ਸਾਰ
ਲਿਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ (LIBs) ਨੂੰ ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਊਰਜਾ ਸਟੋਰੇਜ ਤਕਨੀਕਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਜੇ ਅਣਜਾਣੇ ਵਿੱਚ ਊਰਜਾ ਛੱਡੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਹੋਰ ਵੀ ਨਾਜ਼ੁਕ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।LIBs ਦੀਆਂ ਅੱਗਾਂ ਅਤੇ ਧਮਾਕਿਆਂ ਨਾਲ ਸਬੰਧਤ ਦੁਰਘਟਨਾਵਾਂ ਦੁਨੀਆ ਭਰ ਵਿੱਚ ਅਕਸਰ ਵਾਪਰਦੀਆਂ ਹਨ।ਕੁਝ ਨੇ ਮਨੁੱਖੀ ਜੀਵਨ ਅਤੇ ਸਿਹਤ ਲਈ ਗੰਭੀਰ ਖਤਰੇ ਪੈਦਾ ਕੀਤੇ ਹਨ ਅਤੇ ਨਿਰਮਾਤਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਉਤਪਾਦ ਵਾਪਸ ਮੰਗਵਾਏ ਹਨ।ਇਹ ਘਟਨਾਵਾਂ ਯਾਦ ਦਿਵਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ ਸੁਰੱਖਿਆ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਇੱਕ ਪੂਰਵ ਸ਼ਰਤ ਹੈ, ਅਤੇ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਬੈਟਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਗੰਭੀਰ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ।ਇਸ ਸਮੀਖਿਆ ਦਾ ਉਦੇਸ਼ LIB ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਿਆਂ ਦੇ ਮੂਲ ਦੇ ਮੂਲ ਤੱਤ ਨੂੰ ਸੰਖੇਪ ਕਰਨਾ ਅਤੇ LIB ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸਮੱਗਰੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਵਿੱਚ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਪ੍ਰਗਤੀ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਨਾ ਹੈ।ਅਸੀਂ ਉਮੀਦ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਇਹ ਸਮੀਖਿਆ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰ ਲਈ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕਰੇਗੀ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਉਭਰ ਰਹੇ LIBs ਲਈ।
LIB ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਿਆਂ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ
LIBs ਦੇ ਅੰਦਰ ਜੈਵਿਕ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਹੈ।ਇੱਕ LIB ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਸਭ ਤੋਂ ਘਾਤਕ ਅਸਫਲਤਾਵਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਕੈਸਕੇਡਿੰਗ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਘਟਨਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨੂੰ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਚਿੰਤਾਵਾਂ ਦਾ ਮੁੱਖ ਕਾਰਨ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਉਦੋਂ ਵਾਪਰਦਾ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨਿਯੰਤਰਣ ਤੋਂ ਬਾਹਰ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ~80°C ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਵੱਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦਰ ਵਧਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਹੋਰ ਗਰਮ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਫੀਡਬੈਕ ਚੱਕਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਲਗਾਤਾਰ ਵੱਧ ਰਹੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਅੱਗ ਅਤੇ ਧਮਾਕੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਵੱਡੇ ਬੈਟਰੀ ਪੈਕ ਲਈ।ਇਸ ਲਈ, ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇਅ ਦੇ ਕਾਰਨਾਂ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ LIBs ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਤਿੰਨ ਪੜਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਵੰਡਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ ਦੱਸਿਆ ਗਿਆ ਹੈਚਿੱਤਰ 1.
ਚਿੱਤਰ 1 ਥਰਮਲ ਭੱਜਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਲਈ ਤਿੰਨ ਪੜਾਅ।
ਪੜਾਅ 1: ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ।ਬੈਟਰੀਆਂ ਇੱਕ ਆਮ ਤੋਂ ਅਸਧਾਰਨ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਪੜਾਅ 2: ਤਾਪ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਗੈਸ ਜਾਰੀ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ।ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵੱਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਐਕਸੋਥਰਮਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੀ ਹੈ।ਪੜਾਅ 3: ਬਲਨ ਅਤੇ ਧਮਾਕਾ।ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬਲਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅੱਗ ਅਤੇ ਧਮਾਕੇ ਵੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ (ਪੜਾਅ 1)
ਥਰਮਲ ਭੱਜਣਾ ਬੈਟਰੀ ਸਿਸਟਮ ਦੇ ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੀ ਵੋਲਟੇਜ (ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ) ਤੋਂ ਪਰੇ ਚਾਰਜ ਕੀਤੇ ਜਾਣ, ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ਦੇ ਐਕਸਪੋਜਰ, ਨੁਕਸਦਾਰ ਤਾਰਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬਾਹਰੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟਾਂ, ਜਾਂ ਸੈੱਲ ਨੁਕਸ ਕਾਰਨ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟਾਂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਥਰਮਲ ਭਗੌੜੇ ਦਾ ਮੁੱਖ ਕਾਰਨ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟਿੰਗ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਨੂੰ ਕਾਬੂ ਕਰਨਾ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਔਖਾ ਹੈ।ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟਿੰਗ ਸੈੱਲ ਕੁਚਲਣ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਾਹਰੀ ਧਾਤ ਦੇ ਮਲਬੇ ਦੇ ਪ੍ਰਵੇਸ਼;ਵਾਹਨ ਦੀ ਟੱਕਰ;ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ ਚਾਰਜਿੰਗ ਦੇ ਅਧੀਨ, ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨਾਂ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਬਣਨਾ;ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਅਸੈਂਬਲੀ ਦੌਰਾਨ ਬਣਾਏ ਗਏ ਨੁਕਸਦਾਰ ਵਿਭਾਜਕ, ਕੁਝ ਨਾਮ ਕਰਨ ਲਈ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਅਕਤੂਬਰ 2013 ਦੇ ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ, ਸੀਏਟਲ ਦੇ ਨੇੜੇ ਇੱਕ ਟੇਸਲਾ ਕਾਰ ਨੇ ਧਾਤ ਦੇ ਮਲਬੇ ਨੂੰ ਟੱਕਰ ਮਾਰ ਦਿੱਤੀ ਜਿਸ ਨੇ ਢਾਲ ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਪੈਕ ਨੂੰ ਵਿੰਨ੍ਹ ਦਿੱਤਾ।ਮਲਬਾ ਪੌਲੀਮਰ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋ ਗਿਆ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਸਿੱਧਾ ਜੋੜਿਆ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੋ ਗਈ ਅਤੇ ਅੱਗ ਲੱਗ ਗਈ;2016 ਵਿੱਚ, ਸੈਮਸੰਗ ਨੋਟ 7 ਦੀ ਬੈਟਰੀ ਅੱਗ ਹਮਲਾਵਰ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਲਟਰਾਥਿਨ ਵਿਭਾਜਕ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸੀ ਜੋ ਬਾਹਰੀ ਦਬਾਅ ਜਾਂ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ 'ਤੇ ਵੈਲਡਿੰਗ ਬਰਰ ਦੁਆਰਾ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਨੁਕਸਾਨੀ ਗਈ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੋ ਗਈ ਸੀ।
ਪੜਾਅ 1 ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਬੈਟਰੀ ਓਪਰੇਸ਼ਨ ਇੱਕ ਆਮ ਤੋਂ ਅਸਧਾਰਨ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਬਦਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਉੱਪਰ ਸੂਚੀਬੱਧ ਸਾਰੀਆਂ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਜ਼ਿਆਦਾ ਗਰਮ ਕਰਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ।ਜਦੋਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਪੜਾਅ 1 ਖਤਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪੜਾਅ 2 ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਤਾਪ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਗੈਸ ਛੱਡਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ (ਪੜਾਅ 2)
ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਪੜਾਅ 2 ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵੱਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੀ ਹੈ (ਇਹ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਸਹੀ ਦਿੱਤੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ; ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕੁਝ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ):
(1) ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇੰਟਰਫੇਸ (SEI) ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਜਾਂ ਸਰੀਰਕ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਾਰਨ ਸੜਨ।SEI ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਥਿਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ LiF ਅਤੇ Li2CO3) ਅਤੇ ਮੈਟਾਸਟੇਬਲ [ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੌਲੀਮਰ, ROCO2Li, (CH2OCO2Li)2, ਅਤੇ ROLI] ਭਾਗ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੈਟਾਸਟੇਬਲ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਗੈਸਾਂ ਅਤੇ ਆਕਸੀਜਨ ਨੂੰ ਛੱਡਦੇ ਹੋਏ, ਮੋਟੇ ਤੌਰ 'ਤੇ >90°C 'ਤੇ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੜ ਸਕਦੇ ਹਨ।ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਵਜੋਂ (CH2OCO2Li)2 ਲਓ
(CH2OCO2Li)2→Li2CO3+C2H4+CO2+0.5O2
(2) SEI ਦੇ ਸੜਨ ਨਾਲ, ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਧਾਤ ਜਾਂ ਇੰਟਰਕੈਲੇਟਿਡ ਲਿਥੀਅਮ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਜੈਵਿਕ ਘੋਲਨ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਕਰੇਗਾ, ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਹਾਈਡਰੋਕਾਰਬਨ ਗੈਸਾਂ (ਈਥੇਨ, ਮੀਥੇਨ, ਅਤੇ ਹੋਰ) ਨੂੰ ਛੱਡੇਗਾ।ਇਹ ਇੱਕ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਹੈ ਜੋ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ।
(3) ਜਦੋਂT> ~130°C, ਪੋਲੀਥੀਲੀਨ (PE)/ਪੋਲੀਪ੍ਰੋਪਾਈਲੀਨ (PP) ਵਿਭਾਜਕ ਪਿਘਲਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸਥਿਤੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਿਗੜਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
(4) ਆਖਰਕਾਰ, ਗਰਮੀ ਲਿਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਸੜਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਆਕਸੀਜਨ ਦੀ ਰਿਹਾਈ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।LiCoO2 ਨੂੰ ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਵਜੋਂ ਲਓ, ਜੋ ਹੇਠਾਂ ਦਿੱਤੇ ਅਨੁਸਾਰ ~180°C ਤੋਂ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਕੇ ਕੰਪੋਜ਼ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ
ਕੈਥੋਡ ਦਾ ਟੁੱਟਣਾ ਵੀ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਤਾਪਮਾਨ ਅਤੇ ਦਬਾਅ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਤੇਜ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਪੜਾਅ 2 ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਆਕਸੀਜਨ ਇਕੱਠੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਪੜਾਅ 2 ਤੋਂ ਪੜਾਅ 3 ਤੱਕ ਅੱਗੇ ਵਧਦੀ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਬਲਨ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀ ਆਕਸੀਜਨ ਅਤੇ ਗਰਮੀ ਇਕੱਠੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਬਲਨ ਅਤੇ ਵਿਸਫੋਟ (ਪੜਾਅ 3)
