سوڈیم آئن بیٹری کی تیاری کا عمل: خام مال سے لے کر تیار خلیوں تک
سوڈیم آئن بیٹریاں (نا آئن بیٹریاں) نے سوڈیم وسائل کی کثرت اور کم قیمت کی وجہ سے لتیم آئن بیٹریوں کے ایک وعدہ متبادل کے طور پر نمایاں توجہ مبذول کرلی ہے۔ سوڈیم آئن بیٹریوں کے پیداواری عمل میں لتیم آئن بیٹریوں کے ساتھ بہت سی مماثلتیں ہیں ، لیکن سوڈیم پر مبنی مواد کی منفرد خصوصیات کی وجہ سے کچھ اہم اختلافات بھی ہیں۔ اس مضمون میں سوڈیم آئن بیٹری مینوفیکچرنگ کے عمل میں کلیدی اقدامات کا خاکہ پیش کیا گیا ہے۔
1. خام مال کی تیاری
کیتھوڈ میٹریل
سوڈیم آئن بیٹریوں کے لئے عام کیتھوڈ مواد میں پرتوں والے آکسائڈس (نکسٹ ایم او 2 ، جہاں ٹی ایم=منتقلی دھات) ، پولیانونک مرکبات (جیسے NA3V2 (PO4) 3) ، اور پروسیئن بلیو اینلاگس شامل ہیں۔ ان مواد کو ٹھوس ریاست کے رد عمل ، سول جیل کے عمل ، یا شریک پیش کش کے طریقوں کے ذریعے ترکیب کیا جاتا ہے۔
انوڈ میٹریل
بایوماس یا پچ سے ماخوذ سخت کاربن سوڈیم آئن بیٹریوں کے لئے سب سے زیادہ استعمال شدہ انوڈ مواد ہے۔ سوڈیم آئن اسٹوریج کے ل suitable موزوں کاربن ڈھانچہ بنانے کے لئے سخت کاربن پیشگی اعلی درجہ حرارت (عام طور پر 1000-1300 ڈگری) پر کاربونائزڈ ہیں۔
الیکٹرولائٹ
الیکٹرولائٹ عام طور پر سوڈیم نمکیات (جیسے Naclo4 ، NAPF6 ، یا NATFSI) پر مشتمل ہوتا ہے جو کاربونیٹ پر مبنی سالوینٹس (EC ، DMC ، PC) میں تحلیل ہوتا ہے۔ ٹھوس ریاست الیکٹرولائٹس ، بشمول ناسیکن اور سلفائڈ پر مبنی مواد ، بھی ترقی کر رہے ہیں۔
جدا کرنے والا
پولیٹیلین (پیئ) اور پولی پروپیلین (پی پی) جداکار ، جو عام طور پر لتیم آئن بیٹریوں میں استعمال ہوتے ہیں ، سوڈیم آئن بیٹریوں پر بھی لاگو ہوسکتے ہیں ، حالانکہ نا آئن الیکٹرولائٹس کے ساتھ مطابقت کا احتیاط سے اندازہ کیا جاتا ہے۔
2. الیکٹروڈ کوٹنگ کا عمل
گندگی کی تیاری
فعال مواد (کیتھوڈ اور انوڈ) ، کنڈکٹو ایڈیٹیو (کاربن بلیک) ، اور بائنڈرز (جیسے پی وی ڈی ایف ، سی ایم سی ، یا ایس بی آر) کو یکساں گندگی پیدا کرنے کے لئے سالوینٹس (این ایم پی کے لئے این ایم پی ، انوڈ کے لئے پانی) کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔
کوٹنگ
گندگی کو یکساں طور پر ایلومینیم ورق (کیتھوڈ) اور تانبے کی ورق (انوڈ) پر لیپت کیا جاتا ہے۔ کچھ سوڈیم آئن بیٹریوں کے لئے ، دونوں الیکٹروڈ وولٹیج ونڈو اور مادی خصوصیات پر منحصر ہے ، ایلومینیم ورق استعمال کرسکتے ہیں۔
خشک کرنا
بقیہ سالوینٹس کو دور کرنے کے لئے لیپت الیکٹروڈ اوون میں خشک ہوجاتے ہیں۔ خشک ہونے والے درجہ حرارت اور مدت کو مادی ہراس کو روکنے کے لئے احتیاط سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔
3. الیکٹروڈ کیلنڈرنگ
خشک ہونے کے بعد ، الیکٹروڈ ایک جیسے موٹائی کو حاصل کرنے ، کثافت کو بہتر بنانے اور فعال مواد اور موجودہ جمع کرنے والوں کے مابین اچھے رابطے کو یقینی بنانے کے لئے صحت سے متعلق رولرس کے ایک جوڑے سے گزرتے ہیں۔
