុក spatial ។ លើសពីនេះ យន្តការសាកថ្មដែលបង្ហាញឱ្យឃើញ អាចត្រូវបានពង្រីកទៅសមាសធាតុលោហៈផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀត ដោយផ្តល់នូវការណែនាំដ៏សំខាន់សម្រាប់ការបង្កើតប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពលកម្រិតខ្ពស់។
គំនួសពណ៌ស្រាវជ្រាវ។
(1) Fe ធម្មតាត្រូវបានសិក្សាដោយប្រើបច្ចេកទេសត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិកនៅក្នុងទីតាំង3O4/ ការវិវត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៅខាងក្នុងថ្ម Li ។
(2) បង្ហាញថា Fe3O4 នៅក្នុងប្រព័ន្ធ / Li សមត្ថភាពបន្ទុកលើផ្ទៃគឺជាប្រភពសំខាន់នៃសមត្ថភាពបន្ថែម។
(3) យន្តការ capacitance ផ្ទៃនៃ nanoparticles ដែកអាចត្រូវបានពង្រីកទៅជួរធំទូលាយនៃសមាសធាតុលោហៈផ្លាស់ប្តូរ។
អត្ថបទនិងការណែនាំអត្ថបទ
- លក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូលីត
Monodisperse hollow Fe ត្រូវបានសំយោគដោយវិធីសាស្រ្ត hydrothermal ធម្មតា 3O4Nanospheres ហើយបន្ទាប់មកអនុវត្តនៅ 100 mAg−1Charge និងការឆក់នៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន (រូបភាពទី 1a) សមត្ថភាពបញ្ចេញទឹកដំបូងគឺ 1718 mAh g−1, 1370 mAhg ក្នុងលើកទីពីរ និងទីបី។ 1 និង 1,364 mAhg-1 លើសពី 926 mAhg-1 ទ្រឹស្តីនៃការរំពឹងទុក។ រូបភាព BF-STEM នៃផលិតផលដែលបានរំសាយចេញទាំងស្រុង (រូបភាពទី 1b-c) បង្ហាញថាបន្ទាប់ពីការកាត់បន្ថយលីចូម Fe3O4 ណាណូស្ពែរត្រូវបានបំប្លែងទៅជាភាគល្អិត Fe nanoparticles តូចជាងដែលវាស់ប្រហែល 1 – 3 nm ដែលបែកខ្ញែកនៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌល Li2O ។
ដើម្បីបង្ហាញពីការផ្លាស់ប្តូរម៉ាញេទិកក្នុងអំឡុងពេលវដ្ដអេឡិចត្រូគីមី ខ្សែកោងមេដែកបន្ទាប់ពីការឆក់ពេញលេញទៅ 0.01 V ត្រូវបានទទួល (រូបភាពទី 1 ឃ) ដែលបង្ហាញពីឥរិយាបទ superparamagnetic ដោយសារតែការបង្កើតនៃ nanoparticles ។
រូបភាពទី 1 (a) នៅ 100 mAg−1Fe នៃការជិះកង់នៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្ន 3O4/ បន្ទុកចរន្តថេរ និងខ្សែកោងបញ្ចេញថ្ម Li; (ខ) លីចូម Fe3O4 ពេញលេញរូបភាព BF-STEM នៃអេឡិចត្រូត; (c) វត្តមានរបស់ Li ក្នុងរូបភាព BF-STEM កម្រិតច្បាស់សរុប 2 នៃ O និង Fe; (ឃ) Fe3O4 ខ្សែកោង hysteresis នៃអេឡិចត្រូតមុន (ខ្មៅ) និងក្រោយ (ខៀវ) និងខ្សែកោង Langevin នៃក្រោយ (ពណ៌ស្វាយ)។
- ការរកឃើញពេលវេលាពិតប្រាកដនៃការវិវត្តន៍តាមលំដាប់ និងម៉ាញេទិក
ដើម្បីបញ្ចូលគ្នានូវគីមីវិទ្យាជាមួយនឹង Fe3O4O នៃការផ្លាស់ប្តូររចនាសម្ព័ន្ធ និងម៉ាញេទិកដែលភ្ជាប់ទៅនឹង Fe3O4 អេឡិចត្រូតត្រូវបានទទួលរងនូវការបំភាយកាំរស្មីអ៊ិច (XRD) និងនៅក្នុងកន្លែងត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិក។ Fe នៅក្នុងស៊េរីនៃគំរូនៃការបំភាយ XRD កំឡុងពេលបញ្ចេញដំបូងពីវ៉ុលសៀគ្វីបើកចំហ (OCV) ដល់ 1.2V3O4 កំពូលនៃការបំភាយមិនផ្លាស់ប្តូរខ្លាំងទាំងនៅក្នុងអាំងតង់ស៊ីតេ ឬទីតាំង (រូបភាពទី 2a) ដែលបង្ហាញថា Fe3O4Only ជួបប្រទះដំណើរការ Li intercalation ។ នៅពេលដែលត្រូវបានចោទប្រកាន់ទៅ 3V នេះ Fe3O4 រចនាសម្ព័ន្ធប្រឆាំងនឹង spinel នៅតែដដែលដែលបង្ហាញថាដំណើរការនៅក្នុងបង្អួចវ៉ុលនេះគឺអាចត្រឡប់វិញបានខ្ពស់។ ការត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិកនៅក្នុងទីតាំងបន្ថែមទៀត រួមជាមួយនឹងការធ្វើតេស្តការឆក់ចរន្តថេរត្រូវបានអនុវត្ត ដើម្បីស៊ើបអង្កេតពីរបៀបដែលម៉ាញ៉េទិចវិវឌ្ឍក្នុងពេលជាក់ស្តែង (រូបភាពទី 2 ខ)។
រូបភាពទី 2 លក្ខណៈនៃ XRD នៅក្នុងទីតាំង និងការត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិក។(A) នៅក្នុង situ XRD; (b) ខ្សែកោង Fe3O4Electrochemical charge-discharge curve ក្រោម 3 T បានអនុវត្តវាលម៉ាញេទិក និងអាចបញ្ច្រាស់គ្នាបាននៅក្នុងការឆ្លើយតបម៉ាញេទិក situ ។
ដើម្បីទទួលបានការយល់ដឹងជាមូលដ្ឋានបន្ថែមទៀតអំពីដំណើរការបំប្លែងនេះនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការផ្លាស់ប្តូរមេដែក ការឆ្លើយតបម៉ាញេទិកត្រូវបានប្រមូលក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង និងការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដែលត្រូវគ្នាដែលអមដោយប្រតិកម្មដែលជំរុញដោយអេឡិចត្រូគីមី (រូបភាពទី 3)។ វាច្បាស់ណាស់ថាក្នុងអំឡុងពេលនៃការឆក់ដំបូង Fe3O4 ការឆ្លើយតបមេដែកនៃអេឡិចត្រូតខុសពីវដ្តផ្សេងទៀតដោយសារតែ Fe កំឡុងពេលដំបូង lithalization3O4 ដោយសារតែការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបានកើតឡើង។ នៅពេលដែលសក្តានុពលធ្លាក់ចុះដល់ 0.78V ដំណាក់កាល Fe3O4 ដំណាក់កាល antispinel ត្រូវបានបំប្លែងទៅជា