চীন: ব্যাটারি অগ্রদূত উৎপাদনের জন্য প্রযুক্তি? 

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য চীনা অগ্রদূত সম্পর্কে কথা বলার সময়, অনেকে অবিলম্বে বিশাল স্কেল এবং কম দামের কল্পনা করে। তবে এটি প্রায়শই বিন্দুটি মিস করে - প্রকৃত প্রযুক্তিগত দৌড় টনেজ সম্পর্কে এত বেশি নয়, তবে কণার স্থায়িত্ব, প্রক্রিয়াগুলির বিশুদ্ধতা এবং একটি নির্দিষ্ট ক্যাথোড উপাদানের সাথে একটি লাইন মানিয়ে নেওয়ার ক্ষমতা সম্পর্কে। নতুন খেলোয়াড়দের সবচেয়ে সাধারণ ভুলটি মনে করা যে সরঞ্জাম কেনার পরে, তারা প্রযুক্তিও কিনেছে। কিন্তু প্রকৃতপক্ষে, সংশ্লেষণের সূক্ষ্মতা, পিপিএম স্তরে অমেধ্য নিয়ন্ত্রণ, শুকানোর সূক্ষ্মতা - এখানেই একটি প্রিমিয়াম পণ্য এবং একটি ত্রুটিপূর্ণ পণ্যের মধ্যে পার্থক্য রয়েছে।

গুঁড়া থেকে অগ্রদূত পর্যন্ত: যেখানে বর্শা ভাঙে

চলুন একটি আপাতদৃষ্টিতে মৌলিক একটি গ্রহণ করা যাক - একটি নিকেল-কোবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ (NCM) পূর্বসূরীর সংশ্লেষণের পদ্ধতি দ্বারা। পাঠ্যপুস্তকে, সবকিছু সহজ: লবণ এবং ক্ষার মিশ্রিত করুন, পিএইচ এবং তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করুন - আপনি পছন্দসই গোলাকার সমষ্টি পান। বাস্তবে, প্রতিটি পর্যায় ভুলের জন্য একটি ক্ষেত্র। উদাহরণস্বরূপ, সমাধান সরবরাহের গতি। এটি সম্পূর্ণ সামঞ্জস্যতা স্বয়ংক্রিয় করা সম্ভব বলে মনে হচ্ছে। কিন্তু আপনি যদি চুল্লিতে ঘনত্বের স্থানীয় ওঠানামা বিবেচনা না করেন, বিশেষ করে বড় আয়তনে, একজাতীয় গোলকের পরিবর্তে আপনি "বিভিন্ন" গোলক পাবেন। ছোট এবং বড় কণা থেকে। তারপর ক্যাথোড স্তর গঠনের সময় এটি আপনাকে বিরক্ত করতে ফিরে আসবে।

পরীক্ষামূলক লাইনে আমাদের প্রাথমিক প্রচেষ্টাগুলির মধ্যে একটি এই সময়ে অবিকল ব্যর্থ হয়েছে। আমরা অগ্রদূতের উচ্চ ঘনত্বকে তাড়া করেছি এবং সমাধানে ধাতুর ঘনত্ব বাড়িয়েছি। ভর ফলন বৃদ্ধি পেয়েছে, কিন্তু সমাপ্ত ব্যাটারির বৈশিষ্ট্য নেই। এটি খোলার পরে, দেখা গেল যে খুব দ্রুত বৃদ্ধির কারণে বড় কণাগুলির ভিতরে গহ্বর তৈরি হয়েছে। পরবর্তী লিথিয়েশনের সময়, লিথিয়াম কেবল গভীরতায় সমানভাবে প্রবেশ করতে পারেনি। আমাদের ঘনত্ব, মিশ্রিত গতি এবং চুল্লিতে বসবাসের সময়ের মধ্যে ভারসাম্য ফিরে আসতে হয়েছিল। এটি একটি ক্লাসিক কেস যেখানে একটি প্যারামিটার অপ্টিমাইজ করা অন্য সকলকে অন্ধভাবে হত্যা করে।

অথবা ধুয়ে নিন। অবশিষ্ট সালফেট বা সোডিয়াম একটি দীর্ঘ ব্যাটারি জীবন চক্রের মৃত্যু। অনেকে মনে করেন: "আসুন আরও ডিওনাইজড জল ঢালা যাক এবং সবকিছু ঠিক হয়ে যাবে?" কিন্তু অত্যধিক ধোয়া কণা পৃষ্ঠের অক্সিডেশনের দিকে পরিচালিত করে, বিশেষ করে উচ্চ নিকেল সামগ্রী সহ রচনাগুলির জন্য। তারপরে আপনি বিশ্লেষণে এই অক্সাইড স্তরটি খুঁজে পান এবং এটি লিথিয়াম আয়নগুলির জন্য একটি বাধা হিসাবে কাজ করে। আমাদের একটি সম্পূর্ণ পদ্ধতি তৈরি করতে হবে: চূড়ান্ত পর্যায়ে একটি নিষ্ক্রিয় বায়ুমণ্ডল ব্যবহার করে ধোয়ার জলের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পর্যবেক্ষণ করা। এটি সেই "রান্নাঘর" যা পেটেন্টে প্লেইন টেক্সটে লেখা নেই।

