ऑटोमोटिव बैटरी एल्यूमीनियम केस में सकारात्मक चार्ज क्यों होता है? एक लेख में समझें सिद्धांत

एल्यूमीनियम धातु की जाली संरचना लिथियम आयनों के आकार से काफी मेल खाती है, जिससे ली ⁺ के साथ लिथियम एल्यूमीनियम मिश्र धातु बनाना आसान हो जाता है, जिससे गंभीर विद्युत रासायनिक क्षरण होता है। एक बार जब लिथियम को लिथियम बैटरी के एल्यूमीनियम खोल में एम्बेडेड किया जाता है, तो यह धीरे-धीरे लिथियम ऑक्साइड और लिथियम हाइड्रॉक्साइड जैसे उत्पादों का उत्पादन करेगा, जो आगे हवा में CO₂ के साथ प्रतिक्रिया करके लिथियम कार्बोनेट जैसे पदार्थों का उत्पादन करेगा, जिससे अंततः बैटरी विफलता हो जाएगी। क्षमता के दृष्टिकोण से, एल्यूमीनियम की लिथियम सम्मिलन क्षमता लगभग 0.3V (बनाम Li ⁺/Li) है, जो ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड के 0.01-0.2V से अधिक है। यदि नए ऊर्जा वाहकों के लिए एल्युमीनियम केस की क्षमता कम है, तो इसमें ग्रेफाइट की तुलना में लिथियम को प्राथमिकता दी जाएगी, जिससे शेल का अपरिवर्तनीय क्षरण होगा। इसलिए, मूल कारण से जंग को रोकने के लिए लिथियम बैटरी की एल्यूमीनियम शेल क्षमता को लिथियम सम्मिलन क्षमता से ऊपर नियंत्रित करना आवश्यक है।

मानक इलेक्ट्रोड क्षमता के परिप्रेक्ष्य से, एल्युमीनियम में मजबूत रिड्यूसिबिलिटी होती है और इलेक्ट्रोलाइट वातावरण में आसानी से ऑक्सीकरण और घुल जाता है, जिससे संक्षारण बिंदु बनते हैं जो बैटरी की संरचना और सुरक्षा को गंभीर रूप से खतरे में डालते हैं। हालाँकि, चार्जिंग के दौरान लिथियम आयन बैटरियों का सकारात्मक इलेक्ट्रोड 3V- 4.5V या उससे अधिक की उच्च क्षमता पर होता है। इस क्षमता पर, लिथियम बैटरी एल्युमीनियम केस जल्दी से एक सघन, स्थिर और इंसुलेटिंग एल्युमीनियम ऑक्साइड निष्क्रियता फिल्म उत्पन्न करेगा, जो शेल को ऑक्सीकरण और विघटित होने से रोक सकता है, जिससे दीर्घकालिक स्थिर संचालन प्राप्त हो सकता है। कहने का तात्पर्य यह है कि, लिथियम बैटरी के एल्यूमीनियम आवरण को उच्च सकारात्मक क्षमता पर रखने से वास्तव में आत्म-सुरक्षा प्राप्त करने के लिए निष्क्रियता प्रभाव का उपयोग किया जा सकता है।

यदि LiFePO4 बैटरी पैक सकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ संचालन नहीं करता है, तो सकारात्मक इलेक्ट्रोड और बैटरी के अंदर के शेल के बीच एक महत्वपूर्ण संभावित अंतर होगा। यह संभावित अंतर इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक कमजोर धारा का निर्माण करेगा, जिससे निरंतर माइक्रो शॉर्ट सर्किट और सेल्फ डिस्चार्ज होगा, जो लंबे समय में बैटरी की क्षमता और चक्र जीवन को कम कर देगा। नई ऊर्जा एल्यूमीनियम बैटरी मामलों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड इक्विपोटेंशियल से जोड़ने के बाद, शेल और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच कोई संभावित अंतर नहीं होता है, जो आंतरिक रिसाव और साइड प्रतिक्रियाओं को काफी कम कर सकता है, बैटरी स्थिरता और सेवा जीवन में सुधार कर सकता है, और बैटरी प्रबंधन प्रणाली की निगरानी और सुरक्षा तर्क को सरल बना सकता है।

यह स्पष्ट किया जाना चाहिए कि बैटरी शेल स्वयं "सक्रिय रूप से सकारात्मक रूप से चार्ज" नहीं है, बल्कि समान क्षमता को बनाए रखते हुए, अपने संरचनात्मक डिजाइन में बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल से सीधे जुड़ा हुआ है। यह डिज़ाइन लिथियम बैटरी के एल्यूमीनियम खोल में लिथियम सम्मिलन, विद्युत रासायनिक संक्षारण, निष्क्रियता संरक्षण और संभावित अंतर रिसाव जैसी प्रमुख समस्याओं को व्यापक रूप से हल करता है। यह न केवल हल्के एल्यूमीनियम, उच्च तापीय चालकता, आसान मोल्डिंग और मध्यम लागत का लाभ उठाता है, बल्कि बैटरी की सुरक्षा, विश्वसनीयता और जीवनकाल को भी अधिकतम करता है। यही मुख्य कारण है कि स्क्वायर ईवी कार बैटरी हाउसिंग आमतौर पर इस समाधान को अपनाते हैं।

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