Li2 រចនាសម្ព័ន្ធថ្នាក់ FeO halite នៃ O, Fe3O4 ដំណាក់កាលមិនអាចស្ដារឡើងវិញបានទេបន្ទាប់ពីការបញ្ចូលថ្ម។ ស្របគ្នានោះ មេដែកធ្លាក់ចុះយ៉ាងលឿនដល់ 0.482 μ b Fe-1 ។ នៅពេលដែល lithialization ដំណើរការ មិនមានដំណាក់កាលថ្មីត្រូវបានបង្កើតឡើងទេ ហើយអាំងតង់ស៊ីតេនៃ (200) និង (220) class FeO diffraction peaks បានចាប់ផ្តើមចុះខ្សោយ។equal Fe3O4 មិនមានកម្រិតកំពូល XRD ដ៏សំខាន់ដែលត្រូវបានរក្សាទុកនៅពេលដែលអេឡិចត្រូតត្រូវបានលីសភាគទាំងស្រុង (រូបភាពទី 3a)។ ចំណាំថានៅពេលដែលអេឡិចត្រូត Fe3O4 បញ្ចេញពី 0.78V ដល់ 0.45V មេដែក (ពី 0.482 μ b Fe−1 កើនឡើងដល់ 1.266 μ bFe−1) នេះត្រូវបានសន្មតថាជាប្រតិកម្មបំប្លែងពី FeO ទៅ Fe ។ បន្ទាប់មកនៅចុងបញ្ចប់នៃការបញ្ចេញមេដែកត្រូវបានថយចុះបន្តិចម្តង ៗ ដល់ 1.132 μ B Fe-1 ។ ការរកឃើញនេះបង្ហាញថា Fe0Nanoparticles នៃលោហៈដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងពេញលេញអាចនៅតែចូលរួមក្នុងប្រតិកម្មផ្ទុកលីចូម ដូច្នេះកាត់បន្ថយការម៉ាញ៉េទិចនៃអេឡិចត្រូត។
រូបភាពទី 3 នៅក្នុងការសង្កេតស្ថានភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល និងការឆ្លើយតបម៉ាញេទិក។ (b) Fe3O4In situ ការវាស់វែងកម្លាំងម៉ាញេទិកនៃវដ្តអេឡិចត្រូគីមីនៃកោសិកា / Li នៅវាលម៉ាញេទិកដែលបានអនុវត្តនៃ 3 T ។
- សមត្ថភាពផ្ទៃ Fe0/Li2 នៃប្រព័ន្ធ O
Fe3O4 ការផ្លាស់ប្តូរម៉ាញេទិចនៃអេឡិចត្រូតកើតឡើងនៅតង់ស្យុងទាប ដែលសមត្ថភាពអេឡិចត្រូតបន្ថែមទំនងជាត្រូវបានបង្កើត ដែលបង្ហាញពីវត្តមានរបស់ឧបករណ៍ផ្ទុកបន្ទុកដែលមិនបានរកឃើញនៅក្នុងកោសិកា។ ដើម្បីស្វែងយល់ពីយន្តការផ្ទុកលីចូមដែលមានសក្តានុពល Fe ត្រូវបានសិក្សាដោយមធ្យោបាយនៃ XPS, STEM និងវិសាលគមប្រតិបត្តិការម៉ាញេទិក 3O4 អេឡិចត្រូដនៃកំពូលមេដែកនៅ 0.01V, 0.45V និង 1.4V ដើម្បីកំណត់ប្រភពនៃការផ្លាស់ប្តូរម៉ាញេទិក។ លទ្ធផលបង្ហាញថាពេលម៉ាញេទិកគឺជាកត្តាសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់ការផ្លាស់ប្តូរម៉ាញេទិច ពីព្រោះ Fe0/Li2The Ms នៃប្រព័ន្ធ O ដែលវាស់វែងមិនត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយម៉ាញេទិក anisotropy និងការភ្ជាប់អន្តរភាគ។
ដើម្បីយល់បន្ថែមទៀតអំពី Fe3O4 លក្ខណៈសម្បត្តិ kinetic នៃអេឡិចត្រូតនៅតង់ស្យុងទាប voltammetry រង្វិលនៅអត្រាស្កេនផ្សេងគ្នា។ ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4a ខ្សែកោង voltammogram រាងចតុកោណកែងលេចឡើងក្នុងចន្លោះវ៉ុលរវាង 0.01V និង 1V (រូបភាព 4a) ។ រូបភាពទី 4b បង្ហាញថាការឆ្លើយតប capacitive Fe3O4A បានកើតឡើងនៅលើអេឡិចត្រូត។ ជាមួយនឹងការឆ្លើយតបម៉ាញេទិកដែលអាចបញ្ច្រាស់បានខ្ពស់នៃដំណើរការសាកថ្ម និងចរន្តថេរ (រូបភាពទី 4 គ) មេដែកនៃអេឡិចត្រូតបានថយចុះពី 1V ទៅ 0.01V កំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ ហើយកើនឡើងម្តងទៀតក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសាកថ្ម ដែលបង្ហាញថា Fe0O នៃ capacitor ដូច ប្រតិកម្មលើផ្ទៃគឺអាចបញ្ច្រាស់បាន។
រូបភាពទី 4 លក្ខណៈសម្បត្តិអេឡិចត្រូគីមី និងលក្ខណៈម៉ាញេទិកនៅក្នុងទីតាំងនៅ 0.011 V.(A) ខ្សែកោង voltammetric រង្វិល។(B) តម្លៃ b ត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើទំនាក់ទំនងរវាងចរន្តកំពូល និងអត្រាស្កេន។ (គ) ការផ្លាស់ប្តូរដែលអាចបញ្ច្រាស់បាននៃម៉ាញេទិកដែលទាក់ទងទៅនឹងខ្សែកោងនៃការបញ្ចោញបន្ទុកនៅក្រោមវាលម៉ាញេទិកដែលបានអនុវត្ត 5 T ។
Fe3O4 ដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ លក្ខណៈអេឡិចត្រូត រចនាសម្ព័ន្ធ និងម៉ាញេទិកនៃអេឡិចត្រូតបង្ហាញថា សមត្ថភាពថ្មបន្ថែមត្រូវបានកំណត់ដោយ Fe0 សមត្ថភាពផ្ទៃវិល-ប៉ូលនៃភាគល្អិតណាណូគឺបណ្តាលមកពីការផ្លាស់ប្តូរម៉ាញេទិចអម។ សមត្ថភាព spin-polarized គឺជាលទ្ធផលនៃការប្រមូលផ្តុំបន្ទុក spin-polarized នៅចំណុចប្រទាក់ និងអាចបង្ហាញការឆ្លើយតបម៉ាញេទិកក្នុងអំឡុងពេលសាកនិង discharge.to Fe3O4 អេឡិចត្រូតមូលដ្ឋានក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការឆក់ដំបូងត្រូវបានបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៅក្នុង Li2Fine Fe nanoparticles នៅក្នុងស្រទាប់ខាងក្រោម O មាន សមាមាត្រផ្ទៃធំទៅបរិមាណ និងដឹងពីដង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃរដ្ឋនៅកម្រិត Fermi ដោយសារតែគន្លង d បានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មខ្ពស់។ យោងតាមទ្រឹស្ដីគំរូរបស់ Maier នៃការផ្ទុកបន្ទុកលើលំហ អ្នកនិពន្ធស្នើថា បរិមាណអេឡិចត្រុងដ៏ច្រើនអាចត្រូវបានរក្សាទុកនៅក្នុងក្រុម spin-splitting bands នៃ metallic Fe nanoparticles ដែលអាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង Fe/Li2Creating spin-polarized surface capacitors in the O nanocomposites ( រូបភាពទី 5) ។
