लिथियम-आयन बैटरियों में आंतरिक प्रतिरोध को कम कैसे करें: एक व्यावहारिक मार्गदर्शिका

बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करने वाले कारकों में आयनिक प्रतिरोध, इलेक्ट्रॉनिक प्रतिरोध और संपर्क प्रतिरोध शामिल हैं:

1.आयनिक प्रतिरोध:

इलेक्ट्रोलाइट चालकता, इलेक्ट्रोड की छिद्रता, डायाफ्राम की छिद्रता, आदि;

(1)अनुचित इलेक्ट्रोलाइट सूत्र (उदाहरण के लिए, लिथियम लवण सांद्रता बहुत कम है, विलायक अनुपात अनुचित है) या निम्न तापमान पर चिपचिपापन में वृद्धि आयन गतिशीलता दर को कम कर सकती है। बहुत कम इलेक्ट्रोलाइट भी सक्रिय सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के बीच खराब संपर्क का कारण बन सकती है, जिससे आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है।

(2)इलेक्ट्रोड का संकुलन घनत्व बहुत अधिक है। अत्यधिक संकुलन इलेक्ट्रोड की छिद्रता को कम कर देता है और इलेक्ट्रोलाइट के प्रवेशन को सीमित करता है। ( यह निर्धारित करने के लिए कि क्या इलेक्ट्रोड अत्यधिक सघनित है, इलेक्ट्रोड की भंगुरता का अवलोकन करें, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके यह जांचें कि क्या सामग्री टूटी हुई है, और इलेक्ट्रोड की छिद्रता का अनुमान लगाएं। इलेक्ट्रोड की छिद्रता इलेक्ट्रोड द्वारा तरल के अवशोषण की मात्रा और दर को निर्धारित करने के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है, जिसका बैटरी प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ता है। )

(3) कम डायाफ्राम छिद्रता या अत्यधिक मोटाई लिथियम आयन प्रवासन के प्रतिरोध को बढ़ा सकती है। डायाफ्राम का संदूषण या बुढ़ापा, छिद्रों को अशुद्धियों से बंद करना, या उच्च तापमान के कारण डायाफ्राम का सिकुड़ना/पिघलना, आयन परिवहन में बाधा डाल सकता है। डायाफ्राम छिद्रता डायाफ्राम के भौतिक गुणों की जांच का एक महत्वपूर्ण संकेतक है .)

2. इलेक्ट्रॉनिक प्रतिरोध:

इलेक्ट्रोड प्रतिरोधकता, करंट कलेक्टर की मोटाई आदि;

(1) सकारात्मक/नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की खराब चालकता होती है। उदाहरण के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO₄) सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की अंतर्निहित चालकता कम होती है। यदि इस पर पर्याप्त मात्रा में कार्बन कोटिंग नहीं की गई है या डोपिंग और संशोधन नहीं किया गया है, तो इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण प्रतिरोध बढ़ जाएगा।

(2) इलेक्ट्रोड सामग्री का अत्यधिक कण आकार लिथियम आयन के विसरण मार्ग को बढ़ाएगा; अपर्याप्त छिद्रता इलेक्ट्रोलाइट के प्रवेश को रोकेगी और आयनिक प्रवासन प्रतिरोध में वृद्धि करेगी।

(3) अपर्याप्त या असमान रूप से वितरित चालक एजेंट (जैसे कार्बन ब्लैक) के कारण इलेक्ट्रोड के भीतर इलेक्ट्रॉन चालन नेटवर्क अपूर्ण रह जाता है। उपर्युक्त कारकों, जिनमें सामग्री की गुणवत्ता, सघनता, चालक एजेंट की मात्रा और करंट कलेक्टर के चयन का चयन शामिल है, अंततः इलेक्ट्रोड शीट में प्रकट होते हैं। लिथियम बैटरी कंपनियां आमतौर पर इलेक्ट्रोड शीट प्रतिरोध का परीक्षण करके आंतरिक प्रतिरोध निर्धारित करती हैं।

3. संपर्क प्रतिरोध:

सक्रिय सामग्री और वर्तमान संग्राहक के बीच तथा वर्तमान संग्राहक और टैब के बीच वेल्डिंग।

(1) सक्रिय सामग्री और वर्तमान संग्राहक के बीच संपर्क आंतरिक प्रतिरोध अधिक है, और आमतौर पर कार्बन-लेपित तांबा-एल्युमीनियम पन्नी का उपयोग करके चालकता बढ़ाई जा सकती है।

(2) टैब और वर्तमान संग्राहक (जैसे एल्युमीनियम पन्नी/तांबा पन्नी) के बीच वेल्डिंग दृढ़ नहीं है, जिससे संपर्क प्रतिरोध बढ़ जाता है।

(3) बैटरी सेल का आंतरिक दबाव बहुत कम (ख़राब संपर्क) या बहुत अधिक (डायाफ्राम विरूपण) है, जिससे आंतरिक प्रतिरोध प्रभावित होता है। लिथियम बैटरियों के उच्च आंतरिक प्रतिरोध के कारण सामग्री, निर्माण प्रक्रिया, उपयोग की स्थितियां और उम्र बढ़ने जैसे कई पहलुओं में शामिल हैं।

4. आंतरिक प्रतिरोध को कैसे कम करें?

आप निम्नलिखित पहलुओं पर विचार कर सकते हैं:

(1) सामग्री का अनुकूलन करें: उच्च चालकता वाली इलेक्ट्रोड सामग्री का चयन करें और छिद्र संरचना को तर्कसंगत रूप से डिज़ाइन करें।

(2) प्रक्रिया में सुधार करें: एकसमान इलेक्ट्रोड कोटिंग सुनिश्चित करें, सांद्रता घनत्व को नियंत्रित करें और वेल्डिंग गुणवत्ता को अनुकूलित करें।

(3) इलेक्ट्रोलाइट को समायोजित करें: उच्च चालकता वाला सूत्र उपयोग करें जो कि व्यापक तापमान सीमा के लिए उपयुक्त हो।

(4) दुरुपयोग से बचें: अत्यधिक चार्ज/अत्यधिक निर्वहन, उच्च तापमान पर संग्रहण से बचें, और उचित चार्ज और निर्वहन दरों को नियंत्रित करें।