ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗ କ୍ଷେତ୍ରରେ (ଯେପରିକି ଲିଥିୟମ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ ପାଇଁ କ୍ୟାଥୋଡ୍) ଗ୍ରାଫିଟାଇଜଡ୍ ପେଟ୍ରୋଲିୟମ୍ କୋକ୍ ପାଇଁ ସୂଚକାଙ୍କ ଆବଶ୍ୟକତାର ମୁଖ୍ୟ କେନ୍ଦ୍ରବିନ୍ଦୁ କ’ଣ?

ଦୁଇଟି ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରୟୋଗ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଗ୍ରାଫାଇଟାଇଜଡ୍ ପେଟ୍ରୋଲିୟମ୍ କୋକ୍ ପାଇଁ ଭିନ୍ନ ସୂଚକାଙ୍କ ଆବଶ୍ୟକତା: ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ୍ କ୍ୟାଥୋଡ୍

ଗ୍ରାଫିଟାଇଜଡ୍ ପେଟ୍ରୋଲିୟମ୍ କୋକ୍ ପାଇଁ ସୂଚକାଙ୍କ ଆବଶ୍ୟକତା ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍ ଏବଂ ଆଲୁମିନିୟମ୍ କ୍ୟାଥୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ରାସାୟନିକ ଗଠନ, ଭୌତିକ ଗଠନ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପାର୍ଥକ୍ୟ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ। ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରାଥମିକତାଗୁଡ଼ିକୁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ଭାବରେ ସଂକ୍ଷେପ କରାଯାଇଛି:

I. ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍: କୋର ଭାବରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ଗଠନାତ୍ମକ ସ୍ଥିରତା ସହିତ ବିଚାର କରାଯାଏ

1. କମ୍ ସଲଫର ପରିମାଣ (<0.5%)
   ଗ୍ରାଫିଟାଇଜେସନ୍ ସମୟରେ ସଲଫର ଅବଶିଷ୍ଟାଂଶ ସ୍ଫଟିକ ସଙ୍କୋଚନ ଏବଂ ପ୍ରସାରଣକୁ ପ୍ରେରଣା ଦେଇପାରେ, ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଫ୍ରାକ୍ଚର ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହା ସହିତ, ସଲଫର ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ଗ୍ୟାସ୍ ଛାଡିପାରେ, ଯାହା କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଇଣ୍ଟରଫେଜ୍ (SEI) ଫିଲ୍ମକୁ କ୍ଷତି ପହଞ୍ଚାଏ ଏବଂ ଅପରିବର୍ତ୍ତନୀୟ କ୍ଷମତା କ୍ଷତି ଘଟାଇପାରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, GB/T 24533-2019 ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍‌ରେ ବ୍ୟବହୃତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପାଇଁ କଠୋର ସଲଫର କଣ୍ଟେଣ୍ଟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣକୁ ନିର୍ଦ୍ଦେଶ ଦିଏ।
2. କମ୍ ପାଉଁଶ ପରିମାଣ (≤0.15%)
   ପାଉଁଶରେ ଥିବା ଧାତବ ଅଶୁଦ୍ଧତା (ଯଥା, ସୋଡିୟମ୍, ଲୁହା) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବିଘଟନକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରେ, ବ୍ୟାଟେରୀ ଅବକ୍ଷୟକୁ ତ୍ୱରାନ୍ୱିତ କରେ। ସୋଡିୟମ୍ ଅଶୁଦ୍ଧତା ଆନୋଡ୍ ମଧୁମେହ ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ମଧ୍ୟ ଟ୍ରିଗର କରିପାରେ, ଯାହା ଚକ୍ର ଜୀବନକୁ ହ୍ରାସ କରେ। ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପାଉଁଶ ପରିମାଣକୁ 0.15% ତଳେ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ "ତିନି-ଉଚ୍ଚ" ପ୍ରକ୍ରିୟା (ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା, ଉଚ୍ଚ ଚାପ, ଉଚ୍ଚ-ଶୁଦ୍ଧତା କଞ୍ଚାମାଲ) ଆବଶ୍ୟକ କରେ।
3. ଉଚ୍ଚ ସ୍ଫଟିକତା ଏବଂ ଅଭିମୁଖୀ ବ୍ୟବସ୍ଥା
   • ଉଚ୍ଚ ସତ୍ୟ ଘନତା: ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସ୍ଫଟିକତାକୁ ପ୍ରତିଫଳିତ କରେ; ଉଚ୍ଚ ସତ୍ୟ ଘନତା ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ପ୍ରବେଶ/ନିଷ୍କାସନ ପାଇଁ କ୍ରମିକ ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକୁ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ, ହାର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରେ।
   • ନିମ୍ନ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ: ନିଡଲ୍ କୋକ୍, ଏହାର ତନ୍ତୁମୟ ଗଠନ ସହିତ, ସ୍ପଞ୍ଜ କୋକ୍ ତୁଳନାରେ 30% କମ୍ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, ