লিথিয়াম ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বের বিশ্লেষণ, কিভাবে লিথিয়াম ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব উন্নত করা যায়?
সারসংক্ষেপ
শক্তি ঘনত্ব (শক্তি ঘনত্ব) একটি নির্দিষ্ট স্থান বা পদার্থের ভরের একটি ইউনিটে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণকে বোঝায়। একটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব হল ব্যাটারির গড় একক আয়তন বা ভর দ্বারা নির্গত বৈদ্যুতিক শক্তি। একটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব সাধারণত দুটি মাত্রায় বিভক্ত: ওজন শক্তি ঘনত্ব এবং আয়তন শক্তি ঘনত্ব।
শক্তি ঘনত্ব কি?
শক্তি ঘনত্ব (শক্তি ঘনত্ব) একটি নির্দিষ্ট স্থান বা পদার্থের ভরের একটি ইউনিটে সঞ্চিত শক্তির পরিমাণকে বোঝায়। একটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব হল ব্যাটারির গড় একক আয়তন বা ভর দ্বারা নির্গত বৈদ্যুতিক শক্তি। একটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব সাধারণত দুটি মাত্রায় বিভক্ত: ওজন শক্তি ঘনত্ব এবং আয়তন শক্তি ঘনত্ব।
ব্যাটারির ওজন শক্তি ঘনত্ব=ব্যাটারির ক্ষমতা × ডিসচার্জ প্ল্যাটফর্ম/ওজন, মৌলিক একক Wh/kg (ওয়াট ঘন্টা/কেজি)
ব্যাটারির আয়তনের শক্তি ঘনত্ব=ব্যাটারির ক্ষমতা × ডিসচার্জ প্ল্যাটফর্ম/ভলিউম, মৌলিক একক Wh/L (ওয়াট ঘন্টা/লিটার)
ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব যত বেশি হবে, প্রতি ইউনিট আয়তন বা ওজনে তত বেশি বিদ্যুৎ সঞ্চিত হবে।
মনোমারের শক্তি ঘনত্ব কত?
একটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব প্রায়শই দুটি ভিন্ন ধারণার দিকে নির্দেশ করে, একটি হল একটি একক কোষের শক্তি ঘনত্ব এবং অন্যটি ব্যাটারি সিস্টেমের শক্তির ঘনত্ব৷
ব্যাটারি সেল হল ব্যাটারি সিস্টেমের ক্ষুদ্রতম একক। M ব্যাটারি একটি মডিউল গঠন করে, এবং N মডিউলগুলি একটি ব্যাটারি প্যাক তৈরি করে। এটি একটি গাড়ির পাওয়ার ব্যাটারির মৌলিক কাঠামো।
একটি একক কোষের শক্তি ঘনত্ব, নাম থেকে বোঝা যায়, একটি একক কোষ স্তরের শক্তি ঘনত্ব।
& quot;Made in China 2025" অনুসারে, পাওয়ার ব্যাটারির উন্নয়ন পরিকল্পনা সংজ্ঞায়িত করা হয়েছে: 2020 সালে, ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব 300Wh/kg এ পৌঁছাবে; 2025 সালে, ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব 400Wh/kg এ পৌঁছাবে; 2030 সালে, ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব 500Wh/kg এ পৌঁছাবে। এটি একটি একক কোষ স্তরের শক্তি ঘনত্বকে বোঝায়।
সিস্টেম শক্তি ঘনত্ব কি?
সিস্টেম এনার্জি ডেনসিটি বলতে পুরো ব্যাটারি সিস্টেমের ওজন বা ভলিউম বোঝায় মনোমার কম্বিনেশন সম্পন্ন হওয়ার পর পুরো ব্যাটারি সিস্টেমের ওজন বা ভলিউমের তুলনায়। যেহেতু ব্যাটারি সিস্টেমে ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম, থার্মাল ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম, হাই এবং লো ভোল্টেজ সার্কিট ইত্যাদি রয়েছে, ব্যাটারি সিস্টেমের ওজন এবং অভ্যন্তরীণ স্থান দখল করে, ব্যাটারি সিস্টেমের শক্তি ঘনত্ব মনোমারের শক্তি ঘনত্বের চেয়ে কম। .