ក្រាហ្វ 5Fe/Li2A តំណាងគ្រោងការណ៍នៃសមត្ថភាពផ្ទៃនៃអេឡិចត្រុងវិល-ប៉ូលនៅចំណុចប្រទាក់ O។(A) ដ្យាក្រាមគំនូសតាងនៃដង់ស៊ីតេនៃស្ថានភាពរាងប៉ូលវិលនៃផ្ទៃនៃភាគល្អិតដែក ferromagnetic (មុន និងក្រោយពេលបញ្ចេញ) ផ្ទុយទៅនឹង ការបង្វិលរាងប៉ូលនៃជាតិដែក; (b) ការបង្កើតតំបន់បន្ទុកអវកាសនៅក្នុងគំរូ capacitor ផ្ទៃនៃ lithium overstored ។
សង្ខេបនិងទស្សនវិស័យ
TM/Li ត្រូវបានស៊ើបអង្កេតដោយការត្រួតពិនិត្យម៉ាញេទិកនៅក្នុងទីតាំងកម្រិតខ្ពស់2ការវិវត្តនៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចខាងក្នុងរបស់ O nanocomposite ដើម្បីបង្ហាញពីប្រភពនៃសមត្ថភាពផ្ទុកបន្ថែមសម្រាប់ថ្ម lithium-ion នេះ។ លទ្ធផលបង្ហាញថា ទាំងនៅក្នុងប្រព័ន្ធកោសិកាគំរូ Fe3O4/Li ភាគល្អិត Fe nanoparticles ដែលត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយអេឡិចត្រូគីមី អាចផ្ទុកបរិមាណអេឡិចត្រុងវិល-ប៉ូឡាស័របានច្រើន ដែលជាលទ្ធផលដោយសារតែសមត្ថភាពកោសិកាច្រើនពេក និងម៉ាញេទិកអន្តរមុខដែលផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំង។ ការពិសោធន៍ធ្វើឱ្យមានសុពលភាពបន្ថែមទៀតនៃ CoO, NiO, និង FeF2 និង Fe2 វត្តមាននៃសមត្ថភាពបែបនេះនៅក្នុងសម្ភារៈអេឡិចត្រូត N បង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃសមត្ថភាពផ្ទៃរាងប៉ូលនៃភាគល្អិតណាណូដែកនៅក្នុងថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង និងជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការអនុវត្តយន្តការផ្ទុកបន្ទុកលើលំហនេះក្នុងការផ្លាស់ប្តូរផ្សេងទៀត។ សមា្ភារៈអេឡិចត្រូតដែលមានមូលដ្ឋានលើលោហៈ។
តំណភ្ជាប់អក្សរសាស្ត្រ
សមត្ថភាពផ្ទុកបន្ថែមនៅក្នុងអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង អុកស៊ីដលោហៈផ្លាស់ប្តូរដែលបង្ហាញដោយ in situ magnetometry (Nature Materials, 2020, DOI: 10.1038/s41563-020-0756-y)
ឥទ្ធិពលនៃរូបមន្តរចនា wafer អេឡិចត្រូតលីចូម និងអេឡិចត្រូត wafer មានគុណវិបត្តិលើដំណើរការ
- អត្ថបទមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការរចនាខ្សែភាពយន្តប៉ូល។
អេឡិចត្រូតថ្មលីចូមគឺជាថ្នាំកូតដែលផ្សំឡើងដោយភាគល្អិតដែលត្រូវបានអនុវត្តរាបស្មើទៅនឹងវត្ថុរាវលោហៈ។ ថ្នាំកូតអេឡិចត្រូតថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសមាសធាតុផ្សំដែលភាគច្រើនមានបីផ្នែក៖
(1) ភាគល្អិតសារធាតុសកម្ម;
(2) ដំណាក់កាលធាតុផ្សំនៃសារធាតុ conductive និងភ្នាក់ងារ (ដំណាក់កាល adhesive កាបូន);
(3) រន្ធ, បំពេញដោយអេឡិចត្រូលីត។
ទំនាក់ទំនងកម្រិតសំឡេងនៃដំណាក់កាលនីមួយៗត្រូវបានបង្ហាញជា៖
ភាពផុយស្រួយ + ប្រភាគបរិមាណសារធាតុរស់នៅ + ប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាលស្អិតជាប់កាបូន = 1
ការរចនានៃការរចនាអេឡិចត្រូតថ្មលីចូមមានសារៈសំខាន់ខ្លាំងណាស់ ហើយឥឡូវនេះចំណេះដឹងជាមូលដ្ឋាននៃការរចនាអេឡិចត្រូតថ្មលីចូមត្រូវបានណែនាំដោយសង្ខេប។
(1) សមត្ថភាពទ្រឹស្តីនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូត សមត្ថភាពទ្រឹស្តីនៃសម្ភារៈអេឡិចត្រូត ពោលគឺសមត្ថភាពដែលផ្តល់ដោយអ៊ីយ៉ុងលីចូមទាំងអស់នៅក្នុងសម្ភារៈដែលពាក់ព័ន្ធនឹងប្រតិកម្មអេឡិចត្រូត តម្លៃរបស់វាត្រូវបានគណនាដោយសមីការដូចខាងក្រោមៈ
ឧទាហរណ៍ LiFePO4 ម៉ាសម៉ូលេគុលគឺ 157.756 ក្រាម/mol ហើយសមត្ថភាពទ្រឹស្តីរបស់វាគឺ៖
តម្លៃដែលបានគណនានេះគឺគ្រាន់តែជាសមត្ថភាពក្រាមទ្រឹស្តីប៉ុណ្ណោះ។ ដើម្បីធានាបាននូវរចនាសម្ព័ន្ធដែលអាចបញ្ច្រាស់បាននៃសម្ភារៈ មេគុណការដកយកចេញនៃលីចូមអ៊ីយ៉ុងពិតប្រាកដគឺតិចជាង 1 ហើយសមត្ថភាពក្រាមពិតប្រាកដនៃសម្ភារៈគឺ៖
សមត្ថភាពក្រាមជាក់ស្តែងនៃសម្ភារៈ = សមត្ថភាពទ្រឹស្តីនៃមេគុណដោះដោតលីចូមអ៊ីយ៉ុង
(2) សមត្ថភាពរចនាថ្ម និងដង់ស៊ីតេខ្លាំងមួយចំហៀង សមត្ថភាពរចនាថ្មអាចត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្តខាងក្រោម៖ សមត្ថភាពរចនាថ្ម = ដង់ស៊ីតេផ្ទៃថ្នាំកូត សមាមាត្រសម្ភារៈសកម្ម សម្ភារៈសកម្មក្រាម សមត្ថភាពបន្ទះបង្គោលផ្ទៃ
ក្នុងចំណោមពួកគេដង់ស៊ីតេផ្ទៃនៃថ្នាំកូតគឺជាប៉ារ៉ាម៉ែត្ររចនាសំខាន់។ នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេនៃការបង្រួមមិនផ្លាស់ប្តូរ ការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេផ្ទៃថ្នាំកូតមានន័យថា កម្រាស់សន្លឹកបង្គោលកើនឡើង ចម្ងាយបញ្ជូនអេឡិចត្រុងកើនឡើង ហើយធន់ទ្រាំនឹងអេឡិចត្រុងកើនឡើង ប៉ុន្តែកម្រិតកើនឡើងត្រូវបានកំណត់។ នៅក្នុងសន្លឹកអេឡិចត្រូតក្រាស់ការកើនឡើងនៃ impedance នៃការធ្វើចំណាកស្រុកនៃអ៊ីយ៉ុងលីចូមនៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតគឺជាហេតុផលចម្បងដែលប៉ះពាល់ដល់លក្ខណៈសមាមាត្រ។ ដោយពិចារណាលើភាពបត់បែន និងរន្ធញើស ចម្ងាយនៃការធ្វើចំណាកស្រុកនៃអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងរន្ធញើសគឺច្រើនដងច្រើនជាងកម្រាស់នៃសន្លឹកបង្គោល។