সরঞ্জাম এবং এর প্রকৃতি

সরঞ্জাম সম্পর্কে কথা বলতে, কেউ যেমন খেলোয়াড়দের উল্লেখ করতে ব্যর্থ হতে পারে নাচেংডু ইজি টেকনোলজি কো.. 120 মিলিয়ন ইউয়ানের নিবন্ধিত মূলধন সহ Huaxi প্রযুক্তির অধীনে একটি ডিজাইন ইনস্টিটিউট হিসাবে 2013 সালে প্রতিষ্ঠিত, এই সংস্থাটি অনেক চীনা নির্মাতাদের সরবরাহ শৃঙ্খলে ঘন ঘন উপস্থিতি। তাদের ওয়েবসাইটyzkjhx.ruপদ্ধতিটি ভালভাবে প্রতিফলিত করে: তারা কেবল চুল্লি বা ড্রায়ার বিক্রি করে না, তবে সম্পূর্ণ চক্র প্রকৌশল অফার করে। অনুশীলনে এর মানে কি? উদাহরণস্বরূপ, আমি আলোচনা করেছি যেগুলি স্থানীয় ঘনত্বের ওঠানামা কমানোর জন্য তারা বিকারক সরবরাহ ব্যবস্থাকে পুনরায় ডিজাইন করতে সহায়তা করতে পারে।

তবে ভাল "হার্ডওয়্যার" এর সাথেও প্রযুক্তিগত প্রবিধানগুলি মূল রয়ে গেছে। আমি একটি লাইনের একটি গল্প মনে করি যেখানে লোহার অমেধ্য কমাতে একটি বিশেষ খাদ দিয়ে তৈরি চুল্লি ব্যবহার করা হয়েছিল। তারা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড সরবরাহকারী পরিবর্তন না হওয়া পর্যন্ত সবকিছুই নিখুঁত ছিল। নতুন পণ্যটি ক্লোরাইডের সামান্য উচ্চ মাত্রা দেখিয়েছে। বেশিরভাগ প্রক্রিয়ার জন্য সমালোচনামূলক নয়, কিন্তু আমাদের ক্ষেত্রে এটি ধীরে ধীরে হতে শুরু করে, স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি দ্বারা প্রায় সনাক্ত করা যায় না, খাদের সেই খুব প্রতিরক্ষামূলক স্তরটিকে ক্ষয় করে। লোহা পণ্যের মধ্যে গেল। ত্রুটিটি শুধুমাত্র সমাপ্ত কোষগুলির পরীক্ষার পর্যায়ে উপস্থিত হয়েছিল - 200 চক্রের পরে ক্ষমতা হ্রাস পেয়েছে। আমরা পুরো ব্যাচের পূর্বসূরটির একটি গভীরভাবে ICP-MS বিশ্লেষণ না করা পর্যন্ত আমরা এক সপ্তাহ ধরে কারণ অনুসন্ধান করেছি।

সুতরাং উপসংহার: সরঞ্জাম একটি সিস্টেম. আপনি থেকে সবচেয়ে দামী চুল্লি কিনতে পারেনচেংডু ইজি টেকনোলজি কো., কিন্তু যদি আপনার উৎস লবণ, জল, দোকান বায়ুমণ্ডল, এমনকি মধ্যবর্তী পণ্যের লজিস্টিক একটি একক, নিয়ন্ত্রিত লুপে নির্মিত না হয়, সামঞ্জস্যপূর্ণ গুণমান অর্জন করা হবে না। প্রায়শই এই প্রক্রিয়াগুলির সংযোগস্থলে - সংশ্লেষণ এবং ধোয়ার মধ্যে, শুকানোর এবং ক্যালসিনেশনের মধ্যে - গুণমানের প্রধান ক্ষতি ঘটে।

