ဂရပ်ဖိုက်၏ porosity သည် electrodes များ၏စွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် မည်သို့သက်ရောက်မှုရှိသနည်း။

ဂရပ်ဖိုက် porosity ၏ လျှပ်ကူးပစ္စည်းစွမ်းဆောင်ရည်အပေါ် သက်ရောက်မှုသည် အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစွမ်းဆောင်ရည်၊ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ၊ polarization အပြုအမူ၊ ዑပစဉ်တည်ငြိမ်မှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများအပါအဝင် ရှုထောင့်များစွာတွင် ထင်ရှားသည်။ အဓိကယန္တရားများကို အောက်ပါယုတ္တိဗေဒဆိုင်ရာ မူဘောင်မှတစ်ဆင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာနိုင်သည်-

I. အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစွမ်းဆောင်ရည်- Porosity သည် Electrolyte ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုနှင့် အိုင်းယွန်းပျံ့နှံ့မှုလမ်းကြောင်းများကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

အပေါက်များခြင်း

• အားသာချက်များ- အီလက်ထရိုလိုက် ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုအတွက် လမ်းကြောင်းများ ပိုမိုပေးစွမ်းပြီး အီလက်ထရုတ်အတွင်း အိုင်းယွန်းပျံ့နှံ့မှုကို အရှိန်မြှင့်တင်ပေးကာ အထူးသဖြင့် အမြန်အားသွင်းသည့် အခြေအနေများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ gradient porous electrode ဒီဇိုင်း (မျက်နှာပြင်အလွှာတွင် porosity 35% နှင့် အောက်ခြေအလွှာတွင် 15%) သည် အီလက်ထရုတ်မျက်နှာပြင်တွင် လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း သယ်ယူပို့ဆောင်မှုကို မြန်ဆန်စေပြီး ဒေသတွင်းစုပုံမှုကို ရှောင်ရှားပြီး လီသီယမ် dendrite ဖွဲ့စည်းမှုကို ဖိနှိပ်ပေးပါသည်။
• အန္တရာယ်များ- porosity အလွန်အမင်းမြင့်မားခြင်း (>40%) သည် electrolyte ဖြန့်ဖြူးမှု မညီမညာဖြစ်ခြင်း၊ အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးလမ်းကြောင်းများ ရှည်လျားခြင်း၊ polarization တိုးလာခြင်းနှင့် charge/discharge စွမ်းဆောင်ရည် လျော့ကျခြင်းတို့ကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

အပေါက်ငယ်များ

• အားသာချက်များ- အီလက်ထရိုလိုက်ယိုစိမ့်မှုအန္တရာယ်များကို လျှော့ချပေးပြီး၊ လျှပ်ကူးပစ္စည်းထုပ်ပိုးမှုသိပ်သည်းဆကို မြှင့်တင်ပေးကာ စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို တိုးတက်ကောင်းမွန်စေပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ CATL သည် ဂရပ်ဖိုက်အမှုန်အရွယ်အစားဖြန့်ဖြူးမှုကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် ဘက်ထရီစွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို ၈% တိုးမြှင့်ပေးခဲ့ပြီး porosity ကို ၁၅% လျှော့ချပေးခဲ့သည်။
• အန္တရာယ်များ- porosity အလွန်အမင်းနည်းခြင်း (<10%) သည် electrolyte wetting range ကို ကန့်သတ်ထားပြီး၊ အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကို တားဆီးကာ၊ အထူးသဖြင့် localized polarization ကြောင့် ထူထဲသော electrode ဒီဇိုင်းများတွင် စွမ်းရည်ယိုယွင်းမှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးသည်။

II. စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆ- တက်ကြွသောပစ္စည်းအသုံးပြုမှုနှင့် ပေါက်ပြဲမှုကို ဟန်ချက်ညီစေခြင်း

အကောင်းဆုံး အပေါက်ငယ်များ
လျှပ်ကူးပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံတည်ငြိမ်မှုကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် လုံလောက်သောအားသွင်းသိုလှောင်မှုနေရာပေးသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ porosity မြင့်မားသော (>60%) ရှိသော supercapacitor လျှပ်ကူးပစ္စည်းများသည် သီးခြားမျက်နှာပြင်ဧရိယာတိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် အားသွင်းသိုလှောင်မှုစွမ်းရည်ကို မြှင့်တင်ပေးသော်လည်း တက်ကြွသောပစ္စည်းအသုံးပြုမှုလျော့နည်းသွားခြင်းကိုကာကွယ်ရန် လျှပ်ကူးပစ္စည်းများလိုအပ်သည်။