(3) អនុបាតសមត្ថភាពអវិជ្ជមាន-វិជ្ជមាន N/P សមត្ថភាពអវិជ្ជមានចំពោះសមត្ថភាពវិជ្ជមានត្រូវបានកំណត់ជា៖
N / P គួរតែធំជាង 1.0 ជាទូទៅ 1.04 ~ 1.20 ដែលជាចម្បងនៅក្នុងការរចនាសុវត្ថិភាព ដើម្បីការពារផ្នែកអវិជ្ជមាននៃលីចូមអ៊ីយ៉ុងពីការធ្លាក់ភ្លៀងដោយគ្មានប្រភពទទួលយក ការរចនាដើម្បីពិចារណាពីសមត្ថភាពដំណើរការដូចជា គម្លាតនៃថ្នាំកូត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ នៅពេលដែល N/P ធំពេក ថ្មនឹងបាត់បង់សមត្ថភាពដែលមិនអាចត្រឡប់វិញបាន ដែលបណ្តាលឱ្យសមត្ថភាពថ្មទាប និងដង់ស៊ីតេថាមពលថ្មទាប។
សម្រាប់ anode lithium titanate ការរចនាលើសអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានត្រូវបានអនុម័ត ហើយសមត្ថភាពថ្មត្រូវបានកំណត់ដោយសមត្ថភាពរបស់ lithium titanate anode ។ ការរចនាលើសវិជ្ជមានគឺអំណោយផលដល់ការកែលម្អដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃថ្ម៖ ឧស្ម័នសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ភាគច្រើនបានមកពីអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។ នៅក្នុងការរចនាលើសពីវិជ្ជមាន សក្តានុពលអវិជ្ជមានមានកម្រិតទាប ហើយវាកាន់តែងាយស្រួលក្នុងការបង្កើតខ្សែភាពយន្ត SEI លើផ្ទៃលីចូមទីតានត។
(4) ដង់ស៊ីតេបង្រួម និង porosity នៃថ្នាំកូត នៅក្នុងដំណើរការផលិត ដង់ស៊ីតេបង្រួមនៃថ្នាំកូតនៃអេឡិចត្រូតថ្មត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្តខាងក្រោម។ ដោយពិចារណាថានៅពេលដែលសន្លឹកបង្គោលត្រូវបានរមៀលបន្ទះដែកត្រូវបានពង្រីកដង់ស៊ីតេនៃផ្ទៃនៃថ្នាំកូតបន្ទាប់ពី roller ត្រូវបានគណនាដោយរូបមន្តខាងក្រោម។
ដូចដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ថ្នាំកូតមានដំណាក់កាលសម្ភារៈរស់នៅ ដំណាក់កាលកាបោនកាបោន និងរន្ធញើស ហើយ porosity អាចត្រូវបានគណនាដោយសមីការខាងក្រោម។
ក្នុងចំណោមពួកវា ដង់ស៊ីតេមធ្យមនៃថ្នាំកូតគឺ៖ អេឡិចត្រូតថ្មលីចូម គឺជាប្រភេទម្សៅនៃថ្នាំកូត ព្រោះថាផ្ទៃម្សៅមានសភាពគ្រើម រូបរាងមិនទៀងទាត់ ពេលកកកុញ ភាគល្អិតរវាងភាគល្អិត និងភាគល្អិត ហើយភាគល្អិតខ្លះមានស្នាមប្រេះ និងរន្ធញើស។ ដូច្នេះបរិមាណម្សៅ រួមទាំងបរិមាណម្សៅ រន្ធញើសរវាងភាគល្អិតម្សៅ និងភាគល្អិត ដូច្នេះភាពខុសគ្នាដែលត្រូវគ្នានៃដង់ស៊ីតេថ្នាំកូតអេឡិចត្រូត និងតំណាង porosity ។ ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតម្សៅសំដៅទៅលើម៉ាស់ម្សៅក្នុងមួយឯកតាបរិមាណ យោងតាមបរិមាណម្សៅ វាត្រូវបានបែងចែកទៅជា XNUMX ប្រភេទគឺ ដង់ស៊ីតេពិត ដង់ស៊ីតេភាគល្អិត និងដង់ស៊ីតេបង្គរ។ ដង់ស៊ីតេផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានកំណត់ដូចខាងក្រោមៈ
- ដង់ស៊ីតេពិតសំដៅលើដង់ស៊ីតេដែលទទួលបានដោយការបែងចែកម៉ាស់ម្សៅដោយបរិមាណ (បរិមាណពិត) ដោយមិនរាប់បញ្ចូលចន្លោះខាងក្នុងនិងខាងក្រៅនៃភាគល្អិត។ នោះគឺដង់ស៊ីតេនៃរូបធាតុដែលខ្លួនវាទទួលបានបន្ទាប់ពីមិនរាប់បញ្ចូលបរិមាណនៃការចាត់ទុកជាមោឃៈទាំងអស់។
- ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតសំដៅទៅលើដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតដែលទទួលបានដោយការបែងចែកម្សៅដែលបែងចែកដោយបរិមាណភាគល្អិតរួមទាំងរន្ធបើកចំហ និងរន្ធបិទ។ នោះគឺគម្លាតរវាងភាគល្អិត ប៉ុន្តែមិនមែនជារន្ធញើសល្អនៅខាងក្នុងភាគល្អិតនោះទេ ដង់ស៊ីតេនៃភាគល្អិតខ្លួនឯង។
- ដង់ស៊ីតេប្រមូលផ្តុំ ពោលគឺដង់ស៊ីតេនៃថ្នាំកូត សំដៅលើដង់ស៊ីតេដែលទទួលបានដោយម៉ាស់ម្សៅ បែងចែកដោយបរិមាណនៃថ្នាំកូតដែលបង្កើតឡើងដោយម្សៅ។ បរិមាណដែលបានប្រើរួមមានរន្ធញើសនៃភាគល្អិតខ្លួនឯង និងចន្លោះប្រហោងរវាងភាគល្អិត។
សម្រាប់ម្សៅដូចគ្នា ដង់ស៊ីតេពិត > ដង់ស៊ីតេភាគល្អិត > ដង់ស៊ីតេវេចខ្ចប់។ porosity នៃម្សៅគឺជាសមាមាត្រនៃរន្ធញើសនៅក្នុងថ្នាំកូតភាគល្អិតម្សៅ នោះគឺសមាមាត្រនៃបរិមាណនៃការចាត់ទុកជាមោឃៈរវាងភាគល្អិតម្សៅ និងរន្ធញើសនៃភាគល្អិតទៅនឹងបរិមាណសរុបនៃថ្នាំកូត ដែលត្រូវបានបង្ហាញជាទូទៅ។ ជាភាគរយ។ porosity នៃម្សៅគឺជាទ្រព្យសម្បត្តិដ៏ទូលំទូលាយដែលទាក់ទងនឹង morphology ភាគល្អិត ស្ថានភាពផ្ទៃ ទំហំភាគល្អិត និងការចែកចាយទំហំភាគល្អិត។ porosity របស់វាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ដល់ការជ្រៀតចូលនៃការបញ្ជូនអេឡិចត្រូលីតនិងលីចូមអ៊ីយ៉ុង។ ជាទូទៅ porosity កាន់តែធំ ការជ្រៀតចូលអេឡិចត្រូលីតកាន់តែងាយស្រួល ហើយការបញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងលីចូមកាន់តែលឿន។ ដូច្នេះនៅក្នុងការរចនានៃថ្មលីចូមពេលខ្លះដើម្បីកំណត់ porosity វិធីសាស្រ្តសម្ពាធបារតដែលប្រើជាទូទៅវិធីសាស្រ្ត adsorption ឧស្ម័នជាដើមក៏អាចទទួលបានដោយប្រើការគណនាដង់ស៊ីតេ។ porosity ក៏អាចមានផលប៉ះពាល់ផ្សេងគ្នានៅពេលប្រើដង់ស៊ីតេផ្សេងគ្នាសម្រាប់ការគណនា។ នៅពេលដែលដង់ស៊ីតេនៃ porosity នៃសារធាតុរស់នៅ ភ្នាក់ងារ conductive និង binder ត្រូវបានគណនាដោយដង់ស៊ីតេពិត porosity ដែលបានគណនារួមមានគម្លាតរវាងភាគល្អិត និងគម្លាតនៅខាងក្នុងភាគល្អិត។ នៅពេលដែល porosity នៃសារធាតុមានជីវិត ភ្នាក់ងារ conductive និង binder ត្រូវបានគណនាដោយដង់ស៊ីតេភាគល្អិតនោះ porosity ដែលបានគណនារួមមានគម្លាតរវាងភាគល្អិត ប៉ុន្តែមិនមែនគម្លាតខាងក្នុងភាគល្អិតនោះទេ។ ដូច្នេះទំហំរន្ធនៃបន្ទះអេឡិចត្រូតថ្មលីចូមក៏មានពហុមាត្រដ្ឋានផងដែរ ជាទូទៅគម្លាតរវាងភាគល្អិតគឺមានទំហំខ្នាតមីក្រូន ខណៈដែលគម្លាតខាងក្នុងនៃភាគល្អិតគឺនៅក្នុង nanometer ទៅ sub-submicron scale។ នៅក្នុងអេឡិចត្រូត porous ទំនាក់ទំនងនៃលក្ខណៈសម្បត្តិដឹកជញ្ជូនដូចជា diffusivity និង conductivity ដែលមានប្រសិទ្ធិភាពអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយសមីការដូចខាងក្រោម:
កន្លែងដែល D0 តំណាងឱ្យអត្រានៃការសាយភាយខាងក្នុង (ចរន្ត) នៃសម្ភារៈខ្លួនវា ε គឺជាប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាលដែលត្រូវគ្នា ហើយ τ គឺជាផ្នែកកោងនៃដំណាក់កាលដែលត្រូវគ្នា។ នៅក្នុងគំរូម៉ាក្រូស្កូបដូចគ្នា ទំនាក់ទំនង Bruggeman ត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅ ដោយយកមេគុណ ɑ = 1.5 ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណភាពវិជ្ជមានដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃអេឡិចត្រូត porous ។
អេឡិចត្រូលីតត្រូវបានបំពេញនៅក្នុងរន្ធញើសនៃអេឡិចត្រូត porous ដែលក្នុងនោះអ៊ីយ៉ុងលីចូមត្រូវបានធ្វើឡើងតាមរយៈអេឡិចត្រូលីតហើយលក្ខណៈនៃចរន្តនៃអ៊ីយ៉ុងលីចូមគឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹង porosity ។ ភាព porosity កាន់តែធំ ប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាលអេឡិចត្រូលីតកាន់តែខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពនៃចរន្តលីចូមអ៊ីយ៉ុងកាន់តែច្រើន។ នៅក្នុងសន្លឹកអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន អេឡិចត្រុងត្រូវបានបញ្ជូនតាមរយៈដំណាក់កាលកាបោនកាបោន ប្រភាគនៃដំណាក់កាលកាបោនកាបោន និងផ្លូវវាងនៃដំណាក់កាលកាបោនកាបោន កំណត់ដោយផ្ទាល់នូវចរន្តដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃអេឡិចត្រុង។
porosity និងប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាល adhesive កាបូនគឺផ្ទុយគ្នា ហើយ porosity ធំជៀសមិនរួចនាំទៅដល់ប្រភាគបរិមាណនៃដំណាក់កាល adhesive កាបូន ដូច្នេះហើយ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃ conduction ដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃ lithium ions និង electrons ក៏មានភាពផ្ទុយគ្នាដែរ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 នៅពេលដែល porosity ថយចុះ ចរន្តមានប្រសិទ្ធភាពនៃ lithium ion ថយចុះ ខណៈពេលដែល electron មានប្រសិទ្ធភាព conductivity កើនឡើង។ របៀបធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពទាំងពីរគឺសំខាន់ផងដែរនៅក្នុងការរចនាអេឡិចត្រូត។
រូបភាពទី 2 ដ្យាក្រាមគ្រោងការណ៍នៃ porosity និង lithium ion និង electron conductivity
2. ប្រភេទ និងការរកឃើញនៃពិការភាពបង្គោល
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ នៅក្នុងដំណើរការនៃការរៀបចំបង្គោលថ្ម បច្ចេកវិជ្ជារាវរកតាមអ៊ីនធឺណិតកាន់តែច្រើនឡើងត្រូវបានអនុម័ត ដើម្បីកំណត់ឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពនៃកំហុសក្នុងការផលិត លុបបំបាត់ផលិតផលដែលមានបញ្ហា និងការផ្តល់មតិឡើងវិញទាន់ពេលវេលាចំពោះខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម ការកែតម្រូវដោយស្វ័យប្រវត្តិ ឬដោយដៃចំពោះការផលិត។ ដំណើរការដើម្បីកាត់បន្ថយអត្រាខូច។
