Lithium Metal Solid-state ဘက်ထရီများ၏ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုတွင် လက်အိတ်သေတ္တာ၏ အခန်းကဏ္ဍ

ခေတ်မီနည်းပညာများ လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ၊ ထိရောက်ပြီး သန့်ရှင်းသော စွမ်းအင်သိုလှောင်မှုကိရိယာအဖြစ် လစ်သီယမ်သတ္တုစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီများကို နယ်ပယ်များစွာတွင် သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများမှ စွမ်းအင်သုံးကားအသစ်များအထိ၊ အကြီးစားစွမ်းအင်သိုလှောင်မှုစနစ်များပင် ဖြစ်သည်။ လစ်သီယမ်ဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်သည် ပတ်ဝန်းကျင်ရှိ အစိုဓာတ်နှင့် အောက်ဆီဂျင်ကို အလွန်အမင်းထိခိုက်လွယ်သည့် ၎င်းတို့၏အတွင်းပိုင်းပစ္စည်းများနှင့် အစိတ်အပိုင်းများ၏ အရည်အသွေးနှင့် တည်ငြိမ်မှုအပေါ်တွင် လွန်စွာမူတည်ပါသည်။ လက်အိတ်သေတ္တာများသည် ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်ကင်းစင်သော ပတ်ဝန်းကျင်ကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်ပေးနိုင်သည့် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။

• လီသီယမ်ဘက်ထရီပစ္စည်းများသည် ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်သို့ အာရုံခံနိုင်စွမ်းရှိသည်။

အနှုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအတွက် ဂရပ်ဖိုက်နှင့် လစ်သီယမ်ကိုဘော့ဆိုဒ်၊ လီသီယမ်သံဖော့စဖိတ်၊ ternary ပစ္စည်းများ (နီကယ်ကိုဘော့မန်းဂနိစ်အောက်ဆိုဒ် စသည်ဖြင့်) အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းအပြင် အီလက်ထရတ်အတွက် ဂရပ်ဖိုက်ပစ္စည်းများ၊ ရေ သို့မဟုတ် အောက်ဆီဂျင်နှင့် ထိတွေ့သောအခါတွင် ဆိုးရွားသောတုံ့ပြန်မှုများ ဆက်တိုက်ကြုံတွေ့ရလိမ့်မည်။ အစိုဓာတ်သည် လစ်သီယမ်သတ္တု သို့မဟုတ် လီသီယမ်ဆားနှင့် ဓာတ်ပြုနိုင်ပြီး တက်ကြွသော လီသီယမ်အရင်းအမြစ်ကို စားသုံးရုံသာမက အီလက်ထရော့ဒြပ်ပစ္စည်းများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေသည့် လစ်သီယမ်ဟိုက်ဒရောဆိုဒ်ကဲ့သို့သော အရာများကို ထုတ်လုပ်နိုင်သည်။ အောက်ဆီဂျင်သည် အပြုသဘောဆောင်သောလျှပ်ကူးပစ္စည်းပစ္စည်းများ၏ ရာဇမတ်ကွက်ဖွဲ့စည်းပုံအား ပြောင်းလဲခြင်း၊ ၎င်းတို့၏လျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းနှင့် လစ်သီယမ်အိုင်းယွန်းပျံ့နှံ့နိုင်မှုတို့ကို လျှော့ချခြင်းကဲ့သို့သော ၎င်းတို့၏ဓာတုဖွဲ့စည်းပုံနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို ပြောင်းလဲခြင်း၊ ထို့အပြင်၊ ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ဘေးထွက် တုံ့ပြန်မှုများသည် ဓာတ်ငွေ့များ ထုတ်လွှတ်နိုင်ပြီး ဘက်ထရီ၏ အတွင်းပိုင်း ဖိအားများ တိုးလာကာ ဘေးကင်းရေး အန္တရာယ် ဖြစ်စေကာ စွမ်းဆောင်ရည်၊ လည်ပတ်မှု သက်တမ်းနှင့် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ၏ အားသွင်းမှု စွမ်းဆောင်ရည် ကဲ့သို့သော အဓိက စွမ်းဆောင်ရည် ညွှန်ကိန်းများကို ပြင်းထန်စွာ ထိခိုက်စေပါသည်။

