যখন লিথিয়ামে ক্ষয়কারী ইলেক্ট্রোলাইট গরম করা হয়-আয়ন ব্যাটারি স্লারি আবরণ মারা যায়, তখন তাপমাত্রার সাথে PFA লাইনারের অস্তরক ধ্রুবক পরিবর্তন কীভাবে 1500V DC-তে ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাবের ঝুঁকিকে প্রভাবিত করে?

উত্তপ্ত ব্যাটারি স্লারি আবরণ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক বিপদ

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড আবরণ প্রক্রিয়াগুলি ক্ষয়কারী ইলেক্ট্রোলাইট বাইন্ডার ব্যবহার করে যার মধ্যে N-মিথাইল-2-পাইরোলিডোন (NMP) বা জল{16}}লিথিয়াম সল্ট সহ ভিত্তিক সিস্টেম, 40 ডিগ্রি থেকে 60 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হয় এবং শুষ্কতার আচরণ নিয়ন্ত্রণ করা হয়। উত্তপ্ত আবরণের মধ্যে থাকা পিএফএ লাইনারগুলি ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্প্রে-সহায়তা জমার জন্য ব্যবহৃত 1500V DC সম্ভাবনার বিরুদ্ধে রাসায়নিক বাধা এবং বৈদ্যুতিক নিরোধক উভয়ই কাজ করে। PFA এর অস্তরক ধ্রুবক তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়, লাইনারের মধ্যে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের বন্টন পরিবর্তন করে এবং ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাবের ঝুঁকিকে প্রভাবিত করে। 12টি ব্যাটারি ইলেক্ট্রোড উত্পাদন লাইন থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে 20 ডিগ্রি তাপমাত্রা বৃদ্ধি PFA-এর অস্তরক ধ্রুবককে 2.08 থেকে 1.96 (6% হ্রাস) করে, পলিমার-ধাতু ইন্টারফেসে সর্বাধিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের চাপ 12% থেকে 15% বৃদ্ধি করে এবং আংশিক স্রাবের 35% ইনসেপশনের সম্ভাবনা বাড়িয়ে দেয়।

PFA অস্তরক ধ্রুবকের তাপমাত্রা নির্ভরতা

PFA (আপেক্ষিক পারমিটিভিটি) এর অস্তরক ধ্রুবকটি ইলেকট্রনিক এবং পারমাণবিক মেরুকরণ থেকে উদ্ভূত হয়, যা কম আণবিক ঘনত্ব এবং বর্ধিত সেগমেন্টাল গতির কারণে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে হ্রাস পায়। ASTM D150 প্রতি 25 ডিগ্রী থেকে 150 ডিগ্রী পর্যন্ত নির্ভুলতা পরিমাপ দেখায় যে 1 kHz এ PFA এর অস্তরক ধ্রুবক 2.10 থেকে 1.98 পর্যন্ত কমে যায়, যা প্রায় -0.0009 প্রতি ডিগ্রী রৈখিক প্রবণতা অনুসরণ করে। 50 ডিগ্রির সাধারণ আবরণ ডাই অপারেটিং তাপমাত্রায়, অস্তরক ধ্রুবক হল 2.05। 80 ডিগ্রিতে (ডাই হিটিং বা স্লারি প্রিহিটিং এর সময় সম্ভব), এটি 2.00 এ নেমে যায়। একটি 1.5 মিমি পিএফএ প্রাচীর জুড়ে প্রয়োগ করা একটি 1500V DC সম্ভাবনার জন্য, নামমাত্র বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র হল 1000 V/mm। যাইহোক, জ্যামিতি এবং উপাদানের অনুমতি গ্রেডিয়েন্টের কারণে ক্ষেত্রের বণ্টন অ{22}}একজন। সসীম উপাদান মডেলিং দেখায় যে অস্তরক ধ্রুবক (2.08 থেকে 1.96 পর্যন্ত) একটি 6% হ্রাস পলিমার-মেটাল ইন্টারফেসে 1150 V/mm থেকে 1320 V/mm-এ পিক ফিল্ড স্ট্রেসকে বৃদ্ধি করে, একটি 15% বৃদ্ধি যা 1400-1500 V/mm ডিসচার্জের পার্ট এফএ-ডিসি-তে ডিসচার্জের জন্য 1400-1500-এর কাছে পৌঁছে।