បច្ចេកវិជ្ជារាវរកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលប្រើជាទូទៅក្នុងការផលិតសន្លឹកបង្គោល រួមមានការរកឃើញលក្ខណៈរអិល ការរកឃើញគុណភាពសន្លឹកបង្គោល ការរកឃើញវិមាត្រ និងផ្សេងៗទៀត ឧទាហរណ៍៖ (1) ឧបករណ៍វាស់កម្រិត viscosity លើបណ្តាញត្រូវបានដំឡើងដោយផ្ទាល់នៅក្នុងធុងផ្ទុកថ្នាំកូត ដើម្បីរកឱ្យឃើញ rheological លក្ខណៈនៃ slurry នៅក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង, សាកល្បងស្ថេរភាពនៃ slurry; (2) ការប្រើប្រាស់កាំរស្មី X ឬ β -ray ក្នុងដំណើរការថ្នាំកូត ភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងខ្ពស់របស់វា ប៉ុន្តែវិទ្យុសកម្មធំ តម្លៃខ្ពស់នៃឧបករណ៍ និងបញ្ហាថែទាំ។ (3) បច្ចេកវិទ្យាវាស់កម្រាស់ឡាស៊ែរតាមអ៊ីនធឺណិតត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីវាស់កម្រាស់សន្លឹកបង្គោល ភាពត្រឹមត្រូវនៃការវាស់វែងអាចឈានដល់ ± 1. 0 μ m វាក៏អាចបង្ហាញនិន្នាការផ្លាស់ប្តូរនៃកម្រាស់ដែលបានវាស់ និងកម្រាស់ក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង សម្រួលដល់ការតាមដានទិន្នន័យ និងការវិភាគ; (4) បច្ចេកវិទ្យាចក្ខុវិស័យ CCD, នោះគឺជាអារេបន្ទាត់ CCD ត្រូវបានប្រើដើម្បីស្កេនវត្ថុដែលបានវាស់, ដំណើរការរូបភាពពេលវេលាពិតនិងការវិភាគនៃប្រភេទពិការភាព, ដឹងពីការរកឃើញតាមអ៊ីនធឺណិតដែលមិនបំផ្លិចបំផ្លាញនៃពិការភាពផ្ទៃសន្លឹកបង្គោល។
ក្នុងនាមជាឧបករណ៍សម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យគុណភាព បច្ចេកវិទ្យាធ្វើតេស្តតាមអ៊ីនធឺណិតក៏ចាំបាច់ផងដែរក្នុងការយល់ដឹងពីទំនាក់ទំនងរវាងពិការភាព និងដំណើរការរបស់ថ្ម ដូច្នេះដើម្បីកំណត់លក្ខណៈវិនិច្ឆ័យដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់/មិនមានលក្ខណៈសម្បត្តិគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ផលិតផលពាក់កណ្តាលសម្រេច។
នៅក្នុងផ្នែកចុងក្រោយនេះ វិធីសាស្រ្តថ្មីនៃបច្ចេកវិទ្យារកឃើញពិការភាពលើផ្ទៃនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង បច្ចេកវិទ្យារូបភាពកម្ដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងទំនាក់ទំនងរវាងពិការភាពផ្សេងគ្នាទាំងនេះ និងដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីត្រូវបានណែនាំដោយសង្ខេប។consult D. Mohanty ការសិក្សាហ្មត់ចត់ដោយ Mohanty et al ។
(1) ពិការភាពទូទៅលើផ្ទៃសន្លឹកបង្គោល
រូបភាពទី 3 បង្ហាញពីពិការភាពទូទៅនៅលើផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូតថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុង ជាមួយនឹងរូបភាពអុបទិកនៅខាងឆ្វេង និងរូបភាពដែលថតដោយឧបករណ៍កំដៅនៅខាងស្តាំ។
រូបភាពទី 3 ពិការភាពទូទៅនៅលើផ្ទៃនៃសន្លឹកបង្គោល: (a, b) bulge envelope / aggregate; (c, d) ទម្លាក់សម្ភារៈ / pinhole; (e, f) លោហៈធាតុបរទេស; (g, h) ថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នា
(A, b) ការកើនឡើង / សរុប ពិការភាពបែបនេះអាចកើតឡើងប្រសិនបើ slurry ត្រូវបានកូរឱ្យស្មើគ្នាឬល្បឿននៃថ្នាំកូតមិនស្ថិតស្ថេរ។ ការប្រមូលផ្តុំនៃសារធាតុ adhesive និង carbon black conductive agents នាំឱ្យមានមាតិកាទាបនៃសារធាតុសកម្ម និងទម្ងន់ស្រាលនៃគ្រាប់ប៉ូឡា។
(c, d) drop/pinhole, តំបន់ខូចទាំងនេះមិនត្រូវបាន coated ហើយជាធម្មតាត្រូវបានផលិតដោយពពុះនៅក្នុង slurry នេះ។ ពួកវាកាត់បន្ថយបរិមាណនៃសារធាតុសកម្ម និងបញ្ចោញអ្នកប្រមូលទៅអេឡិចត្រូលីត ដូច្នេះកាត់បន្ថយសមត្ថភាពអេឡិចត្រូលីត។
(E, f) លោហៈធាតុបរទេស សារធាតុរអិល ឬលោហៈធាតុបរទេសដែលត្រូវបានណែនាំនៅក្នុងបរិក្ខារ និងបរិស្ថាន ហើយរូបធាតុបរទេសលោហៈអាចបណ្តាលឱ្យមានគ្រោះថ្នាក់ខ្លាំងដល់ថ្មលីចូម។ ភាគល្អិតលោហធាតុធំ ៗ ដោយផ្ទាល់រារាំង diaphragm ដែលបណ្តាលឱ្យមានសៀគ្វីខ្លីរវាងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានដែលជាសៀគ្វីខ្លីជាក់ស្តែង។ លើសពីនេះទៀត នៅពេលដែលរាងកាយបរទេសរបស់លោហៈត្រូវបានលាយចូលទៅក្នុងអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន សក្តានុពលវិជ្ជមានកើនឡើងបន្ទាប់ពីការបញ្ចូលថ្ម លោហៈធាតុរលាយ រាលដាលតាមរយៈអេឡិចត្រូលីត ហើយបន្ទាប់មក precipitate លើផ្ទៃអវិជ្ជមាន ហើយចុងក្រោយវាយដក់ diaphragm បង្កើតជាសៀគ្វីខ្លី។ ដែលជាសៀគ្វីខ្លីរំលាយគីមី។ លោហៈធាតុបរទេសទូទៅបំផុតនៅក្នុងទីតាំងរោងចក្រថ្មគឺ Fe, Cu, Zn, Al, Sn, SUS ជាដើម។
(g, h) ថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នា ដូចជាការលាយ slurry មិនគ្រប់គ្រាន់ ភាពល្អិតល្អន់ងាយនឹងលេចចេញជាឆ្នូត នៅពេលដែលភាគល្អិតមានទំហំធំ ដែលបណ្តាលឱ្យមានថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នា ដែលនឹងប៉ះពាល់ដល់ភាពស៊ីសង្វាក់នៃសមត្ថភាពថ្ម ហើយថែមទាំងលេចចេញជារូបរាងទាំងស្រុងទៀតផង។ មិនមានឆ្នូតថ្នាំកូត ប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាព និងសុវត្ថិភាព។