ਪੜਾਅ 3 'ਤੇ, ਬਲਨ ਸ਼ੁਰੂ ਹੁੰਦਾ ਹੈ.LIBs ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਜੈਵਿਕ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਚੱਕਰੀ ਅਤੇ ਰੇਖਿਕ ਅਲਕਾਈਲ ਕਾਰਬੋਨੇਟਸ ਦੇ ਲਗਭਗ ਵਿਆਪਕ ਸੰਜੋਗ ਹਨ।ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਅਸਥਿਰਤਾ ਹੈ ਅਤੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਹਨ।ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਨ ਵਜੋਂ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਗਏ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ [ਈਥਲੀਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ (EC) + ਡਾਈਮੇਥਾਈਲ ਕਾਰਬੋਨੇਟ (DMC) (1:1 ਭਾਰ ਦੁਆਰਾ)] ਦਾ ਮਿਸ਼ਰਣ ਲੈਂਦੇ ਹੋਏ, ਇਹ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ 4.8 kPa ਦੇ ਭਾਫ਼ ਦੇ ਦਬਾਅ ਅਤੇ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਫਲੈਸ਼ ਪੁਆਇੰਟ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। 1.013 ਬਾਰ ਦੇ ਹਵਾ ਦੇ ਦਬਾਅ 'ਤੇ 25° ± 1°C।ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ ਜਾਰੀ ਆਕਸੀਜਨ ਅਤੇ ਗਰਮੀ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਜੈਵਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਬਲਨ ਲਈ ਲੋੜੀਂਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅੱਗ ਜਾਂ ਧਮਾਕੇ ਦੇ ਖ਼ਤਰੇ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
ਪੜਾਵਾਂ 2 ਅਤੇ 3 ਵਿੱਚ, ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੇੜੇ-ਐਡੀਬੈਟਿਕ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਵਾਪਰਦੀਆਂ ਹਨ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਐਕਸਲਰੇਟਿਡ ਰੇਟ ਕੈਲੋਰੀਮੈਟਰੀ (ARC) ਇੱਕ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਤਕਨੀਕ ਹੈ ਜੋ LIBs ਦੇ ਅੰਦਰ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਰਿਐਕਸ਼ਨ ਕੈਨੇਟਿਕਸ ਦੀ ਸਾਡੀ ਸਮਝ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਦਿੰਦੀ ਹੈ।ਚਿੱਤਰ 2ਥਰਮਲ ਦੁਰਵਿਵਹਾਰ ਦੇ ਟੈਸਟਾਂ ਦੌਰਾਨ ਰਿਕਾਰਡ ਕੀਤੇ ਇੱਕ LIB ਦਾ ਇੱਕ ਆਮ ARC ਵਕਰ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਣ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਗਰਮੀ ਦਾ ਇੱਕ ਬਾਹਰੀ ਸਰੋਤ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਤਾਪਮਾਨ ਤੱਕ ਵਧਾਉਂਦਾ ਹੈ।ਇਸ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਉੱਪਰ, SEI ਕੰਪੋਜ਼ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਹੋਰ ਐਕਸੋਥਰਮਿਕ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਚਾਲੂ ਕਰੇਗਾ।ਅੰਤ ਵਿੱਚ, ਵੱਖਰਾ ਪਿਘਲ ਜਾਵੇਗਾ।ਸਵੈ-ਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਦਰ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਵਧੇਗੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ (ਜਦੋਂ ਸਵੈ-ਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਦਰ >10° C/min ਹੁੰਦੀ ਹੈ) ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬਲਨ (ਪੜਾਅ 3) ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਐਨੋਡ ਮੇਸੋਕਾਰਬਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਬੀਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਹੈ।ਕੈਥੋਡ LiNi0.8Co0.05Al0.05O2 ਹੈ।EC/PC/DMC ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ 1.2 M LiPF6 ਹੈ।ਇੱਕ ਸੇਲਗਾਰਡ 2325 ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਵਿਭਾਜਕ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਸੀ.ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਕੈਮੀਕਲ ਸੋਸਾਇਟੀ ਇੰਕ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਅਨੁਕੂਲਿਤ।
ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਉੱਪਰ ਦਰਸਾਏ ਗਏ ਪ੍ਰਤੀਕਰਮ ਦਿੱਤੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਸਖਤੀ ਨਾਲ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ.ਉਹ, ਸਗੋਂ, ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਅਤੇ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਮੁੱਦੇ ਹਨ।
ਬਿਹਤਰ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਨਾਲ ਸਮੱਗਰੀ
ਬੈਟਰੀ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਦੀ ਸਮਝ ਦੇ ਆਧਾਰ 'ਤੇ, ਬੈਟਰੀ ਕੰਪੋਨੈਂਟਸ ਦੇ ਤਰਕਸੰਗਤ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੁਆਰਾ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਖਤਰਿਆਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਉਦੇਸ਼ ਨਾਲ, ਕਈ ਪਹੁੰਚਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ।ਅਗਲੇ ਭਾਗਾਂ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਪੜਾਵਾਂ ਨਾਲ ਸੰਬੰਧਿਤ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਮੱਗਰੀ ਪਹੁੰਚਾਂ ਦਾ ਸਾਰ ਦਿੰਦੇ ਹਾਂ।
ਪੜਾਅ 1 (ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ) ਵਿੱਚ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ
ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ.LIB ਦੇ ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਗਠਨ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇਅ ਦੇ ਪਹਿਲੇ ਪੜਾਅ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਹਾਲਾਂਕਿ ਵਪਾਰਕ LIBs (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਕਾਰਬੋਨੇਸੀਅਸ ਐਨੋਡਜ਼) ਦੇ ਐਨੋਡਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਗਠਨ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਰੋਕਿਆ ਨਹੀਂ ਗਿਆ ਹੈ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਵਪਾਰਕ LIBs ਵਿੱਚ, ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਕਿਨਾਰਿਆਂ 'ਤੇ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਡਿਪੋਜ਼ਿਸ਼ਨ ਤਰਜੀਹੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਾਪਰਦਾ ਹੈ ਜੇਕਰ ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਕੈਥੋਡ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜੋੜੇ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, LIBs ਦੀਆਂ ਗਲਤ ਸੰਚਾਲਨ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਵਾਧੇ ਦੇ ਨਾਲ ਲੀ ਧਾਤ ਜਮ੍ਹਾ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।ਇਹ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਜੇ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਚਾਰਜ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ (i) ਉੱਚ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ 'ਤੇ ਜਿੱਥੇ ਲੀ ਧਾਤੂ ਦਾ ਜਮ੍ਹਾ ਬਲਕ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਵਿੱਚ ਲੀ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਫੈਲਣ ਨਾਲੋਂ ਤੇਜ਼ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ;(ii) ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਸਥਿਤੀਆਂ ਅਧੀਨ ਜਦੋਂ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਓਵਰਲਿਥੀਏਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ;ਅਤੇ (iii) ਘੱਟ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ [ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਸਬ-ਐਂਬੀਐਂਟ ਤਾਪਮਾਨ (~0°C)], ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਵਧੀ ਹੋਈ ਲੇਸ ਅਤੇ ਵਧੇ ਹੋਏ ਲੀ-ਆਇਨ ਫੈਲਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਕਾਰਨ।
ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਕੋਣ ਤੋਂ, ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਮੂਲ ਮੂਲ ਅਸਥਿਰ ਅਤੇ ਗੈਰ-ਯੂਨੀਫਾਰਮ SEI ਹੈ, ਜੋ ਅਸਮਾਨ ਸਥਾਨਕ ਮੌਜੂਦਾ ਵੰਡ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਕੰਪੋਨੈਂਟਸ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਐਡਿਟਿਵਜ਼, ਐਸਈਆਈ ਇਕਸਾਰਤਾ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਨ ਅਤੇ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਗਠਨ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਨ ਲਈ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।ਆਮ ਜੋੜਾਂ ਵਿੱਚ ਅਕਾਰਬਨਿਕ ਮਿਸ਼ਰਣ [ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, CO2 , LiI , ਆਦਿ] ਅਤੇ ਅਸੰਤ੍ਰਿਪਤ ਕਾਰਬਨ ਬਾਂਡਾਂ ਵਾਲੇ ਜੈਵਿਕ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿਨਾਇਲੀਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਅਤੇ ਮਲੀਮਾਈਡ ਐਡੀਟਿਵ;ਅਸਥਿਰ ਚੱਕਰਵਾਤੀ ਅਣੂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਬਿਊਟੀਰੋਲੈਕਟੋਨ, ਈਥੀਲੀਨ ਸਲਫਾਈਟ, ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਡੈਰੀਵੇਟਿਵਜ਼;ਅਤੇ ਫਲੋਰੀਨੇਟਿਡ ਮਿਸ਼ਰਣ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਫਲੋਰੋਇਥਾਈਲੀਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ, ਹੋਰਾਂ ਵਿੱਚ।ਹਿੱਸੇ-ਪ੍ਰਤੀ-ਮਿਲੀਅਨ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਵੀ, ਇਹ ਅਣੂ ਅਜੇ ਵੀ SEI ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਲੀ-ਆਇਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਇਕਸਾਰ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਬਣਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਕੁੱਲ ਮਿਲਾ ਕੇ, ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਅਜੇ ਵੀ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਜਾਂ ਕਾਰਬੋਨੇਸੀਅਸ ਐਨੋਡਾਂ ਅਤੇ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਐਨੋਡਾਂ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ/SiO ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹਨ।ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਵਾਧੇ ਦੇ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨਾ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਹੈ ਜੋ ਨੇੜਲੇ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਵਾਲੇ ਲੀ-ਆਇਨ ਰਸਾਇਣਾਂ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ, ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਲੀ ਡਿਪੋਜ਼ਿਸ਼ਨ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਲੀ-ਆਇਨ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਸਮਰੂਪ ਕਰਕੇ ਸ਼ੁੱਧ ਲੀ ਮੈਟਲ ਐਨੋਡਜ਼ ਵਿੱਚ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਗਠਨ ਦੇ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ;ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਸੁਰੱਖਿਆ ਪਰਤ ਕੋਟਿੰਗ, ਨਕਲੀ SEI ਇੰਜਨੀਅਰਿੰਗ, ਆਦਿ। ਇਸ ਪਹਿਲੂ ਵਿੱਚ, ਕੁਝ ਵਿਧੀਆਂ ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਸ ਗੱਲ 'ਤੇ ਰੌਸ਼ਨੀ ਪਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ LIBs ਵਿੱਚ ਵੀ ਕਾਰਬੋਨੇਸੀਅਸ ਐਨੋਡਸ ਦੇ ਮੁੱਦੇ ਨਾਲ ਕਿਵੇਂ ਨਜਿੱਠਣਾ ਹੈ।
ਮਲਟੀਫੰਕਸ਼ਨਲ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਅਤੇ ਵਿਭਾਜਕ.ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅਤੇ ਵਿਭਾਜਕ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਸਰੀਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮੁੱਖ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੇ ਮਲਟੀਫੰਕਸ਼ਨਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਅਤੇ ਵਿਭਾਜਕ ਬੈਟਰੀ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ (ਪੜਾਅ 1) ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਪੜਾਅ 'ਤੇ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਮਕੈਨੀਕਲ ਪਿੜਾਈ ਤੋਂ ਬਚਾਉਣ ਲਈ, ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ (EC/DMC ਵਿੱਚ 1 M LiFP6) ਵਿੱਚ ਫਿਊਮਡ ਸਿਲਿਕਾ ਦੇ ਸਧਾਰਨ ਜੋੜ ਦੁਆਰਾ ਇੱਕ ਸ਼ੀਅਰ ਮੋਟਾ ਕਰਨ ਵਾਲਾ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।ਮਕੈਨੀਕਲ ਦਬਾਅ ਜਾਂ ਪ੍ਰਭਾਵ 'ਤੇ, ਤਰਲ ਲੇਸ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸ਼ੀਅਰ ਗਾੜ੍ਹਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਇਸਲਈ ਪ੍ਰਭਾਵ ਊਰਜਾ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕੁਚਲਣ ਲਈ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 3 ਏ)
ਚਿੱਤਰ 3 ਪੜਾਅ 1 ਵਿੱਚ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਰਣਨੀਤੀਆਂ।
(ਏ) ਸ਼ੀਅਰ ਮੋਟਾ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ।ਸਿਖਰ: ਸਧਾਰਣ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਲਈ, ਮਕੈਨੀਕਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਕਮੀ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਅੱਗ ਅਤੇ ਧਮਾਕੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ।ਤਲ: ਦਬਾਅ ਜਾਂ ਪ੍ਰਭਾਵ ਅਧੀਨ ਸ਼ੀਅਰ ਮੋਟਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਵਾਲਾ ਨਾਵਲ ਸਮਾਰਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਕੁਚਲਣ ਲਈ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।(ਬੀ) ਲਿਥਿਅਮ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਖੋਜ ਲਈ ਬਾਇਫੰਕਸ਼ਨਲ ਵਿਭਾਜਕ।ਇੱਕ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਲਿਥੀਅਮ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਬਣਨਾ, ਜਿੱਥੇ ਇੱਕ ਲਿਥੀਅਮ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਦੁਆਰਾ ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਪੂਰੀ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕੇਵਲ ਉਦੋਂ ਹੀ ਖੋਜੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਬੈਟਰੀ ਫੇਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।ਇਸ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਲਿਥਿਅਮ ਬੈਟਰੀ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬਾਇਫੰਕਸ਼ਨਲ ਸੇਪਰੇਟਰ (ਦੋ ਪਰੰਪਰਾਗਤ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸੈਂਡਵਿਚ ਕੀਤੀ ਇੱਕ ਕੰਡਕਟਿੰਗ ਪਰਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ), ਜਿੱਥੇ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਧਿਆ ਹੋਇਆ ਲਿਥੀਅਮ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਵਿਭਾਜਕ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਕੰਡਕਟਿੰਗ ਤਾਂਬੇ ਦੀ ਪਰਤ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇਸ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਆਉਂਦੀ ਹੈ।VCu−Li, ਜੋ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟ ਸਰਕਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਆਉਣ ਵਾਲੀ ਅਸਫਲਤਾ ਦੀ ਚੇਤਾਵਨੀ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਪੂਰੀ ਬੈਟਰੀ ਗੈਰ-ਜ਼ੀਰੋ ਸੰਭਾਵੀ ਨਾਲ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।(ਏ) ਅਤੇ (ਬੀ) ਸਪ੍ਰਿੰਗਰ ਨੇਚਰ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਜਾਂ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ।(C) ਖ਼ਤਰਨਾਕ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਦੀ ਖਪਤ ਕਰਨ ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਉਮਰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਵਿਭਾਜਕ।ਖੱਬੇ: ਲਿਥਿਅਮ ਐਨੋਡ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਡੈਂਡਰਟਿਕ ਡਿਪਾਜ਼ਿਟ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਵੱਡੇ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਅੜਿੱਕੇ ਪੌਲੀਮਰ ਵਿਭਾਜਕ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ।ਜਦੋਂ ਡੈਨਡ੍ਰਾਈਟਸ ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਜੋੜਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਸ਼ਾਰਟ-ਸਰਕਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਫੇਲ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।ਸੱਜੇ: ਸਿਲਿਕਾ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਦੀ ਇੱਕ ਪਰਤ ਨੂੰ ਵਪਾਰਕ ਪੌਲੀਮਰ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੀਆਂ ਦੋ ਪਰਤਾਂ ਦੁਆਰਾ ਸੈਂਡਵਿਚ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।ਇਸਲਈ, ਜਦੋਂ ਲਿਥਿਅਮ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਵਧਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਵਿਭਾਜਕ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਉਹ ਸੈਂਡਵਿਚਡ ਪਰਤ ਵਿੱਚ ਸਿਲਿਕਾ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਕਰਨਗੇ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਖਪਤ ਹੋ ਜਾਣਗੇ।(ਡੀ) ਸਿਲਿਕਾ ਨੈਨੋਪਾਰਟੀਕਲ ਸੈਂਡਵਿਚਡ ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (SEM) ਚਿੱਤਰ।(ਈ) ਇੱਕ ਰਵਾਇਤੀ ਵਿਭਾਜਕ (ਲਾਲ ਕਰਵ) ਅਤੇ ਸਿਲਿਕਾ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਸੈਂਡਵਿਚਡ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਸੈਪਰੇਟਰ (ਬਲੈਕ ਕਰਵ) ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਲੀ/ਲੀ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਖਾਸ ਵੋਲਟੇਜ ਬਨਾਮ ਸਮਾਂ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ ਸਮਾਨ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਟੈਸਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ।(ਸੀ), (ਡੀ), ਅਤੇ (ਈ) ਨੂੰ ਜੌਨ ਵਿਲੀ ਐਂਡ ਸੰਨਜ਼ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।(F) ਰੇਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਮਕੈਨਿਜ਼ਮ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ।ਇੱਕ ਓਵਰਚਾਰਜਡ ਕੈਥੋਡ ਸਤਹ 'ਤੇ, ਰੀਡੌਕਸ ਐਡਿਟਿਵ ਨੂੰ [O] ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਡਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੁਆਰਾ ਫੈਲਣ ਦੁਆਰਾ ਐਨੋਡ ਦੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਆਪਣੀ ਅਸਲ ਸਥਿਤੀ [R] ਵਿੱਚ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਆਕਸੀਕਰਨ-ਪ੍ਰਸਾਰ-ਘਟਾਓ-ਪ੍ਰਸਾਰ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਚੱਕਰ ਨੂੰ ਅਣਮਿੱਥੇ ਸਮੇਂ ਲਈ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਲਈ ਖਤਰਨਾਕ ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਤੋਂ ਕੈਥੋਡ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।(ਜੀ) ਰੈਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਖਾਸ ਰਸਾਇਣਕ ਢਾਂਚੇ।(H) ਸ਼ੱਟਡਾਊਨ ਓਵਰਚਾਰਜ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀ ਵਿਧੀ ਜੋ ਉੱਚ ਸੰਭਾਵੀਤਾਵਾਂ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੌਲੀਮਰਾਈਜ਼ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।(I) ਸ਼ਟਡਾਊਨ ਓਵਰਚਾਰਜ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀ ਖਾਸ ਰਸਾਇਣਕ ਬਣਤਰ।ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀਆਂ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਨੂੰ (G), (H), ਅਤੇ (I) ਵਿੱਚ ਹਰੇਕ ਅਣੂ ਬਣਤਰ ਦੇ ਅਧੀਨ ਸੂਚੀਬੱਧ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਵਿਭਾਜਕ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੰਸੂਲੇਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਪਿਛਲੇ ਪੜਾਅ 1 ਦੇ ਹੋਰ ਵਿਗੜਣ ਤੋਂ ਰੋਕਣ ਲਈ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਸਿਹਤ ਸਥਿਤੀ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਨ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਣ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਪੋਲੀਮਰ-ਮੈਟਲ-ਪੋਲੀਮਰ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਸੰਰਚਨਾ (ਚਿੱਤਰ 3 ਬੀ) ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਵੋਲਟੇਜ-ਸੈਂਸਿੰਗ ਫੰਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਡੈਂਡਰਾਈਟ ਵਧਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਚਕਾਰਲੀ ਪਰਤ ਤੱਕ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਧਾਤ ਦੀ ਪਰਤ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਜੋੜਦਾ ਹੈ ਕਿ ਉਹਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਅਚਾਨਕ ਵੋਲਟੇਜ ਦੀ ਗਿਰਾਵਟ ਨੂੰ ਆਉਟਪੁੱਟ ਵਜੋਂ ਤੁਰੰਤ ਖੋਜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਖੋਜ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਇੱਕ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਵਿਭਾਜਕ ਖਤਰਨਾਕ ਲੀ ਡੈਂਡਰਾਈਟਸ ਦੀ ਖਪਤ ਕਰਨ ਅਤੇ ਵਿਭਾਜਕ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰਨ ਲਈ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।ਸਿਲਿਕਾ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਦੀ ਇੱਕ ਪਰਤ, ਵਪਾਰਕ ਪੌਲੀਓਲਫਿਨ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੀਆਂ ਦੋ ਪਰਤਾਂ ਦੁਆਰਾ ਸੈਂਡਵਿਚ ਕੀਤੀ ਗਈ (ਚਿੱਤਰ 3, C ਅਤੇ D), ਕਿਸੇ ਵੀ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਖਤਰਨਾਕ Li dendrites ਦਾ ਸੇਵਨ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰਦੇ ਹਨ।ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਉਮਰ ਰਵਾਇਤੀ ਵਿਭਾਜਕ (ਚਿੱਤਰ 3E).
ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਸੁਰੱਖਿਆ.ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਨੂੰ ਇੱਕ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਇਸਦੇ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੇ ਵੋਲਟੇਜ ਤੋਂ ਪਰੇ ਚਾਰਜ ਕਰਨ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਉੱਚ ਖਾਸ ਮੌਜੂਦਾ ਘਣਤਾ, ਹਮਲਾਵਰ ਚਾਰਜਿੰਗ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲਾਂ, ਆਦਿ ਦੁਆਰਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਲਿਆ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ (i) ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਲੀ ਮੈਟਲ ਦਾ ਜਮ੍ਹਾ ਹੋਣਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ, ਜੋ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਅਤੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ;(ii) ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਸੜਨ, ਆਕਸੀਜਨ ਛੱਡਣਾ;ਅਤੇ (iii) ਜੈਵਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦਾ ਸੜਨ, ਗਰਮੀ ਅਤੇ ਗੈਸੀ ਉਤਪਾਦਾਂ (H2, ਹਾਈਡਰੋਕਾਰਬਨ, CO, ਆਦਿ) ਨੂੰ ਛੱਡਣਾ, ਜੋ ਕਿ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇਅ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹਨ।ਸੜਨ ਦੌਰਾਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਕੁਝ ਹੇਠਾਂ ਸੂਚੀਬੱਧ ਹਨ।
ਤਾਰਾ (*) ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਗੈਸ ਪ੍ਰੋਟਿਕ ਤੋਂ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਕੈਥੋਡ 'ਤੇ ਕਾਰਬੋਨੇਟਸ ਦੇ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੌਰਾਨ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਸਮੂਹਾਂ ਨੂੰ ਛੱਡ ਕੇ, ਜੋ ਫਿਰ ਐਨੋਡ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਫੈਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ H2 ਪੈਦਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।
ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਦੇ ਅਧਾਰ 'ਤੇ, ਓਵਰਚਾਰਜ ਸੁਰੱਖਿਆ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਨੂੰ ਰੈਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਅਤੇ ਸ਼ੱਟਡਾਊਨ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਵਜੋਂ ਸ਼੍ਰੇਣੀਬੱਧ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਪਹਿਲਾ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਉਲਟੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਓਵਰਚਾਰਜ ਤੋਂ ਬਚਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਬਾਅਦ ਵਾਲਾ ਸੈੱਲ ਦੀ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਸਥਾਈ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।
ਰੇਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਜਦੋਂ ਓਵਰਚਾਰਜ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਟੀਕੇ ਲਗਾਏ ਗਏ ਵਾਧੂ ਚਾਰਜ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬੰਦ ਕਰਕੇ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ।ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈਚਿੱਤਰ 3F, ਵਿਧੀ ਇੱਕ ਰੇਡੌਕਸ ਐਡਿਟਿਵ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਆਕਸੀਕਰਨ ਸੰਭਾਵੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਐਨੋਡਿਕ ਸੜਨ ਨਾਲੋਂ ਥੋੜ੍ਹੀ ਘੱਟ ਹੈ।ਇੱਕ ਓਵਰਚਾਰਜਡ ਕੈਥੋਡ ਸਤਹ 'ਤੇ, ਰੀਡੌਕਸ ਐਡਿਟਿਵ ਨੂੰ [O] ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਡਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੁਆਰਾ ਫੈਲਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਐਨੋਡ ਦੀ ਸਤਹ 'ਤੇ ਆਪਣੀ ਅਸਲ ਸਥਿਤੀ [R] ਵਿੱਚ ਘਟਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ, ਘਟਾਇਆ ਹੋਇਆ ਜੋੜ ਕੈਥੋਡ ਵਿੱਚ ਵਾਪਸ ਫੈਲ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ "ਆਕਸੀਡੇਸ਼ਨ-ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ-ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ-ਡਿਫਿਊਜ਼ਨ" ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਚੱਕਰ ਨੂੰ ਅਣਮਿੱਥੇ ਸਮੇਂ ਲਈ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਲਈ ਕੈਥੋਡ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਖਤਰਨਾਕ ਓਵਰਚਾਰਜਿੰਗ ਤੋਂ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।ਅਧਿਐਨਾਂ ਨੇ ਦਿਖਾਇਆ ਹੈ ਕਿ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀ ਰੀਡੌਕਸ ਸੰਭਾਵੀ ਕੈਥੋਡ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਤੋਂ ਲਗਭਗ 0.3 ਤੋਂ 0.4 V ਹੋਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ।
ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਰਸਾਇਣਕ ਬਣਤਰਾਂ ਅਤੇ ਰੈਡੌਕਸ ਸੰਭਾਵੀ ਤੱਤਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਜੋੜਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਆਰਗਨੋਮੈਟਾਲਿਕ ਮੈਟਾਲੋਸੀਨਜ਼, ਫੀਨੋਥਿਆਜ਼ਾਈਨਜ਼, ਟ੍ਰਾਈਫੇਨਾਈਲਾਮਾਈਨਜ਼, ਡਾਈਮੇਥੋਕਸਾਈਬੈਂਜ਼ੀਨਜ਼ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਡੈਰੀਵੇਟਿਵਜ਼, ਅਤੇ 2-(ਪੈਂਟਾਫਲੋਰੋਫੇਨਾਇਲ)-ਟੈਟਰਾਫਲੂਰੋ-1,3,2-ਬੈਂਜੋਡਿਓਕਸਿਆ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ।ਚਿੱਤਰ 3 ਜੀ).ਅਣੂ ਬਣਤਰਾਂ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਕਰਨ ਦੁਆਰਾ, ਐਡਿਟਿਵ ਆਕਸੀਕਰਨ ਸੰਭਾਵੀ ਨੂੰ 4 V ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਿਕਸਤ ਹੋ ਰਹੀਆਂ ਉੱਚ-ਵੋਲਟੇਜ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਾਂ ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ ਹੈ।ਮੂਲ ਡਿਜ਼ਾਇਨ ਸਿਧਾਂਤ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ-ਵਾਪਸ ਲੈਣ ਵਾਲੇ ਵਿਕਲਪਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜ ਕੇ ਐਡੀਟਿਵ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਕਬਜ਼ੇ ਵਾਲੇ ਅਣੂ ਔਰਬਿਟਲ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਆਕਸੀਕਰਨ ਸੰਭਾਵੀ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਜੈਵਿਕ ਯੋਜਕਾਂ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੁਝ ਅਜੈਵਿਕ ਲੂਣ, ਜੋ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਲੂਣ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਬਲਕਿ ਇੱਕ ਰੈਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਵਜੋਂ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਰਫਲੂਰੋਬੋਰੇਨ ਕਲੱਸਟਰ ਲੂਣ [ਭਾਵ, ਲਿਥੀਅਮ ਫਲੋਰੋਡੋਡੇਕਾਬੋਰੇਟਸ (Li2B12F)xH12−x)], ਨੂੰ ਕੁਸ਼ਲ ਰੈਡੌਕਸ ਸ਼ਟਲ ਐਡਿਟਿਵ ਵੀ ਪਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਸ਼ਟਡਾਊਨ ਓਵਰਚਾਰਜ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਅਪਰਿਵਰਤਨਸ਼ੀਲ ਓਵਰਚਾਰਜ ਸੁਰੱਖਿਆ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀ ਇੱਕ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਹਨ।ਉਹ ਜਾਂ ਤਾਂ ਉੱਚ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ 'ਤੇ ਗੈਸ ਛੱਡਣ ਦੁਆਰਾ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਬਦਲੇ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਮੌਜੂਦਾ ਰੁਕਾਵਟ ਯੰਤਰ ਨੂੰ ਸਰਗਰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਾਂ ਵਿਨਾਸ਼ਕਾਰੀ ਨਤੀਜੇ ਆਉਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਬੈਟਰੀ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ 'ਤੇ ਸਥਾਈ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮਿਕ ਤੌਰ' ਤੇ ਪੌਲੀਮੇਰਾਈਜ਼ ਕਰਕੇ (ਚਿੱਤਰ 3 ਐੱਚ).ਪਹਿਲੀਆਂ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਨਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ xylene, cyclohexylbenzene, ਅਤੇ biphenyl, ਜਦਕਿ ਬਾਅਦ ਦੀਆਂ ਉਦਾਹਰਨਾਂ ਵਿੱਚ biphenyl ਅਤੇ ਹੋਰ ਬਦਲੇ ਹੋਏ ਖੁਸ਼ਬੂਦਾਰ ਮਿਸ਼ਰਣ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 3I).ਸ਼ਟਡਾਊਨ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਅਜੇ ਵੀ LIBs ਦੇ ਲੰਬੇ ਸਮੇਂ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਅਤੇ ਸਟੋਰੇਜ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਇਹਨਾਂ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੇ ਅਟੱਲ ਆਕਸੀਕਰਨ ਦੇ ਕਾਰਨ.
ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ (ਗਰਮੀ ਇਕੱਠਾ ਕਰਨਾ ਅਤੇ ਗੈਸ ਛੱਡਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ)
ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ.ਲਿਥੀਅਮ ਪਰਿਵਰਤਨ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਲੇਅਰਡ ਆਕਸਾਈਡ LiCoO2, LiNiO2, ਅਤੇ LiMnO2;ਸਪਾਈਨਲ-ਟਾਈਪ ਆਕਸਾਈਡ LiM2O4;ਅਤੇ ਪੌਲੀਅਨੀਅਨ ਕਿਸਮ LiFePO4, ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ, ਹਾਲਾਂਕਿ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਮੁੱਦੇ ਹਨ।ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, ਓਲੀਵਿਨ-ਸੰਰਚਨਾ ਵਾਲਾ LiFePO4 ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ 400°C ਤੱਕ ਸਥਿਰ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ LiCoO2 250°C 'ਤੇ ਸੜਨਾ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।LiFePO4 ਦੀ ਬਿਹਤਰ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦਾ ਕਾਰਨ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਸਾਰੇ ਆਕਸੀਜਨ ਆਇਨ PO43− ਟੈਟਰਾਹੇਡ੍ਰਲ ਪੋਲੀਅਨੀਅਨ ਬਣਾਉਣ ਲਈ P5+ ਦੇ ਨਾਲ ਮਜ਼ਬੂਤ ਸਹਿ-ਸਹਿਯੋਗੀ ਬਾਂਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਪੂਰੇ ਤਿੰਨ-ਅਯਾਮੀ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਹੋਰ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਬਿਹਤਰ ਸਥਿਰਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਅਜੇ ਵੀ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਅੱਗ ਲੱਗਣ ਦੇ ਕੁਝ ਹਾਦਸੇ ਹੋਏ ਹਨ।ਮੁੱਖ ਸੁਰੱਖਿਆ ਚਿੰਤਾ ਉੱਚੇ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਇਨ੍ਹਾਂ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਸੜਨ ਅਤੇ ਇੱਕੋ ਸਮੇਂ ਆਕਸੀਜਨ ਛੱਡਣ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਇਕੱਠੇ ਬਲਨ ਅਤੇ ਧਮਾਕੇ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨਾਲ ਗੰਭੀਰਤਾ ਨਾਲ ਸਮਝੌਤਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਲੇਅਰਡ ਆਕਸਾਈਡ LiNiO2 ਦੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ Ni2+ ਦੀ ਹੋਂਦ ਕਾਰਨ ਅਸਥਿਰ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਆਇਓਨਿਕ ਆਕਾਰ Li+ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ।ਡਿਲੀਥੀਏਟਿਡ ਲੀxNiO2 (x<1) ਇੱਕ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਸਪਾਈਨਲ-ਕਿਸਮ ਦੇ ਪੜਾਅ LiNi2O4 (ਸਪਾਈਨਲ) ਅਤੇ ਰੌਕਸਾਲਟ-ਕਿਸਮ ਦੇ NiO ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਆਕਸੀਜਨ ਲਗਭਗ 200°C 'ਤੇ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਛੱਡੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਬਲਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਐਟਮ ਡੋਪਿੰਗ ਅਤੇ ਸਤਹ ਸੁਰੱਖਿਆ ਪਰਤ ਦੁਆਰਾ ਇਹਨਾਂ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ।
ਐਟਮ ਡੋਪਿੰਗ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸਥਿਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਲੇਅਰਡ ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।LiNiO2 ਜਾਂ Li1.05Mn1.95O4 ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਧਾਤੂ ਕੈਸ਼ਨਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ Co, Mn, Mg, ਅਤੇ Al ਨਾਲ Ni ਜਾਂ Mn ਦੇ ਅੰਸ਼ਕ ਪ੍ਰਤੀਸਥਾਪਨ ਦੁਆਰਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁਧਾਰਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।LiCoO2 ਲਈ, ਡੋਪਿੰਗ ਅਤੇ ਮਿਸ਼ਰਤ ਤੱਤਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ Ni ਅਤੇ Mn ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਸੜਨ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਧਾ ਸਕਦੀ ਹੈ।Tdec, ਜਦੋਂ ਕਿ ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਤੋਂ ਵੀ ਬਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕੈਥੋਡ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਖਾਸ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਕੁਰਬਾਨੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਆਉਂਦਾ ਹੈ।ਇਸ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਲੇਅਰਡ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਕਲ ਕੋਬਾਲਟ ਮੈਂਗਨੀਜ਼ ਆਕਸਾਈਡ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਰੀਚਾਰਜ ਹੋਣ ਯੋਗ ਲਿਥੀਅਮ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਇੱਕ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ-ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 4 ਏ) .ਇਸ ਸਮਗਰੀ ਵਿੱਚ, ਹਰੇਕ ਕਣ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਨੀ-ਅਮੀਰ ਕੇਂਦਰੀ ਬਲਕ ਅਤੇ ਇੱਕ Mn-ਅਮੀਰ ਬਾਹਰੀ ਪਰਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਸਤਹ ਦੇ ਨੇੜੇ ਆਉਣ 'ਤੇ Ni ਸੰਘਣਤਾ ਘਟਦੀ ਹੈ ਅਤੇ Mn ਅਤੇ Co ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਧਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 4 ਬੀ).ਪਹਿਲਾ ਉੱਚ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਬਾਅਦ ਵਾਲਾ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਇਹ ਨਾਵਲ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨਾਲ ਸਮਝੌਤਾ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਸੀ (ਚਿੱਤਰ 4 ਸੀ).
ਚਿੱਤਰ 4 ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਰਣਨੀਤੀਆਂ: ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਕੈਥੋਡਸ।
(A) ਇਕਾਗਰਤਾ-ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਬਾਹਰੀ ਪਰਤ ਨਾਲ ਘਿਰਿਆ ਨੀ-ਅਮੀਰ ਕੋਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਕਣ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਚਿੱਤਰ।ਹਰੇਕ ਕਣ ਵਿੱਚ ਨੀ-ਅਮੀਰ ਕੇਂਦਰੀ ਬਲਕ Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2 ਅਤੇ ਇੱਕ Mn-ਅਮੀਰ ਬਾਹਰੀ ਪਰਤ [Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2] ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ Ni ਸੰਘਣਤਾ ਘਟਦੀ ਹੈ ਅਤੇ Mn ਅਤੇ Co ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਵਧਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਤ੍ਹਾ ਨੇੜੇ ਆਉਂਦੀ ਹੈ.ਪਹਿਲਾ ਉੱਚ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਬਾਅਦ ਵਾਲਾ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਔਸਤ ਰਚਨਾ Li(Ni0.68Co0.18Mn0.18)O2 ਹੈ।ਇੱਕ ਆਮ ਕਣ ਦਾ ਇੱਕ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਗ੍ਰਾਫ ਵੀ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ।(B) ਅੰਤਿਮ ਲਿਥਿਏਟਿਡ ਆਕਸਾਈਡ Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2 ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ-ਪ੍ਰੋਬ ਐਕਸ-ਰੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਅਨਾਲਿਸਿਸ ਨਤੀਜੇ।ਇੰਟਰਲੇਅਰ ਵਿੱਚ Ni, Mn, ਅਤੇ Co ਦੀਆਂ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਇਕਾਗਰਤਾ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਸਪੱਸ਼ਟ ਹਨ।ਨੀ ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਘਟਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ Co ਅਤੇ Mn ਦੀ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ ਸਤਹ ਵੱਲ ਵਧਦੀ ਹੈ।(C) ਡਿਫਰੈਂਸ਼ੀਅਲ ਸਕੈਨਿੰਗ ਕੈਲੋਰੀਮੈਟਰੀ (DSC) ਟਰੇਸ ਇਕਾਗਰਤਾ-ਗਰੇਡੀਐਂਟ ਸਮੱਗਰੀ Li(Ni0.64Co0.18Mn0.18)O2, ਨੀ-ਅਮੀਰ ਕੇਂਦਰੀ ਸਮੱਗਰੀ Li(Ni0.8Co0.1Mn0) ਦੇ ਨਾਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਤੋਂ ਗਰਮੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। 1)O2, ਅਤੇ Mn-ਅਮੀਰ ਬਾਹਰੀ ਪਰਤ [Li(Ni0.46Co0.23Mn0.31)O2]।ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ 4.3 V. (A), (B), ਅਤੇ (C) ਨੂੰ ਸਪ੍ਰਿੰਗਰ ਨੇਚਰ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।(ਡੀ) ਖੱਬਾ: ਟਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (TEM) AlPO4 ਨੈਨੋਪਾਰਟੀਕਲ-ਕੋਟੇਡ LiCoO2 ਦਾ ਚਮਕਦਾਰ-ਫੀਲਡ ਚਿੱਤਰ;ਊਰਜਾ ਫੈਲਾਉਣ ਵਾਲੀ ਐਕਸ-ਰੇ ਸਪੈਕਟਰੋਮੈਟਰੀ ਕੋਟਿੰਗ ਲੇਅਰ ਵਿੱਚ ਅਲ ਅਤੇ ਪੀ ਕੰਪੋਨੈਂਟਸ ਦੀ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦੀ ਹੈ।ਸੱਜਾ: ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ TEM ਚਿੱਤਰ ਨੈਨੋਸਕੇਲ ਕੋਟਿੰਗ ਲੇਅਰ ਵਿੱਚ AlPO4 ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ (~3 nm ਵਿਆਸ ਵਿੱਚ) ਦਿਖਾ ਰਿਹਾ ਹੈ;ਤੀਰ AlPO4 ਲੇਅਰ ਅਤੇ LiCoO2 ਵਿਚਕਾਰ ਇੰਟਰਫੇਸ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ।(ਈ) ਖੱਬਾ: 12-V ਓਵਰਚਾਰਜ ਟੈਸਟ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਇੱਕ ਬੇਅਰ LiCoO2 ਕੈਥੋਡ ਵਾਲੇ ਸੈੱਲ ਦੀ ਤਸਵੀਰ।ਸੈੱਲ ਸੜ ਗਿਆ ਅਤੇ ਉਸ ਵੋਲਟੇਜ 'ਤੇ ਫਟ ਗਿਆ।ਸੱਜੇ: 12-V ਓਵਰਚਾਰਜ ਟੈਸਟ ਤੋਂ ਬਾਅਦ AlPO4 ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ-ਕੋਟੇਡ LiCoO2 ਵਾਲੇ ਸੈੱਲ ਦੀ ਤਸਵੀਰ।(ਡੀ) ਅਤੇ (ਈ) ਨੂੰ ਜੌਨ ਵਿਲੀ ਐਂਡ ਸੰਨਜ਼ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਰਣਨੀਤੀ ਹੈ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਥਿਰ Li+ ਸੰਚਾਲਕ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਸੁਰੱਖਿਆ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਨਾਲ ਕੋਟ ਕਰਨਾ, ਜੋ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਨਾਲ ਕੈਥੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਰੋਕ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸਾਈਡ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਕੋਟਿੰਗ ਜਾਂ ਤਾਂ ਅਕਾਰਬਨਿਕ ਫਿਲਮਾਂ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ [ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ZnO, Al2O3, AlPO4, AlF3, ਆਦਿ], ਜੋ ਲਿਥਿਏਟ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਲੀ ਆਇਨਾਂ ਨੂੰ ਸੰਚਾਲਿਤ ਕਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 4, ਡੀ ਅਤੇ ਈ), ਜਾਂ ਜੈਵਿਕ ਫਿਲਮਾਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੌਲੀ(ਡਾਈਲੀਲਡੀਮਾਈਥਾਈਲੈਮੋਨੀਅਮ ਕਲੋਰਾਈਡ), γ-ਬਿਊਟੀਰੋਲੈਕਟੋਨ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੁਆਰਾ ਬਣਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਸੁਰੱਖਿਆ ਫਿਲਮਾਂ, ਅਤੇ ਮਲਟੀਕੰਪੋਨੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ (ਵਿਨਾਇਲੀਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ, 1,3-ਪ੍ਰੋਪਾਈਲੀਨ ਸਲਫਾਈਟ, ਅਤੇ ਡਾਈਮੇਥਾਈਲਾਸੀਟਾਮਾਈਡ)।
ਇੱਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਤਾਪਮਾਨ ਗੁਣਾਂਕ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪਰਤ ਪੇਸ਼ ਕਰਨਾ ਕੈਥੋਡ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਵੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਹੈ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਪੌਲੀ(3-ਡੀਸੀਲਥੀਓਫੇਨ)–ਕੋਟੇਡ LiCoO2 ਕੈਥੋਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਅਤੇ ਸਾਈਡ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜਦੋਂ ਤਾਪਮਾਨ >80°C ਤੱਕ ਵੱਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਸੰਚਾਲਕ ਪੌਲੀਮਰ ਪਰਤ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕ ਅਵਸਥਾ ਵਿੱਚ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਬਦਲ ਸਕਦੀ ਹੈ।ਹਾਈਪਰ-ਬ੍ਰਾਂਚਡ ਆਰਕੀਟੈਕਚਰ ਦੇ ਨਾਲ ਸੈਲਫ-ਟਰਮੀਨੇਟ ਕੀਤੇ ਓਲੀਗੋਮਰਸ ਦੀਆਂ ਕੋਟਿੰਗਾਂ ਕੈਥੋਡ ਸਾਈਡ ਤੋਂ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਨ ਲਈ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਵਾਬਦੇਹ ਬਲਾਕਿੰਗ ਲੇਅਰ ਵਜੋਂ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ।
ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਦਲਣਯੋਗ ਮੌਜੂਦਾ ਕੁਲੈਕਟਰ।ਸਟੇਜ 2 'ਤੇ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਣ ਦੌਰਾਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਨਾ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨਾਲ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਣ ਤੋਂ ਰੋਕ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਇੱਕ ਤੇਜ਼ ਅਤੇ ਉਲਟ ਥਰਮੋਰਸਪੋਨਸਿਵ ਪੌਲੀਮਰ ਸਵਿਚਿੰਗ (TRPS) ਨੂੰ ਮੌਜੂਦਾ ਕੁਲੈਕਟਰ ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸ਼ਾਮਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 5 ਏ) .TRPS ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਵਿੱਚ ਕੰਡਕਟਿਵ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਕੋਟੇਡ ਸਪਾਈਕੀ ਨੈਨੋਸਟ੍ਰਕਚਰਡ ਨਿੱਕਲ (GrNi) ਕਣ ਸੰਚਾਲਕ ਫਿਲਰ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵੱਡੇ ਥਰਮਲ ਵਿਸਤਾਰ ਗੁਣਾਂਕ (α ~ 10−4 K−1) ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ PE ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਜਿਵੇਂ-ਫੈਬਰੀਕੇਟਿਡ ਪੌਲੀਮਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਫਿਲਮਾਂ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਉੱਚ ਸੰਚਾਲਕਤਾ (σ) ਦਿਖਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਜਦੋਂ ਤਾਪਮਾਨ ਸਵਿਚਿੰਗ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਨੇੜੇ ਪਹੁੰਚਦਾ ਹੈ (Ts), ਪੌਲੀਮਰ ਵਾਲੀਅਮ ਵਿਸਤਾਰ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਸੰਚਾਲਕਤਾ 1 ਸਕਿੰਟ ਦੇ ਅੰਦਰ ਸੱਤ ਤੋਂ ਅੱਠ ਆਰਡਰ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਾਲ ਘਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਸੰਚਾਲਕ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗਾਂ ਨੂੰ ਤੋੜ ਦਿੰਦੀ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 5 ਬੀ).ਫਿਲਮ ਤੁਰੰਤ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਬਣ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬੈਟਰੀ ਕਾਰਵਾਈ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਦਿੰਦੀ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 5 ਸੀ).ਇਹ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਉਲਟ ਹੈ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨਾਲ ਸਮਝੌਤਾ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਕਈ ਓਵਰਹੀਟਿੰਗ ਘਟਨਾਵਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਵੀ ਕੰਮ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 5 ਪੜਾਅ 2 ਵਿੱਚ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਰਣਨੀਤੀਆਂ।
(ਏ) TRPS ਮੌਜੂਦਾ ਕੁਲੈਕਟਰ ਦੇ ਥਰਮਲ ਸਵਿਚਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ।ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਜਾਂ ਦੋ ਮੌਜੂਦਾ ਕੁਲੈਕਟਰ ਇੱਕ ਪਤਲੀ TRPS ਪਰਤ ਨਾਲ ਲੇਪ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ।ਇਹ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਜਾਂ ਵੱਡੇ ਕਰੰਟ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ, ਪੌਲੀਮਰ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ ਫੈਲਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੰਚਾਲਕ ਕਣਾਂ ਨੂੰ ਵੱਖ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਸਦੀ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਇਸਦੇ ਵਿਰੋਧ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਵਧਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬੈਟਰੀ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਬਿਨਾਂ ਕਿਸੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਠੰਢਾ ਹੋਣ 'ਤੇ, ਪੌਲੀਮਰ ਸੁੰਗੜ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਮੂਲ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗਾਂ ਨੂੰ ਮੁੜ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।(ਬੀ) ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਇੱਕ ਫੰਕਸ਼ਨ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ TRPS ਫਿਲਮਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕ ਬਦਲਾਅ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ GrNi ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ PE/GrNi ਅਤੇ GrNi ਦੀ 30% (v/v) ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ PP/GrNi ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ।(C) 25°C ਅਤੇ ਬੰਦ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸੁਰੱਖਿਅਤ LiCoO2 ਬੈਟਰੀ ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਸੰਖੇਪ।70°C 'ਤੇ ਨੇੜੇ-ਜ਼ੀਰੋ ਸਮਰੱਥਾ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬੰਦ ਹੋਣ ਦਾ ਸੰਕੇਤ ਦਿੰਦੀ ਹੈ।(ਏ), (ਬੀ), ਅਤੇ (ਸੀ) ਨੂੰ ਸਪ੍ਰਿੰਗਰ ਨੇਚਰ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।(ਡੀ) LIBs ਲਈ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੇਅਰ-ਅਧਾਰਿਤ ਬੰਦ ਸੰਕਲਪ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧਤਾ।ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਥਰਮੋਰਸਪੌਂਸਿਵ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੀਅਰਜ਼ ਨਾਲ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ, ਇੱਕ ਨਾਜ਼ੁਕ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬੈਟਰੀ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਉੱਪਰ, ਇੱਕ ਥਰਮਲ ਤਬਦੀਲੀ (ਪਿਘਲ) ਤੋਂ ਗੁਜ਼ਰਦੇ ਹਨ।ਪਿਘਲੇ ਹੋਏ ਕੈਪਸੂਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ ਨੂੰ ਕੋਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ionically ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਰੁਕਾਵਟ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਦੇ ਹਨ।(ਈ) 94% ਐਲੂਮਿਨਾ ਕਣਾਂ ਅਤੇ 6% ਸਟਾਈਰੀਨ-ਬਿਊਟਾਡੀਅਨ ਰਬੜ (ਐਸਬੀਆਰ) ਬਾਈਂਡਰ ਨਾਲ ਬਣੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਅਤੇ ਸਵੈ-ਖੜ੍ਹੀ ਅਕਾਰਗਨਿਕ ਮਿਸ਼ਰਤ ਝਿੱਲੀ ਇੱਕ ਘੋਲ ਕਾਸਟਿੰਗ ਵਿਧੀ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।ਸੱਜਾ: ਅਕਾਰਗਨਿਕ ਮਿਸ਼ਰਿਤ ਵਿਭਾਜਕ ਅਤੇ PE ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਫੋਟੋਆਂ।ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਨੂੰ 40 ਮਿੰਟ ਲਈ 130 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ।ਬਿੰਦੀ ਵਾਲੇ ਵਰਗ ਵਾਲੇ ਖੇਤਰ ਤੋਂ PE ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁੰਗੜ ਗਿਆ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮਿਸ਼ਰਿਤ ਵਿਭਾਜਕ ਨੇ ਸਪੱਸ਼ਟ ਸੰਕੁਚਨ ਨਹੀਂ ਦਿਖਾਇਆ.ਐਲਸੇਵੀਅਰ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ।(F) ਘੱਟ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਸੰਕੁਚਨ ਦੇ ਨਾਲ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਉੱਚ-ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਪੌਲੀਮਰਾਂ ਦੀ ਅਣੂ ਬਣਤਰ।ਸਿਖਰ: ਪੋਲੀਮਾਈਡ (PI)।ਮੱਧ: ਸੈਲੂਲੋਜ਼।ਹੇਠਾਂ: ਪੌਲੀ (ਬਿਊਟੀਲੀਨ) ਟੇਰੇਫਥਲੇਟ।(G) ਖੱਬਾ: PE ਅਤੇ PP ਵਿਭਾਜਕ ਨਾਲ PI ਦੇ DSC ਸਪੈਕਟਰਾ ਦੀ ਤੁਲਨਾ;PI ਵੱਖਰਾ 30° ਤੋਂ 275°C ਤੱਕ ਤਾਪਮਾਨ ਸੀਮਾ 'ਤੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।ਸੱਜਾ: ਇੱਕ ਵਪਾਰਕ ਵਿਭਾਜਕ ਅਤੇ ਪ੍ਰੋਪੀਲੀਨ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਨਾਲ ਜਿਵੇਂ-ਸਿੰਥੇਸਾਈਜ਼ਡ PI ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਗਿੱਲੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਡਿਜੀਟਲ ਕੈਮਰਾ ਫੋਟੋਆਂ।ਅਮਰੀਕਨ ਕੈਮੀਕਲ ਸੋਸਾਇਟੀ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਨਾਲ ਦੁਬਾਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ।
ਥਰਮਲ ਬੰਦ ਵਿਭਾਜਕ.ਸਟੇਜ 2 ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਤੋਂ ਰੋਕਣ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਰਣਨੀਤੀ ਵਿਭਾਜਕ ਦੁਆਰਾ ਲੀ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਸੰਚਾਲਨ ਮਾਰਗ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਨਾ ਹੈ।ਵਿਭਾਜਕ LIBs ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਲਈ ਮੁੱਖ ਭਾਗ ਹਨ, ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਆਇਓਨਿਕ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੇ ਹੋਏ ਉੱਚ-ਊਰਜਾ ਕੈਥੋਡ ਅਤੇ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਸਿੱਧੇ ਬਿਜਲੀ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਰੋਕਦੇ ਹਨ।PP ਅਤੇ PE ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ~165° ਅਤੇ ~135°C ਦੇ ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਬਿੰਦੂਆਂ ਦੇ ਨਾਲ, ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਕਮਜ਼ੋਰ ਹੈ।ਵਪਾਰਕ LIB ਲਈ, PP/PE/PP ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਢਾਂਚੇ ਵਾਲੇ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦਾ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਕੀਤਾ ਜਾ ਚੁੱਕਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ PE ਇੱਕ ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਾਲੀ ਮੱਧ ਪਰਤ ਹੈ।ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਇੱਕ ਨਾਜ਼ੁਕ ਤਾਪਮਾਨ (~ 130 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ) ਤੋਂ ਵੱਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪੋਰਸ PE ਪਰਤ ਅੰਸ਼ਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪਿਘਲ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਫਿਲਮ ਪੋਰਸ ਨੂੰ ਬੰਦ ਕਰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਆਇਨਾਂ ਦੇ ਮਾਈਗਰੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਰੋਕਦੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਪੀਪੀ ਪਰਤ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਸ਼ਾਰਟਿੰਗਵਿਕਲਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, LIB ਦੇ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਬੰਦ ਨੂੰ ਬੈਟਰੀ ਐਨੋਡਸ ਜਾਂ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਪਰਤ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਥਰਮੋਰਸਪੋਂਸਿਵ PE ਜਾਂ ਪੈਰਾਫਿਨ ਵੈਕਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੀਅਰਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਵੀ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।ਜਦੋਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਤਾਪਮਾਨ ਇੱਕ ਨਾਜ਼ੁਕ ਮੁੱਲ 'ਤੇ ਪਹੁੰਚ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਫੀਅਰ ਐਨੋਡ/ਵਿਭਾਜਕ ਨੂੰ ਇੱਕ ਗੈਰ-ਪਾਰਮੇਹਬਲ ਬੈਰੀਅਰ ਨਾਲ ਪਿਘਲਦੇ ਅਤੇ ਕੋਟ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਲੀ-ਆਇਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਨੂੰ ਰੋਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਨੂੰ ਸਥਾਈ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬੰਦ ਕਰ ਦਿੰਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 5D).
ਉੱਚ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਵਿਭਾਜਕ.ਬੈਟਰੀ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲਿਆਂ ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਪਿਛਲੇ ਕਈ ਸਾਲਾਂ ਦੌਰਾਨ ਦੋ ਤਰੀਕੇ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ:
(1) ਵਸਰਾਵਿਕ-ਵਧੇ ਹੋਏ ਵਿਭਾਜਕ, ਮੌਜੂਦਾ ਪੌਲੀਓਲਫਿਨ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲੀਆਂ ਸਤਹਾਂ 'ਤੇ ਜਾਂ ਤਾਂ ਸਿੱਧੀ ਕੋਟਿੰਗ ਜਾਂ ਸਿਰੇਮਿਕ ਪਰਤਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ SiO2 ਅਤੇ Al2O3 ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਵਾਧੇ ਦੁਆਰਾ ਜਾਂ ਪੌਲੀਮੇਰਿਕ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵਸਰਾਵਿਕ ਪਾਊਡਰਾਂ ਨੂੰ ਏਮਬੇਡ ਕਰਕੇ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 5E), ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਬਿੰਦੂ ਅਤੇ ਉੱਚ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਾਕਤ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਉੱਚ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਵੀ ਰੱਖਦੇ ਹਨ।ਇਸ ਰਣਨੀਤੀ ਦੁਆਰਾ ਘੜੇ ਗਏ ਕੁਝ ਸੰਯੁਕਤ ਵਿਭਾਜਨਾਂ ਦਾ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ Separion (ਇੱਕ ਵਪਾਰਕ ਨਾਮ)।
(2) ਪੌਲੀਓਲੀਫਿਨ ਤੋਂ ਉੱਚ-ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਪੌਲੀਮਰਾਂ ਨੂੰ ਗਰਮ ਕਰਨ 'ਤੇ ਘੱਟ ਸੁੰਗੜਨ ਨਾਲ ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਬਦਲਣਾ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੌਲੀਮਾਈਡ, ਸੈਲੂਲੋਜ਼, ਪੌਲੀ(ਬਿਊਟੀਲੀਨ) ਟੈਰੇਫਥਲੇਟ, ਅਤੇ ਹੋਰ ਸਮਾਨ ਪੌਲੀ(ਏਸਟਰ), ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਰਣਨੀਤੀ ਹੈ। ਵੱਖ ਕਰਨ ਵਾਲਿਆਂ ਦਾ (ਚਿੱਤਰ 5F).ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਪੌਲੀਮਾਈਡ ਇੱਕ ਥਰਮੋਸੈਟਿੰਗ ਪੌਲੀਮਰ ਹੈ ਜਿਸ ਨੂੰ ਇਸਦੀ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ (400 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸਥਿਰ), ਵਧੀਆ ਰਸਾਇਣਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਉੱਚ ਤਣਾਅ ਵਾਲੀ ਤਾਕਤ, ਚੰਗੀ ਇਲੈਕਟੋਲਾਈਟ ਗਿੱਲੀ ਹੋਣ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ, ਅਤੇ ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਸੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਿਕਲਪ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਚਿੱਤਰ 5 ਜੀ) .
ਕੂਲਿੰਗ ਫੰਕਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ ਬੈਟਰੀ ਪੈਕੇਜ।ਹਵਾ ਜਾਂ ਤਰਲ ਕੂਲਿੰਗ ਦੇ ਸਰਕੂਲੇਸ਼ਨ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰਥਿਤ ਡਿਵਾਈਸ-ਸਕੇਲ ਥਰਮਲ ਮੈਨੇਜਮੈਂਟ ਸਿਸਟਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਬੈਟਰੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਹੌਲੀ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਪੜਾਅ-ਤਬਦੀਲੀ ਸਮੱਗਰੀ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੈਰਾਫ਼ਿਨ ਮੋਮ ਨੂੰ ਬੈਟਰੀ ਪੈਕ ਵਿੱਚ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਹੀਟ ਸਿੰਕ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ, ਇਸਲਈ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਦੁਰਵਰਤੋਂ ਤੋਂ ਬਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਪੜਾਅ 3 (ਬਲਨ ਅਤੇ ਵਿਸਫੋਟ) ਵਿੱਚ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ
ਗਰਮੀ, ਆਕਸੀਜਨ ਅਤੇ ਬਾਲਣ, ਜਿਸਨੂੰ "ਫਾਇਰ ਟ੍ਰਾਈਐਂਗਲ" ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਅੱਗਾਂ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਤੱਤ ਹਨ।ਪੜਾਅ 1 ਅਤੇ 2 ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਉਤਪੰਨ ਗਰਮੀ ਅਤੇ ਆਕਸੀਜਨ ਦੇ ਇਕੱਠਾ ਹੋਣ ਨਾਲ, ਬਾਲਣ (ਭਾਵ, ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ) ਆਪਣੇ ਆਪ ਬਲਣਾ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰ ਦੇਵੇਗਾ।ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸੌਲਵੈਂਟਸ ਦੀ ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣਾ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਅਤੇ LIBs ਦੇ ਹੋਰ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਜ਼ਰੂਰੀ ਹੈ।
ਫਲੇਮ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵ.ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਨ ਲਈ ਲਾਟ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਲਈ ਬਹੁਤ ਖੋਜ ਯਤਨਾਂ ਨੂੰ ਸਮਰਪਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਲਾਟ-ਰੀਟਾਰਡੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਜੈਵਿਕ ਫਾਸਫੋਰਸ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਜਾਂ ਜੈਵਿਕ ਹੈਲੋਜਨੇਟਡ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਹਨ।ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਹੈਲੋਜਨ ਵਾਤਾਵਰਣ ਅਤੇ ਮਨੁੱਖੀ ਸਿਹਤ ਲਈ ਖਤਰਨਾਕ ਹਨ, ਜੈਵਿਕ ਫਾਸਫੋਰਸ ਮਿਸ਼ਰਣ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਉੱਚੀ ਲਾਟ-ਰੋਧਕ ਸਮਰੱਥਾ ਅਤੇ ਵਾਤਾਵਰਣ ਮਿੱਤਰਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਲਾਟ-ਰੈਟਾਰਡੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਹੋਨਹਾਰ ਉਮੀਦਵਾਰ ਹਨ।ਆਮ ਜੈਵਿਕ ਫਾਸਫੋਰਸ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਈਮੇਥਾਈਲ ਫਾਸਫੇਟ, ਟ੍ਰਾਈਫੇਨਾਇਲ ਫਾਸਫੇਟ, ਬੀਆਈਐਸ (2-ਮੈਥੋਕਸੀਐਥੋਕਸੀ) ਮਿਥਾਈਲਾਲੀਲਫੋਸਫੋਨੇਟ, ਟ੍ਰਿਸ (2,2,2-ਟ੍ਰਾਈਫਲੋਰੋਇਥਾਈਲ) ਫਾਸਫਾਈਟ, (ਐਥੋਕਸੀ) ਪੈਂਟਾਫਲੋਰੋਸਾਈਕਲੋਟ੍ਰਾਈਫੋਲੀਨੈਥਫੋਏਲੀਫੋਸੀਨ, ਆਦਿ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ।ਚਿੱਤਰ 6 ਏ).ਇਹਨਾਂ ਫਾਸਫੋਰਸ-ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੇ ਫਲੇਮ ਰਿਟਰਡੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦੀ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਰਸਾਇਣਕ ਰੈਡੀਕਲ-ਸਕੇਵਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।ਬਲਨ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਫਾਸਫੋਰਸ-ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਅਣੂ ਫਾਸਫੋਰਸ-ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਫ੍ਰੀ-ਰੈਡੀਕਲ ਸਪੀਸੀਜ਼ ਵਿੱਚ ਕੰਪੋਜ਼ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਫਿਰ ਚੇਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਦੌਰਾਨ ਪੈਦਾ ਹੋਏ ਰੈਡੀਕਲਸ (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, H ਅਤੇ OH ਰੈਡੀਕਲ) ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਜੋ ਲਗਾਤਾਰ ਬਲਨ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 6, ਬੀ ਅਤੇ ਸੀ)।ਬਦਕਿਸਮਤੀ ਨਾਲ, ਇਹਨਾਂ ਫਾਸਫੋਰਸ-ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟਸ ਦੇ ਜੋੜ ਨਾਲ ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੀ ਕੀਮਤ 'ਤੇ ਆਉਂਦੀ ਹੈ।ਇਸ ਟਰੇਡ-ਆਫ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਦੂਜੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਆਪਣੇ ਅਣੂ ਦੀ ਬਣਤਰ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਸੋਧਾਂ ਕੀਤੀਆਂ ਹਨ: (i) ਅਲਕਾਈਲ ਫਾਸਫੇਟਸ ਦਾ ਅੰਸ਼ਕ ਫਲੋਰੀਨੇਸ਼ਨ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਕਟੌਤੀ ਵਾਲੀ ਸਥਿਰਤਾ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਸੀ ਪ੍ਰਭਾਵ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦਾ ਹੈ;(ii) ਸੁਰੱਖਿਆਤਮਕ ਫਿਲਮ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਅੱਗ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਵਾਲੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ bis(2-methoxyethoxy) methylallylphosphonate, ਜਿੱਥੇ ਐਲੀਲਿਕ ਸਮੂਹ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਸਤਹਾਂ 'ਤੇ ਪੌਲੀਮਰਾਈਜ਼ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਥਿਰ SEI ਫਿਲਮ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਖਤਰਨਾਕ ਪਾਸੇ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਰੋਕਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪ੍ਰਤੀਕਰਮ;(iii) P(V) ਫਾਸਫੇਟ ਦਾ P(III) ਫਾਸਫਾਈਟਸ ਵਿੱਚ ਬਦਲਣਾ, ਜੋ ਕਿ SEI ਬਣਾਉਣ ਦੀ ਸੁਵਿਧਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਖਤਰਨਾਕ PF5 [ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਟ੍ਰਿਸ(2,2,2-ਟ੍ਰਾਈਫਲੂਰੋਇਥਾਈਲ) ਫਾਸਫਾਈਟ] ਨੂੰ ਅਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਕਰਨ ਦੇ ਸਮਰੱਥ ਹਨ;ਅਤੇ (iv) ਆਰਗੇਨੋਫੋਸਫੋਰਸ ਐਡਿਟਿਵ ਨੂੰ ਸਾਈਕਲਿਕ ਫਾਸਫੇਜ਼ੀਨ ਨਾਲ ਬਦਲਣਾ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਫਲੋਰੀਨੇਟਿਡ ਸਾਈਕਲੋਫੋਸਫੇਜ਼ੀਨ, ਜਿਸ ਨੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਇਆ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 6 ਪੜਾਅ 3 ਵਿੱਚ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਰਣਨੀਤੀਆਂ।
(ਏ) ਫਲੇਮ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਦੀਆਂ ਖਾਸ ਅਣੂ ਬਣਤਰਾਂ।(ਬੀ) ਇਹਨਾਂ ਫਾਸਫੋਰਸ-ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਦੇ ਫਲੇਮ ਰਿਟਰਡੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਲਈ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਰਸਾਇਣਕ ਰੈਡੀਕਲ-ਸਕੇਵਿੰਗ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਗੈਸ ਪੜਾਅ ਵਿੱਚ ਬਲਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਲਈ ਜ਼ਿੰਮੇਵਾਰ ਰੈਡੀਕਲ ਚੇਨ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਖਤਮ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ।TPP, triphenyl ਫਾਸਫੇਟ.(C) ਆਮ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦਾ ਸਵੈ-ਬੁਝਾਉਣ ਦਾ ਸਮਾਂ (SET) ਟ੍ਰਾਈਫਿਨਾਇਲ ਫਾਸਫੇਟ ਦੇ ਜੋੜ ਨਾਲ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘਟਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।(D) LIBs ਲਈ ਥਰਮਲ-ਟਰਿੱਗਰਡ ਫਲੇਮ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲੇ "ਸਮਾਰਟ" ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਪਨ ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ।ਫ੍ਰੀ-ਸਟੈਂਡਿੰਗ ਵਿਭਾਜਕ ਇੱਕ ਕੋਰ-ਸ਼ੈੱਲ ਬਣਤਰ ਵਾਲੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਫਾਈਬਰਾਂ ਨਾਲ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਕੋਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਪੋਲੀਮਰ ਸ਼ੈੱਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।ਥਰਮਲ ਟਰਿਗਰਿੰਗ 'ਤੇ, ਪੌਲੀਮਰ ਸ਼ੈੱਲ ਪਿਘਲ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਫਿਰ ਇਨਕੈਪਸਲੇਟਿਡ ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਛੱਡ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਇਗਨੀਸ਼ਨ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਜਲਣ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਬਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।(E) ਐਚਿੰਗ ਤੋਂ ਬਾਅਦ TPP@PVDF-HFP ਮਾਈਕ੍ਰੋਫਾਈਬਰਸ ਦੀ SEM ਚਿੱਤਰ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਕੋਰ-ਸ਼ੈਲ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।ਸਕੇਲ ਪੱਟੀ, 5 μm।(F) LIBs ਲਈ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਵਜੋਂ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਦੇ ਆਇਓਨਿਕ ਤਰਲ ਦੀ ਖਾਸ ਅਣੂ ਬਣਤਰ।(G) PFPE ਦੀ ਅਣੂ ਬਣਤਰ, ਇੱਕ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਪਰਫਲੂਰੀਨੇਟਿਡ PEO ਐਨਾਲਾਗ।ਦੋ ਮਿਥਾਇਲ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਸਮੂਹਾਂ ਨੂੰ ਮੌਜੂਦਾ ਬੈਟਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਪੌਲੀਮਰ ਚੇਨਾਂ ਦੇ ਟਰਮੀਨਲਾਂ 'ਤੇ ਸੋਧਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸੂਚੀਬੱਧ ਐਡਿਟਿਵਜ਼ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਘਟੀ ਹੋਈ ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਸੈੱਲ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਹਮੇਸ਼ਾ ਇੱਕ ਵਪਾਰ-ਬੰਦ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਉਪਰੋਕਤ ਅਣੂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੁਆਰਾ ਇਹ ਸਮਝੌਤਾ ਸੁਧਾਰਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।ਇਸ ਸਮੱਸਿਆ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਰਣਨੀਤੀ ਵਿੱਚ ਮਾਈਕ੍ਰੋਫਾਈਬਰਾਂ ਦੇ ਸੁਰੱਖਿਆਤਮਕ ਪੋਲੀਮਰ ਸ਼ੈੱਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਨਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਗੈਰ-ਬੁਣੇ ਵਿਭਾਜਕ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਅੱਗੇ ਸਟੈਕ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।ਚਿੱਤਰ 6D) .LIBs ਲਈ ਥਰਮਲ-ਟਰਿੱਗਰਡ ਫਲੇਮ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਨਾਵਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਸਪਨ ਨਾਨਵੋਵੇਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਫਾਈਬਰ ਵਿਭਾਜਕ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ।ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਾਲੇ ਪੌਲੀਮਰ ਸ਼ੈੱਲ ਦੇ ਅੰਦਰ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਦਾ ਐਨਕੈਪਸੂਲੇਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਨਾਲ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਦੇ ਸਿੱਧੇ ਐਕਸਪੋਜਰ ਨੂੰ ਰੋਕਦਾ ਹੈ, ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ 'ਤੇ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟਸ ਦੇ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਨੂੰ ਰੋਕਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 6E).ਹਾਲਾਂਕਿ, ਜੇਕਰ LIB ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇਅ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਪੌਲੀ(ਵਿਨਾਈਲੀਡੇਨੇਫਲੋਰਾਈਡ-ਹੈਕਸਾਫਲੋਰੋ ਪ੍ਰੋਪੀਲੀਨ) ਕੋਪੋਲੀਮਰ (PVDF-HFP) ਸ਼ੈੱਲ ਤਾਪਮਾਨ ਵਧਣ ਨਾਲ ਪਿਘਲ ਜਾਵੇਗਾ।ਫਿਰ ਇਨਕੈਪਸਲੇਟਿਡ ਟ੍ਰਾਈਫਿਨਾਇਲ ਫਾਸਫੇਟ ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਛੱਡਿਆ ਜਾਵੇਗਾ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਬਲਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਦਬਾਇਆ ਜਾਵੇਗਾ।
ਇਸ ਦੁਬਿਧਾ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ "ਲੂਣ-ਕੇਂਦਰਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ" ਸੰਕਲਪ ਵੀ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।ਰੀਚਾਰਜਯੋਗ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਇਹ ਅੱਗ ਬੁਝਾਉਣ ਵਾਲੇ ਜੈਵਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਵਿੱਚ ਲੂਣ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ LiN(SO2F)2 ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਮੇਥਾਈਲ ਫਾਸਫੇਟ (TMP) ਦੀ ਇੱਕ ਪ੍ਰਸਿੱਧ ਲਾਟ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਇੱਕਲੇ ਘੋਲਨ ਵਾਲੇ ਵਜੋਂ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਸਥਿਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਲਈ ਐਨੋਡ 'ਤੇ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ਲੂਣ-ਪ੍ਰਾਪਤ ਅਕਾਰਗਨਿਕ SEI ਦਾ ਸਵੈ-ਚਾਲਤ ਗਠਨ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।ਇਸ ਨਵੀਂ ਰਣਨੀਤੀ ਨੂੰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੋਰ ਲਾਟ ਰੋਕੂਆਂ ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਸੁਰੱਖਿਅਤ LIBs ਲਈ ਨਵੇਂ ਫਲੇਮ-ਰਿਟਾਰਡੈਂਟ ਘੋਲਨ ਵਿਕਸਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਰਾਹ ਖੋਲ੍ਹ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ.ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਿਆਂ ਦਾ ਅੰਤਮ ਹੱਲ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਨੂੰ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨਾ ਹੋਵੇਗਾ।ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦਾ ਇੱਕ ਸਮੂਹ ਜਿਸਦਾ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਆਇਓਨਿਕ ਤਰਲ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਆਇਓਨਿਕ ਤਰਲ, ਜੋ ਕਿ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ (200 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ ਤੋਂ ਘੱਟ ਭਾਫ਼ ਦਾ ਦਬਾਅ ਨਹੀਂ) ਅਤੇ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇੱਕ ਵਿਆਪਕ ਤਾਪਮਾਨ ਵਿੰਡੋ (ਚਿੱਤਰ 6F) .ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਉੱਚ ਲੇਸ, ਘੱਟ ਲੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰੈਂਸ ਨੰਬਰ, ਕੈਥੋਡਿਕ ਜਾਂ ਘਟਾਉਣ ਵਾਲੀ ਅਸਥਿਰਤਾ, ਅਤੇ ਆਇਓਨਿਕ ਤਰਲ ਦੀ ਉੱਚ ਕੀਮਤ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੋਣ ਵਾਲੀ ਘੱਟ ਦਰ ਸਮਰੱਥਾ ਦੇ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਲਗਾਤਾਰ ਖੋਜ ਦੀ ਅਜੇ ਵੀ ਲੋੜ ਹੈ।
ਘੱਟ ਅਣੂ ਭਾਰ ਵਾਲੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਫਲੋਰੋਇਥਰ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਇੱਕ ਹੋਰ ਸ਼੍ਰੇਣੀ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਉੱਚ ਜਾਂ ਕੋਈ ਫਲੈਸ਼ ਪੁਆਇੰਟ, ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ, ਘੱਟ ਸਤਹ ਤਣਾਅ, ਘੱਟ ਲੇਸ, ਘੱਟ ਜੰਮਣ ਵਾਲੇ ਤਾਪਮਾਨ, ਆਦਿ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹਨ।ਬੈਟਰੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਲਈ ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਰਸਾਇਣਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸਹੀ ਅਣੂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਬਣਾਇਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।ਇੱਕ ਦਿਲਚਸਪ ਉਦਾਹਰਨ ਜੋ ਕਿ ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ ਉਹ ਹੈ ਪਰਫਲੂਰੋਪੋਲੀਏਥਰ (ਪੀ.ਐਫ.ਪੀ.ਈ.), ਇੱਕ ਪਰਫਲੂਓਰੀਨੇਟਿਡ ਪੋਲੀਥੀਲੀਨ ਆਕਸਾਈਡ (ਪੀ.ਈ.ਓ.) ਐਨਾਲਾਗ ਜੋ ਇਸਦੀ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਲਈ ਮਸ਼ਹੂਰ ਹੈ।ਚਿੱਤਰ 6 ਜੀ) .ਮੌਜੂਦਾ ਬੈਟਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਅਣੂਆਂ ਦੀ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਦੋ ਮਿਥਾਇਲ ਕਾਰਬੋਨੇਟ ਸਮੂਹਾਂ ਨੂੰ PFPE ਚੇਨਾਂ (PFPE-DMC) ਦੇ ਟਰਮੀਨਲ ਸਮੂਹਾਂ 'ਤੇ ਸੋਧਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, PFPEs ਦੀ ਗੈਰ-ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿਲੱਖਣ ਅਣੂ ਬਣਤਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਸੰਖਿਆ ਨੂੰ ਵਧਾਉਂਦੇ ਹੋਏ LIBs ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸੁਧਾਰ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ।
ਪੜਾਅ 3 ਥਰਮਲ ਰਨਅਵੇ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਲਈ ਅੰਤਮ ਪਰ ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਪੜਾਅ ਹੈ।ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਹਾਲਾਂਕਿ ਅਤਿ-ਆਧੁਨਿਕ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੀ ਜਲਣਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਮਹਾਨ ਯਤਨਾਂ ਨੂੰ ਸਮਰਪਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਜੋ ਕਿ ਗੈਰ-ਅਸਥਿਰ ਹਨ, ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਵਾਅਦਾ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ।ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੋ ਸ਼੍ਰੇਣੀਆਂ ਵਿੱਚ ਆਉਂਦੇ ਹਨ: ਅਕਾਰਬਨਿਕ ਸਿਰੇਮਿਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ [ਸਲਫਾਈਡਜ਼, ਆਕਸਾਈਡਜ਼, ਨਾਈਟਰਾਈਡਜ਼, ਫਾਸਫੇਟਸ, ਆਦਿ] ਅਤੇ ਠੋਸ ਪੋਲੀਮਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ [ਲੀ ਲੂਣ ਦੇ ਪੌਲੀਮਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਮਿਸ਼ਰਣ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪੌਲੀ(ਐਥੀਲੀਨ ਆਕਸਾਈਡ), ਪੋਲੀਐਕਰੀਲੋਨੀਟ੍ਰਾਇਲ, ਆਦਿ।]।ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਨੂੰ ਸੁਧਾਰਨ ਦੇ ਯਤਨਾਂ ਦਾ ਇੱਥੇ ਵਿਸਤਾਰ ਨਹੀਂ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇਗਾ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਸ ਵਿਸ਼ੇ ਨੂੰ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਕਈ ਤਾਜ਼ਾ ਸਮੀਖਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸੰਖੇਪ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
ਨਜ਼ਰੀਆ
ਅਤੀਤ ਵਿੱਚ, ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਲਈ ਬਹੁਤ ਸਾਰੀਆਂ ਨਵੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ, ਹਾਲਾਂਕਿ ਸਮੱਸਿਆ ਅਜੇ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹੱਲ ਨਹੀਂ ਹੋਈ ਹੈ।ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਹਰੇਕ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬੈਟਰੀ ਕੈਮਿਸਟਰੀ ਲਈ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਿਆਂ ਦੇ ਅੰਤਰੀਵ ਢੰਗ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਸਮੱਗਰੀ ਤਿਆਰ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ।ਸਾਡਾ ਮੰਨਣਾ ਹੈ ਕਿ ਵਧੇਰੇ ਕੁਸ਼ਲ ਢੰਗਾਂ ਅਤੇ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਬਾਕੀ ਹੈ।ਇੱਥੇ, ਅਸੀਂ ਭਵਿੱਖ ਦੀ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਖੋਜ ਲਈ ਕਈ ਸੰਭਾਵਿਤ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਦੀ ਸੂਚੀ ਦਿੰਦੇ ਹਾਂ।
ਪਹਿਲਾਂ, LIBs ਦੀਆਂ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸਿਹਤ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਉਣ ਅਤੇ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਨ ਲਈ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਜਾਂ ਓਪਰੇਂਡੋ ਤਰੀਕਿਆਂ ਵਿੱਚ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਥਰਮਲ ਭੱਜਣ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ LIBs ਦੇ ਅੰਦਰ ਅੰਦਰੂਨੀ ਤਾਪਮਾਨ ਜਾਂ ਦਬਾਅ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨਾਲ ਨੇੜਿਓਂ ਸਬੰਧਤ ਹੈ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਅੰਦਰ ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਵੰਡ ਕਾਫ਼ੀ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਾਂ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੇ ਮੁੱਲਾਂ ਦੀ ਸਹੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਨ ਲਈ ਵਿਧੀਆਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਵੱਖ-ਵੱਖ ਹਿੱਸਿਆਂ ਲਈ ਇਹਨਾਂ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋਣਾ ਨਿਦਾਨ ਕਰਨ ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਖਤਰਿਆਂ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।
ਵਿਭਾਜਕਾਂ ਦੀ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।ਉੱਚ ਪਿਘਲਣ ਵਾਲੇ ਬਿੰਦੂਆਂ ਵਾਲੇ ਨਵੇਂ ਵਿਕਸਤ ਪੋਲੀਮਰ ਵਿਭਾਜਕ ਦੀ ਥਰਮਲ ਇਕਸਾਰਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਜੇ ਵੀ ਘਟੀਆ ਹਨ, ਬੈਟਰੀ ਅਸੈਂਬਲੀ ਦੌਰਾਨ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਘਟਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕੀਮਤ ਵੀ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਕਾਰਕ ਹੈ ਜਿਸਨੂੰ ਵਿਹਾਰਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਵਿਚਾਰਿਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦਾ ਵਿਕਾਸ LIBs ਦੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦਿਆਂ ਦਾ ਅੰਤਮ ਹੱਲ ਜਾਪਦਾ ਹੈ।ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਅੱਗ ਅਤੇ ਵਿਸਫੋਟ ਦੇ ਜੋਖਮ ਦੇ ਨਾਲ, ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਅੰਦਰੂਨੀ ਸ਼ਾਰਟਿੰਗ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਘਟਾ ਦੇਵੇਗਾ।ਹਾਲਾਂਕਿ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਉੱਨਤੀ ਲਈ ਮਹਾਨ ਯਤਨਾਂ ਨੂੰ ਸਮਰਪਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਪਿੱਛੇ ਰਹਿੰਦੀ ਹੈ।ਅਕਾਰਬਨਿਕ ਅਤੇ ਪੌਲੀਮਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਮਰੱਥਾ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਨਾਜ਼ੁਕ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਤਿਆਰੀ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।ਅਸੀਂ ਇਸ ਗੱਲ 'ਤੇ ਜ਼ੋਰ ਦਿੰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਕੁਸ਼ਲ ਲੀ-ਆਇਨ ਟਰਾਂਸਪੋਰਟ ਲਈ ਅਕਾਰਗਨਿਕ-ਪੌਲੀਮਰ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦਾ ਸਹੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਅਲਾਈਨਮੈਂਟ ਦੀ ਇੰਜੀਨੀਅਰਿੰਗ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੈ।
ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸਿਰਫ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਹਿੱਸਾ ਨਹੀਂ ਹੈ ਜੋ ਬਲਨਸ਼ੀਲ ਹੈ।ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜਦੋਂ LIBs ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਚਾਰਜ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਲਨਸ਼ੀਲ ਲਿਥਿਏਟਿਡ ਐਨੋਡ ਸਮੱਗਰੀ (ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਲਿਥਿਏਟਿਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ) ਵੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਚਿੰਤਾ ਹੈ।ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟਸ ਜੋ ਠੋਸ-ਰਾਜ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਅੱਗ ਨੂੰ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨਾਲ ਰੋਕ ਸਕਦੇ ਹਨ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੰਗ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।ਫਲੇਮ ਰਿਟਾਰਡੈਂਟਸ ਨੂੰ ਪੌਲੀਮਰ ਬਾਈਂਡਰ ਜਾਂ ਕੰਡਕਟਿਵ ਫਰੇਮਵਰਕ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਨਾਲ ਮਿਲਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਇੱਕ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਅਤੇ ਵਧੀਆ ਸਮੱਸਿਆ ਹੈ।ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦਾ ਭਵਿੱਖ ਵਧੇਰੇ ਉੱਨਤ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਵਿਧੀਆਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਡੂੰਘੀ ਸਮਝ ਲਈ ਬੁਨਿਆਦੀ ਮਕੈਨਿਸਟਿਕ ਅਧਿਐਨਾਂ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਯਤਨਾਂ ਦੀ ਮੰਗ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਸਮੱਗਰੀ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਕਰਨ ਲਈ ਹੋਰ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ।ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਸਮੀਖਿਆ ਸਮੱਗਰੀ-ਪੱਧਰ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਹੈ, ਇਹ ਨੋਟ ਕੀਤਾ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ ਕਿ LIBs ਦੇ ਸੁਰੱਖਿਆ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਸੰਪੂਰਨ ਪਹੁੰਚ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਸਮੱਗਰੀ, ਸੈੱਲ ਕੰਪੋਨੈਂਟ ਅਤੇ ਫਾਰਮੈਟ, ਅਤੇ ਬੈਟਰੀ ਮੋਡੀਊਲ ਅਤੇ ਪੈਕ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਭਰੋਸੇਮੰਦ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਬਰਾਬਰ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਉਹ ਬਜ਼ਾਰ ਲਈ ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।
ਹਵਾਲੇ ਅਤੇ ਨੋਟਸ
Kai Liu, Yayuan Liu, DingchangLin, Allen Pei, Yi Cui, Lithium-ion ਬੈਟਰੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਲਈ ਸਮੱਗਰੀ, ScienceAdvances, DOI:10.1126/sciadv.aas9820
ਪੋਸਟ ਟਾਈਮ: ਜੂਨ-05-2021