အလွန်အမင်း စိမ့်ဝင်လွယ်ခြင်း-

• အလွန်အကျွံ- တက်ကြွသောပစ္စည်းဖြန့်ဖြူးမှုကို နည်းပါးစေပြီး၊ ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် ဓာတ်ပြုမှုများတွင် ပါဝင်သော လီသီယမ်အိုင်းယွန်းအရေအတွက်ကို လျော့ကျစေပြီး စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆကို လျော့ကျစေသည်။
• မလုံလောက်ခြင်း- သိပ်သည်းဆများလွန်းသော အီလက်ထရုတ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး လစ်သီယမ်-အိုင်းယွန်း အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု/အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု ပျက်ယွင်းစေခြင်းနှင့် စွမ်းအင်ထွက်ရှိမှုကို ကန့်သတ်ခြင်းတို့ ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အပေါက်ငယ်များ အလွန်အမင်းမြင့်မားသော (၂၀-၃၀%) ရှိသော ဂရပ်ဖိုက် ဘိုင်ပိုလာပြားများသည် လောင်စာဆဲလ်များတွင် လောင်စာယိုစိမ့်မှုကို ဖြစ်စေပြီး အပေါက်ငယ်များ အလွန်အမင်းနည်းပါးခြင်းသည် ကြွပ်ဆတ်ခြင်းနှင့် ထုတ်လုပ်မှု အက်ကွဲခြင်းများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

III။ ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်းအပြုအမူ- စိမ့်ဝင်နိုင်မှုသည် လက်ရှိဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ဗို့အားတည်ငြိမ်မှုကို လွှမ်းမိုးသည်

Porosity မညီညာမှု:
အီလက်ထရုဒ်တစ်လျှောက် ပြားချပ်ချပ် porosity များ ကွဲပြားမှုများသည် မညီမျှသော ဒေသတွင်း လျှပ်စီးကြောင်းသိပ်သည်းဆများကို ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အလွန်အကျွံအားသွင်းခြင်း သို့မဟုတ် အလွန်အကျွံအားလျော့ခြင်းအန္တရာယ်များကို တိုးမြင့်စေသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ porosity မညီညာမှုမြင့်မားသော ဂရပ်ဖိုက်အီလက်ထရုဒ်များသည် 2C နှုန်းထားများတွင် မတည်ငြိမ်သော discharge curves များကို ပြသသော်လည်း၊ uniform porosity သည် state-of-charge (SOC) consistency ကို ထိန်းသိမ်းထားပြီး active material utility ကို တိုးတက်စေသည်။

ရောင်ပြန်ဟပ်မှု ဒီဇိုင်း-
အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးအတွက် အပေါက်များသော မျက်နှာပြင်အလွှာ (၃၅%) နှင့် ဖွဲ့စည်းပုံတည်ငြိမ်မှုအတွက် အပေါက်နည်းသော အောက်ခြေအလွှာ (၁၅%) ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် ပိုလာရိုက်ဇေးရှင်းဗို့အားကို သိသိသာသာလျော့ကျစေသည်။ စမ်းသပ်ချက်များအရ အလွှာသုံးလွှာပါ gradient porosity အီလက်ထရုတ်များသည် တစ်ပြေးညီဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက 4C နှုန်းထားများတွင် 20% ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းရည်ထိန်းသိမ်းမှုနှင့် 1.5x ပိုရှည်သော လည်ပတ်မှုသက်တမ်းကို ရရှိကြောင်း ပြသထားသည်။

IV။ သံသရာတည်ငြိမ်မှု- ဖိစီးမှုဖြန့်ဖြူးမှုတွင် porosity ၏ အခန်းကဏ္ဍ

သင့်လျော်သော အပေါက်များ
အားသွင်း/အားလျော့ ዑደብများအတွင်း ထုထည် ချဲ့ထွင်/ကျုံ့ခြင်း ဖိစီးမှုများကို လျော့ပါးစေပြီး၊ ဖွဲ့စည်းပုံ ပြိုကျနိုင်ခြေကို လျှော့ချပေးသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ၁၅–၂၅% porosity ရှိသော လီသီယမ်-အိုင်းယွန်း ဘက်ထရီ အီလက်ထရုတ်များသည် ၅၀၀ ကြိမ် လည်ပတ်ပြီးနောက် >၉၀% စွမ်းရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားနိုင်သည်။