(2) បច្ចេកវិជ្ជារកឃើញពិការភាពលើផ្ទៃបន្ទះឈីប បច្ចេកវិទ្យារូបភាពកម្ដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (IR) ត្រូវបានប្រើដើម្បីរកមើលពិការភាពតិចតួចនៅលើអេឡិចត្រូតស្ងួតដែលអាចបំផ្លាញដំណើរការនៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការរកឃើញតាមអ៊ីនធឺណិត ប្រសិនបើរកឃើញពិការភាពអេឡិចត្រូត ឬសារធាតុបំពុល សូមសម្គាល់វានៅលើសន្លឹកបង្គោល លុបបំបាត់វានៅក្នុងដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ ហើយផ្តល់មតិត្រឡប់ទៅកាន់ខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្ម និងកែតម្រូវដំណើរការឱ្យទាន់ពេលវេលា ដើម្បីលុបបំបាត់ពិការភាព។ កាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ គឺជាប្រភេទរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច ដែលមានលក្ខណៈដូចគ្នាទៅនឹងរលកវិទ្យុ និងពន្លឺដែលអាចមើលឃើញ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកពិសេសត្រូវបានប្រើដើម្បីបំប្លែងការបែងចែកសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃវត្ថុទៅជារូបភាពដែលអាចមើលឃើញនៃភ្នែកមនុស្ស ហើយដើម្បីបង្ហាញការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃវត្ថុក្នុងពណ៌ផ្សេងគ្នាត្រូវបានគេហៅថាបច្ចេកវិទ្យារូបភាពកំដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកនេះត្រូវបានគេហៅថា ឧបករណ៍រូបភាពកំដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។ វត្ថុទាំងអស់ខាងលើសូន្យដាច់ខាត (-273 ℃) បញ្ចេញកាំរស្មីអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ។
ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 4 ឧបករណ៍វាស់កម្ដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ (IR Camera) ប្រើឧបករណ៍ចាប់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងគោលបំណងរូបភាពអុបទិក ដើម្បីទទួលយកគំរូនៃការចែកចាយថាមពលវិទ្យុសកម្មអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដនៃវត្ថុគោលដៅដែលបានវាស់វែង ហើយឆ្លុះបញ្ចាំងវានៅលើធាតុរស្មីរស្មីនៃឧបករណ៍ចាប់អ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ដើម្បីទទួលបាន រូបភាពកម្ដៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ ដែលត្រូវនឹងវាលចែកចាយកម្ដៅលើផ្ទៃវត្ថុ។ នៅពេលដែលមានពិការភាពលើផ្ទៃវត្ថុមួយ សីតុណ្ហភាពប្រែប្រួលក្នុងតំបន់។ ដូច្នេះហើយ បច្ចេកវិទ្យានេះក៏អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរកមើលពិការភាពលើផ្ទៃវត្ថុ ជាពិសេសគឺសមរម្យសម្រាប់ពិការភាពមួយចំនួនដែលមិនអាចសម្គាល់បានដោយមធ្យោបាយរាវរកអុបទិក។ នៅពេលដែលអេឡិចត្រូតស្ងួតនៃថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានរកឃើញនៅលើអ៊ីនធឺណិត អេឡិចត្រូតអេឡិចត្រូតត្រូវបាន irradiated ជាលើកដំបូងដោយពន្លឺ សីតុណ្ហភាពផ្ទៃផ្លាស់ប្តូរ ហើយបន្ទាប់មកសីតុណ្ហភាពផ្ទៃត្រូវបានរកឃើញដោយប្រើឧបករណ៍រូបភាពកម្ដៅ។ រូបភាពចែកចាយកំដៅត្រូវបានមើលឃើញ ហើយរូបភាពត្រូវបានដំណើរការ និងវិភាគក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង ដើម្បីរកមើលពិការភាពលើផ្ទៃ និងសម្គាល់ពួកវាតាមពេលវេលា។D. Mohanty ការសិក្សាបានដំឡើងឧបករណ៍រូបភាពកម្ដៅនៅច្រកចេញនៃឡសម្ងួត coater ដើម្បីរកមើលរូបភាពចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃសន្លឹកអេឡិចត្រូត។
រូបភាពទី 5 (a) គឺជាផែនទីចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃថ្នាំកូតនៃសន្លឹកបង្គោលវិជ្ជមាន NMC ដែលបានរកឃើញដោយឧបករណ៍រូបភាពកម្ដៅ ដែលមានពិការភាពតូចមួយដែលមិនអាចសម្គាល់បានដោយភ្នែកទទេ។ ខ្សែកោងការចែកចាយសីតុណ្ហភាពដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងផ្នែកផ្លូវត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងផ្នែកខាងក្នុង ដោយមានការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពនៅចំណុចខ្វះខាត។ នៅក្នុងរូបភាពទី 5 (ខ) សីតុណ្ហភាពកើនឡើងនៅក្នុងមូលដ្ឋាននៅក្នុងប្រអប់ដែលត្រូវគ្នាដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងពិការភាពនៃផ្ទៃសន្លឹកបង្គោល។ រូបភព។ 6 គឺជាដ្យាក្រាមនៃការចែកចាយសីតុណ្ហភាពលើផ្ទៃនៃសន្លឹកអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានដែលបង្ហាញពីអត្ថិភាពនៃពិការភាព ដែលកម្រិតកំពូលនៃសីតុណ្ហភាពកើនឡើងត្រូវគ្នានឹងពពុះ ឬសរុប ហើយផ្ទៃនៃសីតុណ្ហភាពថយចុះត្រូវគ្នាទៅនឹងរន្ធឬការធ្លាក់ចុះ។
រូបភាពទី 5 ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃសន្លឹកអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន
រូបភាពទី 6 ការចែកចាយសីតុណ្ហភាពនៃផ្ទៃអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន
វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាការរកឃើញរូបភាពកំដៅនៃការចែកចាយសីតុណ្ហភាពគឺជាមធ្យោបាយដ៏ល្អនៃការរកឃើញពិការភាពផ្ទៃសន្លឹកបង្គោល ដែលអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការត្រួតពិនិត្យគុណភាពនៃការផលិតសន្លឹកបង្គោល។3. ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពផ្ទៃសន្លឹកបង្គោលលើដំណើរការថ្ម
(1) ផលប៉ះពាល់លើសមត្ថភាពមេគុណថ្ម និងប្រសិទ្ធភាព Coulomb
រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីខ្សែកោងឥទ្ធិពលនៃការប្រមូលផ្តុំ និងរន្ធដោតនៅលើសមត្ថភាពមេគុណថ្ម និងប្រសិទ្ធភាពនៃគូលេន។ សរុបមកពិតជាអាចបង្កើនសមត្ថភាពថ្ម ប៉ុន្តែកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាព coulen ។ pinhole កាត់បន្ថយសមត្ថភាពថ្ម និងប្រសិទ្ធភាព Kulun ហើយប្រសិទ្ធភាព Kulun ថយចុះយ៉ាងខ្លាំងក្នុងអត្រាខ្ពស់។
រូបភាពទី 7 ការប្រមូលផ្តុំ cathode និងឥទ្ធិពល pinhole លើសមត្ថភាពថ្ម និងប្រសិទ្ធភាពនៃរូបភាពទី 8 គឺការស្រោបមិនស្មើគ្នា ហើយតួខាងក្រៅនៃលោហធាតុ Co និង Al លើសមត្ថភាពថ្ម និងឥទ្ធិពលនៃខ្សែកោងប្រសិទ្ធភាព ថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នាកាត់បន្ថយសមត្ថភាពម៉ាសរបស់ថ្ម 10% - 20% ប៉ុន្តែសមត្ថភាពថ្មទាំងមូលបានថយចុះ 60% នេះបង្ហាញថាម៉ាស់រស់នៅក្នុងដុំប៉ូលបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំង។ Metal Co រាងកាយបរទេសកាត់បន្ថយសមត្ថភាព និងប្រសិទ្ធភាព Coulomb សូម្បីតែនៅក្នុង 2C និង 5C ការពង្រីកខ្ពស់ គ្មានសមត្ថភាពទាល់តែសោះ ដែលអាចបណ្តាលមកពីការបង្កើតលោហធាតុ Co នៅក្នុងប្រតិកម្មអេឡិចត្រូគីមីនៃលីចូម និងលីចូមដែលបានបង្កប់ ឬវាអាចជាភាគល្អិតលោហៈ។ បានបិទរន្ធ diaphragm បណ្តាលឱ្យសៀគ្វីខ្លីខ្នាតតូច។
រូបភាពទី 8 ឥទ្ធិពលនៃថ្នាំកូតមិនស្មើគ្នានៃអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងតួខាងក្រៅនៃលោហធាតុ Co និង Al លើសមត្ថភាពមេគុណរបស់ថ្ម និងប្រសិទ្ធភាព coulen
សេចក្តីសង្ខេបនៃពិការភាពសន្លឹក cathode: សារធាតុ ates នៅក្នុងថ្នាំកូតសន្លឹក cathode កាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាព Coulomb នៃថ្ម។ រន្ធនៃថ្នាំកូតវិជ្ជមានកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាព Coulomb ដែលបណ្តាលឱ្យមានដំណើរការមេគុណមិនល្អ ជាពិសេសនៅដង់ស៊ីតេបច្ចុប្បន្នខ្ពស់។ ការស្រោបស្រោបគ្នាបានបង្ហាញពីដំណើរការពង្រីកមិនល្អ។ ការបំពុលភាគល្អិតលោហធាតុអាចបណ្តាលឱ្យសៀគ្វីខ្លីខ្នាតតូច ដូច្នេះហើយអាចកាត់បន្ថយសមត្ថភាពថ្មយ៉ាងខ្លាំង។
រូបភាពទី 9 បង្ហាញពីផលប៉ះពាល់នៃបន្ទះ foil លេចធ្លាយអវិជ្ជមានលើសមត្ថភាពមេគុណ និងប្រសិទ្ធភាព Kulun នៃថ្ម។ នៅពេលដែលការលេចធ្លាយកើតឡើងនៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានសមត្ថភាពនៃថ្មត្រូវបានកាត់បន្ថយយ៉ាងខ្លាំងប៉ុន្តែសមត្ថភាពក្រាមគឺមិនជាក់ស្តែងទេហើយផលប៉ះពាល់លើប្រសិទ្ធភាព Kulun គឺមិនសំខាន់ទេ។
រូបភាពទី 9 ឥទ្ធិពលនៃការលេចធ្លាយបន្ទះអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានលើសមត្ថភាពមេគុណថ្ម និងប្រសិទ្ធភាពគូលុន (2) ឥទ្ធិពលលើដំណើរការនៃវដ្តមេគុណថ្ម រូបភាពទី 10 គឺជាលទ្ធផលនៃឥទ្ធិពលនៃពិការភាពផ្ទៃអេឡិចត្រូតលើវដ្តមេគុណថ្ម។ លទ្ធផលឥទ្ធិពលត្រូវបានសង្ខេបដូចខាងក្រោមៈ
Egregation: នៅ 2C អត្រាថែទាំសមត្ថភាពនៃ 200 វដ្តគឺ 70% ហើយថ្មដែលមានបញ្ហាគឺ 12% ខណៈពេលដែលនៅក្នុងវដ្ត 5C អត្រាថែទាំសមត្ថភាពនៃ 200 វដ្តគឺ 50% ហើយថ្មដែលខូចគឺ 14% ។
រន្ធម្ជុល៖ ការបន្ថយសមត្ថភាពគឺជាក់ស្តែង ប៉ុន្តែគ្មានការកាត់បន្ទោរបង់ដោយខ្វះចន្លោះគឺលឿនទេ ហើយអត្រាថែទាំសមត្ថភាពនៃ 200 វដ្ត 2C និង 5C គឺ 47% និង 40% រៀងគ្នា។
តួខ្លួនលោហៈបរទេស៖ សមត្ថភាពនៃតួលោហធាតុ Co បរទេសគឺស្ទើរតែ 0 បន្ទាប់ពីវដ្តជាច្រើន ហើយសមត្ថភាពនៃវដ្ត 5C នៃតួខាងក្រៅរបស់លោហៈ Al foil មានការថយចុះយ៉ាងខ្លាំង។
បន្ទះលេចធ្លាយ៖ សម្រាប់តំបន់លេចធ្លាយដូចគ្នា សមត្ថភាពថ្មនៃឆ្នូតតូចៗច្រើនមានការថយចុះលឿនជាងឆ្នូតធំជាង (47% សម្រាប់ 200 វដ្តក្នុង 5C) (7% សម្រាប់ 200 វដ្តក្នុង 5C)។ នេះបង្ហាញថាចំនួនឆ្នូតកាន់តែធំ ផលប៉ះពាល់កាន់តែខ្លាំងទៅលើវដ្តនៃថ្ម។
រូបភាពទី 10 ផលប៉ះពាល់នៃពិការភាពផ្ទៃសន្លឹកអេឡិចត្រូតលើវដ្តអត្រាកោសិកា
ឯកសារយោង៖ [1] ការវាយតម្លៃមិនបំផ្លិចបំផ្លាញនៃអេឡិចត្រូតថ្មបន្ទាប់បន្សំលីចូមដែលស្រោបដោយរន្ធដោតដោយឡាស៊ែរក្នុងបន្ទាត់ និងវិធីសាស្ត្រកម្ដៅ IR [J].ANALYTICALMETHODS.2014, 6(3): 674-683។[2]ឥទ្ធិពល កំហុសនៃការផលិតអេឡិចត្រូតលើដំណើរការអេឡិចត្រូតនៃអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង៖ ការយល់ដឹងអំពីប្រភពថាមពលថ្ម [J].Journal of Power Sources.2016, 312: 70-79 ។