• လျှပ်ကူးပစ္စည်းပြင်ဆင်မှုတွင် လက်အိတ်ပုံးကို အသုံးပြုခြင်း။

1. ကုန်ကြမ်း စီမံဆောင်ရွက်ပေးခြင်း။

လျှပ်ကူးပစ္စည်းပြင်ဆင်မှု၏ ကနဦးအဆင့်တွင်၊ သတ္တုအောက်ဆိုဒ်အမှုန့်များ၊ လီသီယမ်ဆားစသည်တို့ကဲ့သို့သော ကုန်ကြမ်းအမျိုးမျိုးကို တိကျစွာချိန်တွယ်ပြီး လက်အိတ်သေတ္တာထဲတွင် ကြိုတင်ကုသရန် လိုအပ်ပါသည်။ ဤကုန်ကြမ်းများ၏ ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်သို့ အာရုံခံနိုင်မှုတို့ကြောင့်၊ လက်အိတ်ပုံး၏ အစိုဓာတ်နှင့် အောက်ဆီဂျင် ကင်းစင်သော ပတ်ဝန်းကျင် (များသောအားဖြင့် 1ppm အောက်နှင့် အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်မှု 1ppm ထက်နည်းသော) သည် ကုန်ကြမ်းများကို အစိုဓာတ်စုပ်ယူခြင်း သို့မဟုတ် အောက်ဆီဂျင်ဖြစ်ခြင်းကို ထိရောက်စွာ ဟန့်တားနိုင်ပြီး အလေးချိန်လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ကုန်ကြမ်းများ၏ သန့်ရှင်းမှုနှင့် မက်ထရစ်အချိုးအစား တိကျမှုတို့ကို အာမခံပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လစ်သီယမ်သံဖော့စဖိတ် cathode ပစ္စည်းများပြင်ဆင်မှုတွင်၊ သံရင်းမြစ်၊ လစ်သီယမ်အရင်းအမြစ်နှင့် ဖော့စဖရပ်ရင်းမြစ်များ၏ တိကျသောအချိုးအစားများသည် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်ပစ္စည်းများကိုရရှိရန်အတွက် အခြေခံဖြစ်ပြီး လက်အိတ်သေတ္တာများသည် ဤလုပ်ငန်းစဉ်အတွက် ယုံကြည်စိတ်ချရသောအာမခံချက်ပေးပါသည်။

2. ရောစပ်ခြင်းနှင့် sintering

ချိန်တွယ်ထားသော ကုန်ကြမ်းများကို လက်အိတ်ပုံးတစ်ခုတွင် ရောစပ်ထားပြီး ကွဲပြားသောကုန်ကြမ်းများကို ဘောလုံးကြိတ်ခွဲခြင်းကဲ့သို့သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာရောစပ်သည့်နည်းလမ်းများဖြင့် ညီတူညီမျှ ရောစပ်ထားသည်။ နောက်ဆက်တွဲ sintering လုပ်ငန်းစဉ်ကို အများအားဖြင့် လက်အိတ်သေတ္တာ သို့မဟုတ် ၎င်းနှင့်ချိတ်ဆက်ထားသော မသန်စွမ်းလေထုမီးဖိုတွင် ပြုလုပ်ကြသည်။ sintering လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း၊ ရေဓာတ်နှင့် အောက်ဆီဂျင် ကင်းစင်သော ပတ်ဝန်းကျင်သည် တူညီသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံအဖြစ် ကူညီပေးပြီး အညစ်အကြေးများ ဖြစ်ပေါ်လာခြင်းကို ရှောင်ရှားရန် ကူညီပေးသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ternary positive electrode ပစ္စည်းများကို sintering ပြုလုပ်ရန်အတွက်၊ လက်အိတ်စနစ်တွင် သင့်လျော်သော အပူချိန်နှင့် လေထုပတ်ဝန်းကျင်တွင် crystal structure အတွင်းရှိ နီကယ်၊ cobalt နှင့် manganese ကဲ့သို့သော ဒြပ်စင်များကို အညီအမျှ ဖြန့်ဝေပေးကာ ပစ္စည်း၏ electrochemical စွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးတက်စေပါသည်။

• လီသီယမ်ဘက်ထရီ တပ်ဆင်မှုတွင် လက်အိတ်ပုံးကို အသုံးပြုခြင်း။

1. ဝင်ရိုးစွန်းလုပ်ဆောင်ခြင်း။

ပြင်ဆင်ထားသည့် အပြုသဘောနှင့် အနုတ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းစာရွက်များကို ကော်ဖြင့်အုပ်ခြင်း၊ အခြောက်ခံခြင်းနှင့် အခြားလုပ်ငန်းဆောင်တာများကဲ့သို့ တပ်ဆင်ခြင်းမပြုမီ လက်အိတ်သေတ္တာတစ်ခုတွင် ထပ်မံလုပ်ဆောင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ လျှပ်ကူးပစ္စည်း မျက်နှာပြင်၏ ပြားချပ်ချပ်နှင့် တက်ကြွသော အရာများ၏ တစ်ပြေးညီ ဖြန့်ဖြူးမှုကို အာမခံရန် ဤလုပ်ငန်းများကို လျှပ်ကူးပစ္စည်း မျက်နှာပြင်၏ ညစ်ညမ်းမှု သို့မဟုတ် ဓာတ်တိုးခြင်းမှ ကာကွယ်ရန် လျှပ်ကူးပစ္စည်း နှင့် anaerobic ပတ်ဝန်းကျင်တွင် လုပ်ဆောင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ polarizer ပေါ်ရှိ polyvinylidene ဖလိုရိုက် (PVDF) ကပ်ခွာသည် ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်မှုတွင် hydrolysis ပြုလုပ်နိုင်ပြီး ၎င်း၏နှောင်ကြိုးစွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေပါသည်။ လက်အိတ်သေတ္တာပတ်ဝန်းကျင်သည် ဤပြဿနာကို ထိရောက်စွာရှောင်ရှားသည်။