সিস্টেম শক্তি ঘনত্ব=ব্যাটারি সিস্টেম শক্তি / ব্যাটারি সিস্টেম ওজন বা ব্যাটারি সিস্টেম ভলিউম
কি লিথিয়াম ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব সীমাবদ্ধ করে?
ব্যাটারির পেছনের রাসায়নিক ব্যবস্থাই প্রধান কারণ।
সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি লিথিয়াম ব্যাটারির চারটি অংশ খুবই গুরুত্বপূর্ণ: পজিটিভ ইলেক্ট্রোড, নেগেটিভ ইলেক্ট্রোড, ইলেক্ট্রোলাইট এবং ডায়াফ্রাম। ধনাত্মক এবং নেতিবাচক মেরুগুলি হল রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে এমন স্থান যা রেন ডু এবং ডু এর দুটি শিরার সমান এবং তাদের গুরুত্বপূর্ণ অবস্থা দেখা যায়। আমরা সকলেই জানি যে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড হিসাবে টারনারি লিথিয়াম সহ ব্যাটারি প্যাক সিস্টেমের শক্তির ঘনত্ব ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড হিসাবে লিথিয়াম আয়রন ফসফেট সহ ব্যাটারি প্যাক সিস্টেমের চেয়ে বেশি। কেন?
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য বর্তমান অ্যানোড উপাদানগুলির বেশিরভাগই গ্রাফাইট, এবং গ্রাফাইটের তাত্ত্বিক গ্রাম ক্ষমতা হল 372 mAh/g। ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড উপাদান লিথিয়াম আয়রন ফসফেটের তাত্ত্বিক গ্রাম ক্ষমতা হল মাত্র 160mAh/g, যখন ত্রিনারি উপাদান নিকেল কোবাল্ট ম্যাঙ্গানিজ (NCM) প্রায় 200mAh/g।
ব্যারেল তত্ত্ব অনুসারে, পানির স্তর ব্যারেলের সংক্ষিপ্ত অংশ দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বের নিম্ন সীমা ক্যাথোড উপাদানের উপর নির্ভর করে।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেটের ভোল্টেজ প্ল্যাটফর্ম হল 3.2V, এবং টারনারি সূচক হল 3.7V। দুটি পর্যায়ের তুলনা করলে, শক্তির ঘনত্ব বেশি এবং পার্থক্য 16%।
অবশ্যই, রাসায়নিক ব্যবস্থা ছাড়াও, উত্পাদন প্রক্রিয়া স্তর, যেমন কম্প্যাকশন ঘনত্ব, ফয়েল পুরুত্ব, ইত্যাদি, শক্তির ঘনত্বকেও প্রভাবিত করবে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, কম্প্যাকশন ঘনত্ব যত বেশি হবে, সীমিত জায়গায় ব্যাটারির ক্ষমতা তত বেশি হবে, তাই মূল উপাদানের কম্প্যাকশন ঘনত্বকেও ব্যাটারি শক্তির ঘনত্বের অন্যতম রেফারেন্স সূচক হিসাবে বিবেচনা করা হয়।
& quot;Great Power Heavy Equipment II" এর চতুর্থ পর্বে, CATL 6-মাইক্রন কপার ফয়েল গ্রহণ করেছে এবং শক্তির ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য উন্নত প্রযুক্তি ব্যবহার করেছে।
আপনি যদি প্রতিটি লাইনে আটকে থাকতে পারেন তবে এটি পড়ুন এবং এখানে পর্যন্ত পড়তে থাকুন। অভিনন্দন, ব্যাটারি সম্পর্কে আপনার বোঝার একটি স্তরে পৌঁছেছে।
কিভাবে শক্তির ঘনত্ব বাড়ানো যায়?
