धनात्मक इलेक्ट्रोड के लिए एल्युमिनियम पन्नी का उपयोग क्यों किया जाता है?
कैथोड को सक्रिय सामग्री, प्रवाहकीय योजक, बाइंडर और एनएमपी के घोल को एल्युमिनियम फॉयल पर लेप करके बनाया जाता है जिसे करंट कलेक्टर कहा जाता है और फिर घोल को सुखाया जाता है। एल्युमिनियम फॉयल का इस्तेमाल अक्सर पॉजिटिव इलेक्ट्रोड के लिए करंट कलेक्टर के रूप में किया जाता है।
तो फिर एल्युमिनियम फॉयल का इस्तेमाल क्यों करें? इसका कारण नीचे बताया गया है।
(1) इलेक्ट्रोलाइट्स और एंटीऑक्सीडेंट के प्रति प्रतिरोध जैसे गुण होने चाहिए
अल फ़ॉइल की सतह ऑक्साइड फ़िल्म से ढकी होती है, जो Al2O3 की निष्क्रिय अवस्था है, इसलिए यह इलेक्ट्रोलाइट और ऑक्सीकरण के लिए प्रतिरोधी है। इसलिए, इसका उपयोग करने का एक कारण यह है कि यह लंबे समय के बाद भी खराब नहीं होगा। हालाँकि, Al2O3 फ़िल्म की मौजूदगी मिश्रित सामग्रियों के साथ संपर्क प्रतिरोध को बढ़ाती है, और कई कंपनियाँ सतह को खुरदरा करके संपर्क प्रतिरोध को कम करने के लिए कड़ी मेहनत कर रही हैं।
(2) लिथियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातु सकारात्मक इलेक्ट्रोड की कार्यशील क्षमता सीमा के भीतर नहीं बनती है।
लिथियम-आयन बैटरियों में एक गंभीर समस्या एल्युमिनियम के साथ प्रतिक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप लिथियम-एल्युमिनियम मिश्र धातु का निर्माण होता है। जब बैटरी संचालन (चार्जिंग और डिस्चार्जिंग) के दौरान Li-Al मिश्र धातु का निर्माण होता है, तो Li की खपत होती है, जिससे क्षमता में अचानक गिरावट आती है, और Al करंट कलेक्टर फ़ॉइल से अलग हो जाता है, जिससे बैटरी तेज़ी से पुरानी हो जाती है।
यहाँ, हम संक्षेप में धनात्मक इलेक्ट्रोड की कार्यशील क्षमता के बारे में बताते हैं। बैटरी का टर्मिनल वोल्टेज धनात्मक इलेक्ट्रोड की कार्यशील क्षमता है - ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की कार्यशील क्षमता। बैटरी टर्मिनल वोल्टेज लगभग 2-4V से लेकर, उपयोग की गई सक्रिय सामग्री पर निर्भर करता है। इसलिए, डिज़ाइन के अनुसार, धनात्मक इलेक्ट्रोड Li+/Li की तुलना में लगभग 3-4.2V की उच्च क्षमता पर संचालित होता है।
दूसरी ओर, उपर्युक्त Li-Al मिश्र धातु की गठन क्षमता Li+/Li के सापेक्ष लगभग 0.6V है, जो सकारात्मक इलेक्ट्रोड की ऑपरेटिंग संभावित सीमा से परे है, इसलिए Li- के गठन के बारे में चिंता करने की कोई आवश्यकता नहीं है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु, यह एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करने के कारणों में से एक है।
(3) कम लागत और हल्का वजन
एल्युमिनियम फॉयल का इस्तेमाल सस्ता और हल्का होता है, यही वजह है कि इसका इस्तेमाल किया जाता है। लिथियम-आयन बैटरी के लिए, आंतरिक प्रतिरोध को कम करना महत्वपूर्ण है, जिसे Al फॉयल या Cu फॉयल के संपर्क प्रतिरोध को कम करके कम किया जा सकता है।