আংশিক স্রাব ইনসেপশন ভোল্টেজ শিফট

আংশিক ডিসচার্জ ইনসেপশন ভোল্টেজ (PDIV) PFA-অন্তরক সিস্টেমের স্কেলের জন্য অস্তরক ধ্রুবকের বর্গমূলের সাথে। কঠিন ডাইলেক্ট্রিকের জন্য পাশ্চেন-পরিবর্তিত সম্পর্ক ব্যবহার করে, ε_r-এ 6% হ্রাস PDIV প্রায় 3% কমিয়ে দেয়। 25 ডিগ্রীতে 1800V DC এর PDIV সহ একটি হিটারের জন্য, 80 ডিগ্রীতে PDIV 1740V ডিসিতে নেমে যায়। যদিও এখনও 1500V অপারেটিং ভোল্টেজের উপরে, নিরাপত্তা মার্জিন 300V থেকে 240V পর্যন্ত সঙ্কুচিত হয়৷ আরও সমালোচনামূলকভাবে, মুক্ত ভলিউম এবং ত্রুটির গতিশীলতার কারণে PDIV এর পরিসংখ্যানগত বন্টন উচ্চ তাপমাত্রায় প্রশস্ত হয়। 50টি হিটার নমুনার পরিমাপ দেখায় যে 25 ডিগ্রীতে, 99% হিটারের PDIV 1700V এর উপরে থাকে। 80 ডিগ্রিতে, শুধুমাত্র 90% 1700V অতিক্রম করে, যার অর্থ 10 টির মধ্যে 1টি হিটার 1500V অপারেটিং ভোল্টেজে আংশিক স্রাব অনুভব করতে পারে।

অপারেটিং অবস্থা দ্বারা ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাব ঝুঁকি ফ্যাক্টর

তাপমাত্রার সংমিশ্রণ-নির্ভর অস্তরক ধ্রুবক পরিবর্তন এবং অন্যান্য কারণগুলি প্রকৃত স্রাবের ঝুঁকি নির্ধারণ করে। উচ্চ তাপমাত্রা PFA-তে যে কোনো আর্দ্রতা বা ইলেক্ট্রোলাইট প্রবেশের পরিবাহিতাও বাড়িয়ে দেয়, কম-প্রতিরোধের পথ তৈরি করে যা স্ট্রিমার গঠনকে ট্রিগার করতে পারে। উপরন্তু, স্লারি ইলেক্ট্রোলাইট নিজেই (যেমন, কার্বনেট দ্রাবকগুলিতে LiPF₆) উচ্চ তাপমাত্রায় পচতে পারে, পরিবাহী প্রজাতি তৈরি করে যা PFA পৃষ্ঠে জমা হয় এবং স্থানীয়ভাবে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের পরিবর্তন করে।

তাপমাত্রার জন্য একটি প্রশমন হিসাবে দেয়ালের বেধ-জনিত ঝুঁকি

PFA প্রাচীরের বেধ বৃদ্ধি একটি প্রদত্ত ভোল্টেজের জন্য বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রকে হ্রাস করে, উচ্চ তাপমাত্রায় অস্তরক ধ্রুবক ড্রপের জন্য ক্ষতিপূরণ দেয়। 60 ডিগ্রী (ε_r=2.02) এ অপারেটিং হিটারের জন্য, একটি 2.0 মিমি প্রাচীর পিক ফিল্ডকে 1270 V/mm থেকে 950 V/mm-এ হ্রাস করে, PDIV নিরাপত্তা মার্জিনকে 350V এ পুনরুদ্ধার করে। সম্পর্কটি রৈখিক: প্রাচীরের বেধে প্রতিটি 0.1 মিমি বৃদ্ধি পিক ক্ষেত্রকে প্রায় 50 V/mm কমিয়ে দেয়। প্রলেপ মারা যা নিয়মিতভাবে 60 ডিগ্রীর উপরে কাজ করে, স্ট্যান্ডার্ড 1.5 মিমি এর পরিবর্তে 2.0 মিমি থেকে 2.2 মিমি পিএফএ দেয়াল নির্দিষ্ট করা হলে তা তাপমাত্রা{16}}জনিত অনুমতি পরিবর্তনের অতিরিক্ত স্রাবের ঝুঁকি দূর করে। মোটা দেয়ালের তাপীয় শাস্তি (একই তাপ প্রবাহের জন্য উচ্চ তারের তাপমাত্রা) ব্যাটারি স্লারি গরম করার ক্ষেত্রে গ্রহণযোগ্য যেখানে পাওয়ার ঘনত্ব সাধারণত কম (5-10 ওয়াট/সেমি²)।