নতুন উপাদান ব্যবস্থা গ্রহণ, লিথিয়াম ব্যাটারি কাঠামোর সূক্ষ্ম সুরকরণ এবং উত্পাদন ক্ষমতার উন্নতি হল R&D ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য" লং-স্লিভ গুড ডান্স&এর তিনটি পর্যায়। quot; নীচে, আমরা মনোমার এবং সিস্টেমের দুটি মাত্রা থেকে ব্যাখ্যা করব।
——মনোমার শক্তি ঘনত্ব, প্রধানত রাসায়নিক সিস্টেমের অগ্রগতির উপর নির্ভর করে
1. ব্যাটারির আকার বাড়ান
ব্যাটারি নির্মাতারা মূল ব্যাটারির আকার বাড়িয়ে ক্ষমতা সম্প্রসারণের প্রভাব অর্জন করতে পারে। সবচেয়ে পরিচিত উদাহরণ হল টেসলা, একটি সুপরিচিত বৈদ্যুতিক গাড়ি কোম্পানি যেটি প্রথম Panasonic's 18650 ব্যাটারি ব্যবহার করেছিল, এটি একটি নতুন 21700 ব্যাটারি দিয়ে প্রতিস্থাপন করবে।
যাইহোক, ব্যাটারির "মোটাতা" বা "বৃদ্ধি" শুধুমাত্র একটি অস্থায়ী নিরাময়, স্থায়ী নিরাময় নয়। কেটলির নীচ থেকে বেতন আঁকার পদ্ধতি হল ব্যাটারি কোষ এবং ইলেক্ট্রোলাইটের গঠন গঠনকারী ইতিবাচক এবং নেতিবাচক উপাদান থেকে শক্তির ঘনত্ব বাড়ানোর মূল প্রযুক্তি খুঁজে বের করা।
2. রাসায়নিক পদ্ধতির পরিবর্তন
আগেই উল্লেখ করা হয়েছে, ব্যাটারির শক্তির ঘনত্ব ব্যাটারির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড দ্বারা সীমিত। যেহেতু বর্তমান নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের শক্তির ঘনত্ব পজিটিভ ইলেক্ট্রোডের তুলনায় অনেক বেশি, তাই শক্তির ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য পজিটিভ ইলেক্ট্রোড উপাদানের ক্রমাগত আপগ্রেডিং প্রয়োজন।
উচ্চ নিকেল ক্যাথোড
টারনারি উপাদানগুলি সাধারণত নিকেল কোবাল্ট ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড লিথিয়াম অক্সাইডের বৃহৎ পরিবারকে বোঝায়। নিকেল, কোবাল্ট এবং ম্যাঙ্গানিজের তিনটি উপাদানের অনুপাত পরিবর্তন করে আমরা ব্যাটারির কর্মক্ষমতা পরিবর্তন করতে পারি।
ছবিতে সিলিকন কার্বন অ্যানোড
সিলিকন-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের নির্দিষ্ট ক্ষমতা 4200mAh/g পৌঁছাতে পারে, যা 372mAh/g এর গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডের তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট ক্ষমতার চেয়ে অনেক বেশি, তাই এটি গ্রাফাইট নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের একটি শক্তিশালী বিকল্প হয়ে উঠেছে।
বর্তমানে, ব্যাটারি শক্তির ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য সিলিকন-কার্বন যৌগিক পদার্থের ব্যবহার লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি অ্যানোড উপকরণগুলির জন্য শিল্পের স্বীকৃত উন্নয়ন দিকগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে। Tesla দ্বারা প্রকাশিত মডেল 3 একটি সিলিকন কার্বন অ্যানোড ব্যবহার করে।