2. ဘက်ထရီတပ်ဆင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်

ဘက်ထရီဆဲလ်များအတွင်းသို့ အပြုသဘောနှင့် အနုတ်လက္ခဏာလျှပ်ကူးပစ္စည်း၊ ခွဲထွက်များနှင့် အီလက်ထရွန်းများကဲ့သို့သော အစိတ်အပိုင်းများ တပ်ဆင်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အပါအဝင် ဘက်ထရီများ၏ စည်းဝေးမှုသည် လက်အိတ်ပုံးတစ်ခုအတွင်း ပြီးစီးသွားပါသည်။ ဒီဇိုင်းအစီအစဥ်အတိုင်း polarizer နှင့် diaphragm ကို စည်းခြင်း သို့မဟုတ် အကွေ့အကောက်များပြီးသောအခါ၊ တိကျသော electrolyte ပမာဏကို လက်အိတ်ထဲသို့ ထိုးထည့်ပါ။ Electrolytes တွင် ယေဘူယျအားဖြင့် လီသီယမ်ဆားများနှင့် အော်ဂဲနစ်ပျော်ရည်များပါဝင်ပြီး ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်ကို အလွန်အမင်းထိခိုက်လွယ်သည်။ လက်အိတ်သေတ္တာသည် ဆေးထိုးခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင် မထိတွေ့စေရန် သေချာစေပြီး ပြိုကွဲခြင်းနှင့် ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်းများကို ကာကွယ်ပေးကာ ဘက်ထရီပုံမှန်အလုပ်လုပ်နိုင်ပြီး ကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိကြောင်း သေချာစေပါသည်။

• Lithium Metal Solid State ဘက်ထရီများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို စမ်းသပ်ရာတွင် Glove Box ကို အသုံးပြုခြင်း။

စမ်းသပ်နမူနာများပြင်ဆင်ခြင်း။

ဘက်ထရီစွမ်းဆောင်ရည်စမ်းသပ်မှုများ၊ အားသွင်းခြင်းနှင့် ထုတ်လွှတ်ခြင်းစမ်းသပ်မှုများ၊ သံသရာသက်တမ်းစမ်းသပ်မှုများ၊ နှုန်းစွမ်းဆောင်ရည်စစ်ဆေးမှုများ စသည်တို့ကို မလုပ်ဆောင်မီ၊ စမ်းသပ်နမူနာများကို လက်အိတ်သေတ္တာတစ်ခုအတွင်း ထုပ်ပိုးပြီး ချိတ်ဆက်ထားရန် လိုအပ်ပါသည်။ ခလုတ် သို့မဟုတ် ဆလင်ဒါဘက်ထရီများအတွက်၊ ချိတ်ဆက်မှုအစိတ်အပိုင်းများ၏ ဓာတ်တိုးခြင်း သို့မဟုတ် ညစ်ညမ်းမှုကို ကာကွယ်ရန်နှင့် စမ်းသပ်မှုဒေတာ၏ တိကျမှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုတို့ကို သေချာစေရန် လျှပ်ကူးပစ္စည်းကို စမ်းသပ်သည့်အခါ လက်အိတ်သေတ္တာတွင် လည်ပတ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

လက်အိတ်သေတ္တာများသည် ရှုထောင့်အမျိုးမျိုးတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ လစ်သီယမ် သတ္တုစိုင်အခဲ-စတိတ်ဘက်ထရီ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်း ပြင်ဆင်မှု၊ ဘက်ထရီ တပ်ဆင်မှုမှ စွမ်းဆောင်ရည် စမ်းသပ်ခြင်းအထိ။ ၎င်းသည် လီသီယမ်ဘက်ထရီများ၏ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင် ကင်းစင်သော တည်ငြိမ်ပြီး ထိန်းချုပ်နိုင်သော လေထုကို ပံ့ပိုးပေးကာ လီသီယမ်ဘက်ထရီပစ္စည်းများနှင့် အစိတ်အပိုင်းများပေါ်ရှိ ရေနှင့် အောက်ဆီဂျင်၏ ဆိုးကျိုးများကို ထိရောက်စွာ ရှောင်ရှားနိုင်ကာ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်၏ တိကျမှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို အာမခံပါသည်။