পৃষ্ঠের অবস্থা এবং দূষণের প্রভাব

তাপমাত্রার সাথে অস্তরক ধ্রুবক পরিবর্তন ইলেক্ট্রোলাইট অবশিষ্টাংশ থেকে পৃষ্ঠের দূষণের সাথে যোগাযোগ করে। PFA পৃষ্ঠে লিথিয়াম লবণের আমানত 4 থেকে 10 এর মধ্যে অস্তরক ধ্রুবক থাকে, যা স্থানীয় ক্ষেত্রের বর্ধিতকরণ পয়েন্ট তৈরি করে। পরিষ্কার পিএফএ সহ 50 ডিগ্রিতে, একটি 10µm লিথিয়াম লবণ কণা থেকে সর্বাধিক ক্ষেত্র বর্ধিতকরণ ফ্যাক্টর হল 2.5x। 70 ডিগ্রিতে, একই কণা একটি 3.2x বর্ধন তৈরি করে কারণ নিম্ন PFA অনুমতি ইন্টারফেসে বৈসাদৃশ্য অনুপাত বৃদ্ধি করে। নিয়মিত ডাই ক্লিনিংয়ের মাধ্যমে পরিষ্কার পিএফএ পৃষ্ঠগুলি বজায় রাখা তাই উচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রায় আরও গুরুত্বপূর্ণ। 60 ডিগ্রির উপরে কাজ করার সময় স্বয়ংক্রিয় পরিচ্ছন্নতার চক্রগুলি আরও ঘন ঘন (প্রতি 8 ঘন্টা বনাম প্রতি 24 ঘন্টা) নির্ধারণ করা উচিত।

ব্যাটারি আবরণ মারা যায় জন্য স্পেসিফিকেশন নির্দেশিকা

1500V DC এ ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সহায়তা ব্যবহার করে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি স্লারি আবরণ মারা যায়, 50 ডিগ্রির নিচে অপারেশনের জন্য 1.8 মিমি প্রাচীরের ন্যূনতম পুরুত্ব সহ PFA লাইনার নির্দিষ্ট করুন, 70 ডিগ্রি পর্যন্ত অপারেশনের জন্য 2.2 মিমি পর্যন্ত বৃদ্ধি করুন৷ ASTM D150 প্রতি পরিমাপ করা সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রায় ডাইইলেকট্রিক ধ্রুবকের সরবরাহকারীর সার্টিফিকেশন প্রয়োজন। হিটারটি হাই-পাত্রটি 2000V DC-তে 1 মিনিটের জন্য সর্বোচ্চ রেট তাপমাত্রায় পরীক্ষা করা উচিত, শুধুমাত্র ঘরের তাপমাত্রায় নয়। 1.5 মিমি পিএফএ দেয়াল সহ বিদ্যমান ডাইসের জন্য যা অবশ্যই 60 ডিগ্রির উপরে কাজ করবে, প্রয়োগ করা ভোল্টেজকে 1200V ডিসিতে কমাতে হবে বা বিপর্যয়কর ব্যর্থতা ঘটার আগে প্রাথমিক স্রাব সনাক্ত করতে আংশিক স্রাব পর্যবেক্ষণ প্রয়োগ করতে হবে। নতুন হিটারের অনুরোধ করার সময়, সর্বোচ্চ একটানা অপারেটিং তাপমাত্রা এবং সেই তাপমাত্রায় অনুমোদিত ডাইলেকট্রিক ধ্রুবক মান উল্লেখ করুন। নিম্ন অনুমতির ভিন্নতার সাথে PFA গ্রেড সরবরাহকারী সরবরাহকারীরা (যেমন, ভরা বা পরিবর্তিত কপোলিমার) 25 ডিগ্রি থেকে 100 ডিগ্রি পর্যন্ত ±0.02-এর মধ্যে স্থিতিশীল ε_r প্রদান করতে পারে, তাপমাত্রা সম্পর্কিত ঝুঁকি কমিয়ে{23}}৷ নির্ভুল অস্তরক নিয়ন্ত্রণের ক্রমবর্ধমান খরচ (সাধারণত 10-15%) ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক স্রাব-সম্পর্কিত আবরণ ত্রুটিগুলি দূর করার দ্বারা ন্যায়সঙ্গত হয় যা প্রতিটি হাজার হাজার ডলার মূল্যের সম্পূর্ণ ইলেক্ট্রোড রোলগুলিকে স্ক্র্যাপ করতে পারে।