লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ব্যবহার কম-তাপমাত্রার পরিবেশে সীমিত, কারণ তাদের নিষ্কাশন ক্ষমতা মারাত্মকভাবে হ্রাস পাবে এবং কম তাপমাত্রায় চার্জ করা যাবে না। কম-তাপমাত্রার চার্জিংয়ের সময়, ব্যাটারির গ্রাফাইট ইলেক্ট্রোডে লিথিয়াম আয়ন প্রবেশ করানো এবং লিথিয়াম প্লেটিং প্রতিক্রিয়া সহাবস্থান করে এবং একে অপরের সাথে প্রতিযোগিতা করে। নিম্ন তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে, গ্রাফাইটে লিথিয়াম আয়নগুলির প্রসারণ বাধাগ্রস্ত হয় এবং ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা হ্রাস পায়, যার ফলে সন্নিবেশের হার হ্রাস পায়। গ্রাফাইটের পৃষ্ঠে, লিথিয়াম প্লেটিং প্রতিক্রিয়া হওয়ার সম্ভাবনা বেশি।
গবেষণায় দেখা গেছে যে 3500mAh ক্ষমতার একটি ব্যাটারি, যদি -10 ডিগ্রির পরিবেশে চালিত হয়, 100-এর কম চার্জিং এবং ডিসচার্জিং চক্রের পরে, ব্যাটারির ক্ষমতা 500mAh-এ তীব্রভাবে হ্রাস পাবে, এবং মূলত স্ক্র্যাপ করা হয়৷ অর্থাৎ, -10 ডিগ্রী কাজের পরিবেশে, যদি একটি বৈদ্যুতিক গাড়ি দিনে একবার চার্জ করা হয় এবং ডিসচার্জ করা হয়, তাহলে ব্যাটারিটি স্ক্র্যাপ করতে হবে এবং তিন মাস পরে একটি নতুন দিয়ে প্রতিস্থাপন করতে হবে৷
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করার কারণগুলি:
1. ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড গঠন
ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের ত্রি-মাত্রিক গঠন লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির বিস্তারের হারকে সীমাবদ্ধ করে, বিশেষ করে নিম্ন তাপমাত্রায়। বিভিন্ন ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড পদার্থের বিভিন্ন ত্রিমাত্রিক কাঠামো রয়েছে। বর্তমানে, বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত গুরুত্বপূর্ণ ইতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানগুলি হল লিথিয়াম আয়রন ফসফেট, নিকেল কোবাল্ট ম্যাঙ্গানিজ টারনারি উপকরণ এবং লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নিষ্কাশন ক্ষমতা -20 ডিগ্রীতে ঘরের তাপমাত্রার ক্ষমতার মাত্র ৬৭.৩৮% এ পৌঁছাতে পারে, যেখানে নিকেল কোবাল্ট ম্যাঙ্গানিজ টারনারি ব্যাটারির ৭০.১% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
2. উচ্চ গলনাঙ্ক দ্রাবক
ইলেক্ট্রোলাইটের মিশ্র দ্রাবকগুলিতে উচ্চ গলনাঙ্কের দ্রাবকের উপস্থিতির কারণে, কম তাপমাত্রায় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোলাইটের সান্দ্রতা বৃদ্ধি পায়। যখন তাপমাত্রা খুব কম হয়, তখন ইলেক্ট্রোলাইট দৃঢ়ীকরণ ঘটে, যার ফলে ইলেক্ট্রোলাইটে লিথিয়াম আয়নগুলির সংক্রমণ হার হ্রাস পায়।
3. লিথিয়াম আয়ন ছড়িয়ে পড়ার হার
গ্রাফাইট নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে লিথিয়াম আয়নগুলির বিস্তারের হার নিম্ন তাপমাত্রার অবস্থার অধীনে হ্রাস পায়। কম-তাপমাত্রার পরিবেশে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চার্জ স্থানান্তর প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধির ফলে গ্রাফাইট নেগেটিভ ইলেক্ট্রোডে লিথিয়াম আয়নের প্রসারণ হার কমে যায়, যা লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করার একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।
4. SEI ঝিল্লি
নিম্ন-তাপমাত্রার পরিবেশে, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের উপর SEI ফিল্ম ঘন হয়ে যায় এবং SEI ফিল্মের প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি পায়, যার ফলে SEI ফিল্মে লিথিয়াম আয়নগুলির পরিবাহী হার হ্রাস পায়। পরিশেষে, নিম্ন-তাপমাত্রার পরিবেশে চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় গঠিত পোলারাইজেশন চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের দক্ষতা হ্রাস করে।
5. উৎপাদন পরিবেশ
অসংখ্য রাসায়নিক কাঁচামাল এবং জটিল প্রক্রিয়া সহ একটি উচ্চ প্রযুক্তির পণ্য হিসাবে, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারিগুলির উত্পাদন পরিবেশে তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, ধুলো এবং অন্যান্য কারণগুলির জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রিত না হলে, ব্যাটারির গুণমান ওঠানামা করবে।
সারাংশ: বর্তমানে, একাধিক কারণ লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নিম্ন-তাপমাত্রার কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে, যেমন ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডের গঠন, ব্যাটারির বিভিন্ন অংশে লিথিয়াম আয়নগুলির স্থানান্তর হার, SEI ফিল্মের পুরুত্ব এবং রাসায়নিক গঠন, এবং ইলেক্ট্রোলাইটে লিথিয়াম লবণ এবং দ্রাবক নির্বাচন। নিম্ন-তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা বৈদ্যুতিক যানবাহন, বিশেষ ক্ষেত্র এবং চরম পরিবেশের ক্ষেত্রে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির প্রয়োগকে সীমিত করে। চমৎকার নিম্ন-তাপমাত্রার পারফরম্যান্স সহ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরি করা বাজারে একটি জরুরি চাহিদা।