প্রয়োজনীয়তার বিবর্তন: NCM 523 থেকে উচ্চ-নিকেল যৌগ পর্যন্ত

পূর্বে, NCM 523 বা 622 এর আধিপত্যের সময়, অগ্রদূতের জন্য প্রয়োজনীয়তাগুলি আরও নম্র ছিল। এখন, এনসিএম 811, এনসিএ এবং আরও 90% নিকেল সহ উপকরণগুলিতে স্থানান্তরিত হওয়ার সাথে সাথে, সবকিছুই কঠোরতার ক্রম হয়ে উঠেছে। উচ্চ-নিকেল যৌগগুলি অবশিষ্ট আর্দ্রতার জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল। এমনকি জলের চিহ্নগুলি পৃষ্ঠের উপর একটি প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করতে পারে যার ফলে সমাপ্ত ব্যাটারিতে গ্যাসগুলি মুক্তি পায়। অতএব, শুকানো এবং পরবর্তী স্টোরেজ গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হয়ে উঠেছে।

আমরা ভ্যাকুয়াম শুকানোর মোড নির্বাচন করতে অনেক সময় ব্যয় করেছি। তাপমাত্রা খুব বেশি - পৃষ্ঠের অক্সিডেশন শুরু হয় এবং লিথিয়েশন পর্যায়ে লিথিয়ামের ক্ষতি হয়। খুব কম এবং আপনি গৌণ কণার ভিতরে ন্যানোক্রিস্টালগুলির মধ্যে মাইক্রোপোর থেকে শোষিত জল অপসারণ করতে সক্ষম হবেন না। নিষ্কাশন গ্যাসের শিশির বিন্দু নিয়ন্ত্রণ সহ একটি মাল্টি-স্টেজ মোড প্রবর্তন করা প্রয়োজন ছিল। এটি এমন একটি ক্ষেত্রে যেখানে প্রযুক্তি সহজ ক্যাবিনেট ড্রায়ারের বাইরে চলে গেছে।

আরেকটি বিষয় হল রূপবিদ্যা। উচ্চ শক্তির জন্য কেবল ঘন গোলকের প্রয়োজন হয় না, তবে প্রায়শই ছিদ্রযুক্ত বা এমনকি ফাঁপা কাঠামোর প্রয়োজন হয় যা সাইকেল চালানোর সময় ভলিউমেট্রিক পরিবর্তনের জন্য আরও ভাল ক্ষতিপূরণ দেয়। একটি নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে এই ধরনের কাঠামো পাওয়া নিজেই একটি শিল্প। এখানে, সমাধানের সংযোজন এবং বিশেষ মিশ্রণ মোড একটি ভূমিকা পালন করে, চুল্লিতে নির্দিষ্ট হাইড্রোডাইনামিক অবস্থা তৈরি করে। কিছু চীনা পরীক্ষাগার চমত্কার নমুনা প্রদর্শন করে, কিন্তু 10 কিউবিক মিটারের একটি শিল্প চুল্লিতে এটি পুনরাবৃত্তি করা সম্পূর্ণ ভিন্ন স্তরের জটিলতার একটি কাজ।

মান নিয়ন্ত্রণ: বিশ্বাস করবেন না, পরীক্ষা করুন

এই শিল্পে, প্যারানয়েড নিয়ন্ত্রণ আদর্শ। অগ্রদূতের প্রতিটি ব্যাচ ফেজের জন্য শুধুমাত্র স্ট্যান্ডার্ড XRD এবং রূপবিদ্যার জন্য SEM নয়। নির্দিষ্ট সারফেস এরিয়ার জন্য BET, লেজার ডিফ্র্যাকশন অ্যানালাইজার দিয়ে কণার আকারের বিশ্লেষণ (এবং তারা শুধুমাত্র D50ই নয়, পুরো ডিস্ট্রিবিউশনও দেখে, বিশেষ করে "টেল"), স্টোচিওমেট্রি এবং অমেধ্যের জন্য ICP প্রয়োজন। মূল অমেধ্য - আয়রন, সোডিয়াম, ক্যালসিয়াম, জিঙ্ক - একক বা এমনকি পিপিএম-এর দশমাংশের পর্যায়ে থাকা উচিত।

কিন্তু এই যথেষ্ট নয়। সবচেয়ে প্রকাশক পরীক্ষা হল "মুদ্রা কোষ" টাইপের পরীক্ষা কোষের উত্পাদন। এবং তাদের সম্পূর্ণ সাইক্লিং। শুধুমাত্র ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পরীক্ষাগুলি সমস্ত প্রযুক্তিগত সূক্ষ্মতার প্রকৃত প্রভাব দেখাবে: স্রাবের হার, সময়ের সাথে ক্ষমতা হ্রাস এবং প্রতিবন্ধকতা। এটি ঘটেছিল যে সমস্ত ভৌত এবং রাসায়নিক পরামিতিতে পূর্বসূরটি আদর্শ ছিল, কিন্তু কোষটি উচ্চ স্রাবের সময় অস্বাভাবিকভাবে উচ্চ ভোল্টেজ ড্রপ দেখিয়েছিল। কারণটি কণার পৃষ্ঠের সবচেয়ে পাতলা নিরাকার স্তরে থাকতে পারে, যা SEM-এর কাছে দৃশ্যমান নয়। এটি শুধুমাত্র উচ্চ-রেজোলিউশন TEM বা XPS এর মতো পদ্ধতি দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে, তবে এটি গভীরভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য।

