منفی الیکٹروڈ مواد کا بنیادی علم - گریفائٹ مواد

منفی الیکٹروڈ مواد کا بنیادی علم - گریفائٹ مواد
گریفائٹ ابتدائی کاربن منفی الیکٹروڈ مواد میں سے ایک ہے جو لتیم آئن بیٹریوں میں استعمال ہوتا ہے۔ اس میں اچھی چالکتا ، اعلی کرسٹاللٹی ، اور ایک اچھی پرتوں کا ڈھانچہ ہے۔ لتیم آئنوں کے اندراج/نکالنے کے لئے یہ بہت موزوں ہے کہ لتیم گرافٹ انٹلیئر مرکبات تشکیل دیں۔ چارج ڈسچارج کی مخصوص صلاحیت 300MA-H/g سے زیادہ تک پہنچ سکتی ہے ، چارج ڈسچارج کی کارکردگی 90 ٪ سے زیادہ ہے ، اور ناقابل واپسی صلاحیت 50ma • H/g سے کم ہے۔ گریفائٹ میں لتیم نکالنے کا رد عمل تقریبا 0 ~ 0.25V (بمقابلہ لی+/لی) پر ہوتا ہے۔ اس میں چارج ڈسچارج کا ایک اچھا ممکنہ پلیٹ فارم ہے اور یہ بہت سے مثبت الیکٹروڈ مواد سے مماثل ہوسکتا ہے جس میں لیمن 2 او 4 شامل ہے۔ بیٹری کا اوسط آؤٹ پٹ وولٹیج زیادہ ہے۔ یہ فی الحال لتیم آئن بیٹریوں کے لئے سب سے زیادہ استعمال شدہ منفی الیکٹروڈ مواد ہے۔ گریفائٹ کا تعلق ہیکساگونل کرسٹل سسٹم سے ہے۔ اس کے کرسٹل کاربن ایٹموں پر مشتمل ہیکساگونل میش طیاروں پر مشتمل ہیں اور باقاعدگی سے اسٹیک کیے جاتے ہیں۔ اس کی پرتوں کا ڈھانچہ ہے۔
ہر پرت میں ، کاربن ایٹموں کو مسدس میں ترتیب دیا جاتا ہے ، اور ہر کاربن ایٹم کو ایک ایس پی 2 ہائبرڈ مداری کے ساتھ ہم آہنگی کے ساتھ تین ملحقہ کاربن ایٹموں کے ساتھ پابند کیا جاتا ہے ، اور بقیہ پی مدار پر الیکٹران ڈیلوکلائزڈ بانڈز ہوتے ہیں۔ فی الحال ، مارکیٹ میں گریفائٹ پر مبنی کاربن مواد میں بنیادی طور پر درج ذیل زمرے شامل ہیں: انتہائی گرافٹائزڈ میسوفیس کاربن مائکروبیڈس (ایم سی ایم بی) ، گرافٹائزڈ ریشے ، مصنوعی گریفائٹ ، اور قدرتی گریفائٹ۔

ایم سی ایم بی کی ایک کروی مجموعی شکل ، ایک اعلی اسٹیکنگ کثافت ، ایک انتہائی آرڈرڈ پرت اسٹیکنگ ڈھانچہ ، اور ایک یونٹ حجم میں نسبتا large بڑے لتیم سرایت کرنے کی صلاحیت ہے۔ یہ سب سے پہلے جاپان کی اوساکا گیس کمپنی نے تیار اور تیار کیا تھا اور لتیم آئن بیٹریوں کے لئے منفی الیکٹروڈ مواد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ ایم سی ایم بی میں ایک ہموار سطح اور ایک چھوٹا سا سطح کا رقبہ ہے ، جو چارجنگ اور خارج ہونے والے مادہ کے دوران الیکٹروڈ باؤنڈری رد عمل کی موجودگی کو کم کرسکتا ہے ، اس طرح چارجنگ کے پہلے عمل کے دوران صلاحیت میں کمی کو کم کرسکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، چھوٹی گیند میں لیملر ڈھانچہ ہوتا ہے ، جو گیند کی تمام سمتوں سے لتیم آئنوں کے سرایت اور ڈی ایمبیڈنگ کے لئے موزوں ہے ، جس سے گرافائٹ مواد کی ضرورت سے زیادہ انیسوٹروپی کی وجہ سے گریفائٹ کی چادروں کے سوجن اور گرنے کو کم کیا جاتا ہے ، اور اس طرح ایک خاص تیز اور اعلی موجودہ چارجنگ اور ڈسچارجنگ صلاحیت ہے۔ میسوفیس کاربن بالز حاصل کرنے کے لئے کوئلے کے ٹار پچ نامیاتی مادے کو تھرمل پولی کنڈینسیشن سے مشروط کرکے انتہائی گرافٹائزڈ ایم سی ایم بی حاصل کیا جاتا ہے ، جو پھر سالوینٹ نکالنے اور دیگر طریقوں سے پاک ہوجاتے ہیں اور پھر گرمی کا علاج کیا جاتا ہے۔ لتیم آئن بیٹریوں کے لئے منفی الیکٹروڈ مواد کے طور پر ، گرمی کے علاج کے درجہ حرارت اور وقت کی وجہ سے ایم سی ایم بی کا لتیم اندراج کی کارکردگی پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ ایم سی ایم بی ایک اہم منفی الیکٹروڈ مواد ہے جو فی الحال لمبی زندگی کی چھوٹی لتیم آئن بیٹریاں اور بجلی کی بیٹریوں میں استعمال ہوتا ہے ، لیکن اس کی اہم پریشانی کم مخصوص صلاحیت اور اعلی قیمت ہے۔