အလွန်အမင်း စိမ့်ဝင်လွယ်ခြင်း-

• အလွန်အကျွံဖြစ်ခြင်း- အီလက်ထရုတ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာအစွမ်းသတ္တိကို အားနည်းစေပြီး၊ ထပ်ခါတလဲလဲလည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း အက်ကွဲခြင်းနှင့် စွမ်းရည်လျင်မြန်စွာယိုယွင်းခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။
• မလုံလောက်ခြင်း- ဖိစီးမှုပြင်းအားကို တိုးစေပြီး၊ လျှပ်စီးကြောင်းစုဆောင်းကိရိယာမှ အီလက်ထရုတ်ကို ပြတ်တောက်စေပြီး အီလက်ထရွန်စီးကူးလမ်းကြောင်းများကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေနိုင်သည်။

V. စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများ- လျှပ်ကူးပစ္စည်းလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် တာရှည်ခံမှုအပေါ် porosity ၏ သက်ရောက်မှု

ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ-
အပေါက်များသော အီလက်ထရုဒ်များသည် အပေါက်များပြိုကျခြင်းကို ကာကွယ်ရန်အတွက် အထူးပြု calendering နည်းစနစ်များ လိုအပ်ပြီး အပေါက်နည်းသော အီလက်ထရုဒ်များသည် လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ကြွပ်ဆတ်မှုကြောင့် အက်ကွဲခြင်းများ ဖြစ်လွယ်ပါသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အပေါက် ၃၀% ကျော်ရှိသော ဂရပ်ဖိုက် ဘိုင်ပိုလာပြားများသည် အလွန်ပါးလွှာသောဖွဲ့စည်းပုံများ (<1.5 mm) ရရှိရန် ရုန်းကန်ရပါသည်။

ရေရှည်တည်တံ့မှု-
porosity သည် electrode corrosion rates များနှင့် အပြုသဘောဆောင်သော ဆက်စပ်မှုရှိသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ လောင်စာဆဲလ်များတွင် graphite bipolar plate porosity ၁၀% တိုးလာတိုင်း corrosion rates ၃၀% မြင့်တက်လာပြီး porosity ကို လျှော့ချရန်နှင့် သက်တမ်းတိုးရန် မျက်နှာပြင်အပေါ်ယံလွှာများ (ဥပမာ၊ silicon carbide) လိုအပ်လာသည်။

VI. အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်း ဗျူဟာများ- Porosity ၏ “ရွှေအချိုး”

အသုံးချမှု-သီးသန့် ဒီဇိုင်းများ-

• အမြန်အားသွင်းဘက်ထရီများ- အပေါက်များသော မျက်နှာပြင်အလွှာ (၃၀-၄၀%) နှင့် အပေါက်နည်းသော အောက်ခြေအလွှာ (၁၀-၁၅%) ပါရှိသော gradient porosity။
• စွမ်းအင်သိပ်သည်းဆမြင့်ဘက်ထရီများ- အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကို မြှင့်တင်ရန်အတွက် ကာဗွန်နာနိုပြွန် လျှပ်ကူးကွန်ရက်များနှင့် တွဲဖက်ထားပြီး 15–25% တွင် ထိန်းချုပ်ထားသော porosity။
• အလွန်အမင်းပတ်ဝန်းကျင်များ (ဥပမာ၊ အပူချိန်မြင့်လောင်စာဆဲလ်များ): ဓာတ်ငွေ့ယိုစိမ့်မှုကို လျှော့ချရန်အတွက် porosity <10%၊ စိမ့်ဝင်နိုင်စွမ်းကို ထိန်းသိမ်းရန်အတွက် nanoporous ဖွဲ့စည်းပုံများ (<2 nm) နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။

နည်းပညာဆိုင်ရာ လမ်းကြောင်းများ-

• ပစ္စည်းပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း- ဂရပ်ဖစ်ဓာတ်ပြောင်းလဲမှုမှတစ်ဆင့် မူလပေါက်များဖြစ်ပေါ်မှုကို လျှော့ချခြင်း သို့မဟုတ် ပစ်မှတ်ထားပေါက်များထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အပေါက်များဖွဲ့စည်းပေးသည့် အေးဂျင့်များ (ဥပမာ NaCl) ကို ထည့်သွင်းခြင်း။
• ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံဆိုင်ရာ ဆန်းသစ်တီထွင်မှု- ဇီဝတုပသည့် အပေါက်ကွန်ရက်များ (ဥပမာ၊ အရွက်သွေးကြောဖွဲ့စည်းပုံများ) ကို ဖန်တီးရန် 3D ပုံနှိပ်ခြင်းကို အသုံးပြုပြီး အိုင်းယွန်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာအစွမ်းသတ္တိ၏ ပေါင်းစပ်ညှိနှိုင်းမှုအကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ပေးသည်။