অতএব, কর্মশালায় সর্বদা ইলেক্ট্রোড এবং কোষ উত্পাদনের জন্য একটি ছোট পাইলট লাইন থাকে। এটা একটা জানালা? পণ্যের প্রকৃত আচরণের মধ্যে। এই ধরনের প্রতিক্রিয়া ছাড়া, আপনি অন্ধভাবে কাজ. আপনি বছরের পর বছর ধরে পাউডারের ভঙ্গুরতা উন্নত করতে পারেন, তবে এটি ব্যাটারির বৈশিষ্ট্যগুলিতে কোনও প্রভাব ফেলবে না, কারণ "বাটলনেক" অন্য জায়গায় ছিল।

ভবিষ্যতের দিকে তাকিয়ে: পরবর্তী কি?

এখন সবাই উচ্চ-নিকেল যৌগ সম্পর্কে উত্সাহী, কিন্তু নতুন চ্যালেঞ্জগুলি ইতিমধ্যেই দিগন্তে দৃশ্যমান। উদাহরণস্বরূপ, কোবাল্ট-মুক্ত পদার্থ যেমন LMFP (লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ আয়রন ফসফেট) বা উচ্চ ম্যাঙ্গানিজ। পূর্বসূরীদের সংশ্লেষণের জন্য তাদের সম্পূর্ণ ভিন্ন রসায়ন রয়েছে। যদি এনসিএম-এর জন্য এটি হাইড্রোক্সাইড বা কার্বনেটের সংমিশ্রণ হয়, তবে ফসফেটের জন্য এটি ভিন্ন প্রক্রিয়া ছিল। অথবা ক্রমবর্ধমান জনপ্রিয় সলিড-স্টেট ব্যাটারি - কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটের সাথে আরও ভাল যোগাযোগের জন্য তাদের বিশেষ পৃষ্ঠ পরিবর্তনের সাথে অগ্রদূতের প্রয়োজন হতে পারে।

আরেকটি দিক হল গভীর প্রক্রিয়াকরণ। পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রযুক্তি যা পৃথক লবণে পৃথকীকরণের পর্যায়কে বাইপাস করে সরাসরি স্ক্র্যাপ ব্যাটারি থেকে একটি প্রস্তুত-তৈরি অগ্রদূত প্রাপ্ত করা সম্ভব করে। এটি এখনও ব্যয়বহুল এবং কঠিন, তবে ESG প্রয়োজনীয়তার চাপ কেবল বাড়বে। চীনা কোম্পানি, প্রকৌশল কেন্দ্র যেমনচেংডু ইজি টেকনোলজি কো., ইতিমধ্যে সক্রিয়ভাবে এই দিকে R&D পরিচালনা করছে। তাদের সম্পদের উপরyzkjhx.ruআপনি পুনর্জন্মের জন্য পাইলট উদ্ভিদ সম্পর্কে তথ্য পেতে পারেন।

সুতরাং, অনানুষ্ঠানিকভাবে সংক্ষিপ্ত করার জন্য, আমি বলব: চীনে অগ্রদূত উত্পাদনের প্রযুক্তি হিমায়িত মতবাদ নয়। এটি একটি জীবন্ত, দ্রুত বিকশিত প্রক্রিয়া, যেখানে বিশাল কারখানাগুলির বাহ্যিক ছাপের পিছনে টাইটানিকের বিবরণ লুকিয়ে থাকে। পাম্প ডোজিং নির্ভুলতা থেকে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পরীক্ষার ডেটা ব্যাখ্যা পর্যন্ত। এখানে সাফল্য সবচেয়ে বড় চুল্লি দ্বারা নয়, সমস্ত পর্যায়ে শত শত পরামিতির মধ্যে সম্পর্কের বোঝার গভীরতার দ্বারা নির্ধারিত হয়। এবং এটি সঠিকভাবে এই "নোংরা", পরীক্ষাগারে এবং পরীক্ষামূলক লাইনে নজিরবিহীন কাজ যা চীনকে এই বিভাগে নেতৃত্ব বজায় রাখতে দেয়, ক্রমাগত বার বাড়ায়।