ভবিষ্যতে, আপনি যদি 350Wh/kg একক কোষের বাধা ভেঙে আরও এক ধাপ এগিয়ে যেতে চান, তাহলে শিল্পের প্রতিপক্ষদের লিথিয়াম মেটাল নেগেটিভ ব্যাটারি সিস্টেমের উপর ফোকাস করতে হবে, কিন্তু এর মানে হল পুরো ব্যাটারি উত্পাদন প্রক্রিয়া পরিবর্তন এবং পরিশ্রম। এটি বেশ কয়েকটি সাধারণ ত্রিদেশীয় পদার্থ থেকে দেখা যায় যে নিকেলের অনুপাত উচ্চতর এবং উচ্চতর এবং কোবাল্টের অনুপাত কম এবং নিম্নতর। নিকেল সামগ্রী যত বেশি, কোষের নির্দিষ্ট ক্ষমতা তত বেশি। উপরন্তু, কোবাল্ট সম্পদের অভাবের কারণে, নিকেলের অনুপাত বৃদ্ধির ফলে ব্যবহৃত কোবাল্টের পরিমাণ হ্রাস পাবে।
3. সিস্টেমের শক্তির ঘনত্ব: ব্যাটারি প্যাকগুলির দক্ষতা উন্নত করে৷
গ্রুপে ব্যাটারি প্যাকের পরীক্ষা হল ব্যাটারির ক্ষমতা"siege lions" একক কক্ষ এবং মডিউল স্থাপন করতে। নিরাপত্তাকে ভিত্তি হিসেবে গ্রহণ করা এবং প্রতি ইঞ্চি জায়গার সর্বোচ্চ ব্যবহার করা প্রয়োজন।
& quot; স্লিম ডাউন" ব্যাটারি প্যাক।
লেআউট গঠন অপ্টিমাইজ করুন
মাত্রার দিক থেকে, ব্যাটারি প্যাকের অভ্যন্তরীণ উপাদানগুলিকে আরও কমপ্যাক্ট এবং দক্ষ করে তুলতে সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ বিন্যাসটি অপ্টিমাইজ করা যেতে পারে।
টপোলজি অপ্টিমাইজেশান
আমরা সিমুলেশন গণনার মাধ্যমে দৃঢ়তা এবং কাঠামোগত নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার ভিত্তির অধীনে ওজন হ্রাস নকশা উপলব্ধি করি। এই প্রযুক্তির মাধ্যমে, টপোলজি অপ্টিমাইজেশান এবং টপোগ্রাফি অপ্টিমাইজেশন অর্জন করা যেতে পারে এবং শেষ পর্যন্ত লাইটওয়েট ব্যাটারি ক্যাবিনেটগুলি অর্জন করতে সহায়তা করে।
উপাদান নির্বাচন
আমরা কম ঘনত্ব উপকরণ চয়ন করতে পারেন. উদাহরণস্বরূপ, ব্যাটারি প্যাক কভারটি ধীরে ধীরে একটি ঐতিহ্যবাহী শীট মেটাল কভার থেকে একটি যৌগিক উপাদান কভারে পরিবর্তিত হয়েছে, যা প্রায় 35% ওজন কমাতে পারে। ব্যাটারি প্যাকের নীচের বাক্স সম্পর্কে, এটি ধীরে ধীরে প্রথাগত শীট মেটাল দ্রবণ থেকে অ্যালুমিনিয়াম প্রোফাইল সলিউশনে পরিবর্তিত হয়েছে, ওজন প্রায় 40% কমিয়েছে এবং হালকা প্রভাব সুস্পষ্ট।
ইন্টিগ্রেটেড গাড়ির নকশা
সম্পূর্ণ গাড়ির সমন্বিত নকশা এবং পুরো গাড়ির কাঠামোগত নকশাকে ব্যাপকভাবে বিবেচনা করা হয় এবং চূড়ান্ত লাইটওয়েট অর্জনের জন্য কাঠামোগত অংশগুলি যতটা সম্ভব ভাগ করা এবং ভাগ করা হয়, যেমন সংঘর্ষবিরোধী নকশা।
ব্যাটারি একটি খুব ব্যাপক পণ্য. আপনি যদি পারফরম্যান্সের একটি দিক উন্নত করতে চান তবে আপনি পারফরম্যান্সের অন্যান্য দিকগুলিকে ত্যাগ করতে পারেন। এটি ব্যাটারি ডিজাইন এবং বিকাশ বোঝার ভিত্তি। পাওয়ার ব্যাটারিগুলি যানবাহনের জন্য উত্সর্গীকৃত, তাই শক্তির ঘনত্বই ব্যাটারির মানের একমাত্র পরিমাপ নয়৷