4. الیکٹروڈ کاٹنے اور اسٹیکنگ
الیکٹروڈ کو مطلوبہ شکلوں میں کاٹا جاتا ہے (عام طور پر پاؤچ خلیوں کے لئے آئتاکار یا بیلناکار خلیوں کے لئے بیلناکار)۔ مثبت الیکٹروڈ ، جداکار ، اور منفی الیکٹروڈ آخری سیل فارمیٹ میں اسٹیک یا زخم ہیں۔
5. سیل اسمبلی
پاؤچ سیل
سجا دیئے گئے الیکٹروڈ سے جدا ہونے والی پرتیں ایلومینیم پلاسٹک پاؤچ میں بند ہیں۔ الیکٹرولائٹ کو پاؤچ میں انجکشن لگایا جاتا ہے ، اور پاؤچ کو رساو کو روکنے کے لئے گرمی کی مہر لگ جاتی ہے۔
بیلناکار اور prismatic خلیات
زخم کے الیکٹروڈ اسمبلی کو دھات کے ڈبے میں داخل کیا جاتا ہے۔ الیکٹرولائٹ شامل کیا جاتا ہے ، اس کے بعد ایک ٹوپی کے ساتھ مہر لگ جاتی ہے۔
6. تشکیل کا عمل
جمع خلیوں کو ابتدائی چارجنگ عمل سے گزرتا ہے ، جسے تشکیل کے نام سے جانا جاتا ہے۔ یہ قدم ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI) پرت کو انوڈ کی سطح پر تشکیل دینے کی اجازت دیتا ہے ، جو بیٹری کے استحکام کے لئے اہم ہے۔ سوڈیم آئن بیٹریوں کے لئے تشکیل پروٹوکول مختلف SEI کیمسٹریوں کی وجہ سے لتیم آئن خلیوں سے تھوڑا سا مختلف ہوسکتا ہے۔
7. عمر اور جانچ
تشکیل کے بعد ، خلیوں کو اپنی داخلی کیمسٹری کو مستحکم کرنے کے لئے کئی دن کی عمر رہ جاتی ہے۔ ہر سیل میں کوالٹی کنٹرول ٹیسٹ سے گزرتا ہے ، جس میں صلاحیت کی جانچ پڑتال ، داخلی مزاحمت کی پیمائش ، رساو کا پتہ لگانے اور حفاظتی ٹیسٹ شامل ہیں۔
8. ماڈیول اور پیک اسمبلی
آزمائشی خلیوں کو ماڈیول اور بیٹری پیک میں جمع کیا جاتا ہے۔ محفوظ آپریشن کو یقینی بنانے کے لئے بیٹری مینجمنٹ سسٹم (بی ایم ایس) وولٹیج ، درجہ حرارت اور موجودہ کی نگرانی کے لئے مربوط ہیں۔
لتیم آئن بیٹری کی تیاری سے کلیدی اختلافات
| عمل مرحلہ | لتیم آئن بیٹری | سوڈیم آئن بیٹری |
| کیتھوڈ میٹریل | LICOO2 ، NMC ، LFP | پرتوں والے آکسائڈز ، پرشین نیلے ، پولینینز |
| انوڈ میٹریل | گرافائٹ | سخت کاربن |
| الیکٹرولائٹ | کاربونیٹ سالوینٹس میں LIPF6 | NAPF6 ، کاربونیٹ سالوینٹس میں NATFSI |
| موجودہ جمع کرنے والے | کاپر (انوڈ) ، ایلومینیم (کیتھوڈ) | دونوں کے لئے ایلومینیم (کچھ معاملات میں) |
| تشکیل پروٹوکول | لی آئن کے لئے معیاری | سوڈیم SEI تشکیل کے لئے تیار کردہ |
نتیجہ
سوڈیم آئن بیٹری کی تیاری کا عمل موجودہ لتیم آئن بیٹری انفراسٹرکچر کا زیادہ تر فائدہ اٹھاتا ہے ، جس سے مینوفیکچررز کو اپنانا نسبتا easy آسان ہوجاتا ہے۔ تاہم ، سوڈیم آئن مواد مختلف الیکٹرو کیمیکل اور جسمانی خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں ، جس میں گندگی کی تشکیل ، الیکٹرولائٹ سلیکشن ، اور تشکیل پروٹوکول میں کچھ ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ چونکہ سوڈیم آئن ٹکنالوجی پختہ ہوتی جارہی ہے ، اس کی لاگت سے فائدہ اور خام مال کی کثرت اسے بڑے پیمانے پر توانائی کے ذخیرہ کرنے والے ایپلی کیشنز میں ایک مضبوط حریف بنا سکتی ہے۔