ایم سی ایم بی کے علاوہ ، گرافٹائز ایبل کاربن سے بنی مصنوعی گریفائٹ کی دوسری شکلیں بھی ہیں۔ بخارات سے جمع شدہ گریفائٹ فائبر ایک گرافٹائزڈ فائبر میٹریل ہے جس میں نلی نما کھوکھلی ڈھانچہ ہوتا ہے۔ لتیم آئن بیٹریوں کے لئے منفی الیکٹروڈ مواد کے طور پر ، اس میں 320ma-H/g سے زیادہ کی مخصوص گنجائش اور ابتدائی چارج اور 93 ٪ کی خارج ہونے والی کارکردگی ہے۔ دوسرے کاربن یا گریفائٹ منفی الیکٹروڈ مواد کے مقابلے میں ، منفی الیکٹروڈ کے طور پر وانپ تباہ شدہ گریفائٹ فائبر کا استعمال کرتے ہوئے لتیم آئن بیٹریاں زیادہ عمدہ موجودہ خارج ہونے والے مادہ کی کارکردگی اور کم درجہ حرارت خارج ہونے والی کارکردگی ، اور لمبی سائیکل زندگی میں ہوتی ہیں۔ تاہم ، گیس فیز جمع شدہ گریفائٹ فائبر مواد اور اعلی مادی لاگت کی پیچیدہ تیاری کے عمل کی وجہ سے ، لتیم آئن بیٹریوں میں اس کے بڑے پیمانے پر اطلاق کچھ خاص پابندیوں کے تابع ہے۔ ڈوپنگ ، ساختی ایڈجسٹمنٹ یا آسانی سے گرافٹائزڈ کاربن جیسے پٹرولیم کوک اور اعلی درجہ حرارت گرافائزیشن ٹریٹمنٹ کی سطح میں ترمیم کے ذریعہ تیار کردہ مصنوعی گریفائٹ میں اچھی سائیکل کی کارکردگی ہے اور اس کی قیمت ایم سی ایم بی سے کم ہے۔ فی الحال ، جاپان اور دوسرے ممالک نے اصل پیداوار اور استعمال شروع کردی ہے۔ منفی الیکٹروڈ کے طور پر گریفائٹ کے بہت سارے نقصانات بھی ہیں ، جیسے: SEI فلم چارج اور خارج ہونے والے دورے کے دوران تشکیل دی جاتی ہے ، جس کی وجہ سے میٹرکس میں توسیع اور صلاحیت میں کمی واقع ہوتی ہے ، جبکہ گریفائٹ کی پرت چھلکا اور زندگی کو کم کرنے کا سبب بنتی ہے۔ گریفائٹ میٹریل میں پی سی سالوینٹ کے ساتھ ناقص مطابقت ہے۔ لی* صرف فلیک حد سے سرایت اور نکالا جاسکتا ہے ، اور چھوٹے ایمبیڈنگ/نکالنے والے رد عمل کے علاقے اور طویل بازی کے راستے کی وجہ سے ، یہ بڑے موجودہ چارجنگ اور خارج ہونے کے ل suitable موزوں نہیں ہے۔ گریفائٹ گرمی کے علاج کے درجہ حرارت کو عام طور پر 2000c سے اوپر کی ضرورت ہوتی ہے ، جس سے پیداواری لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔ جب صلاحیت 0V یا اس سے کم تک پہنچ جاتی ہے تو ، دھاتی لتیم گریفائٹ الیکٹروڈ پر جمع کیا جاسکتا ہے۔ غیر ترمیم شدہ گریفائٹ کے مذکورہ بالا نقصانات کی وجہ سے ، ترمیم شدہ گریفائٹ عملی طور پر بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ان میں ، سطح کی کوٹنگ ، کیمیائی ترمیم اور اسپرائڈائزیشن اس وقت علاج کے بنیادی طریقے ہیں۔ سطح کی کوٹنگ میں نامیاتی کوٹنگ اور غیر نامیاتی کوٹنگ شامل ہے ، اور کیمیائی ترمیم میں بنیادی طور پر آکسیکرن ، کمی اور سطح کے کیمیائی ترمیم شامل ہیں۔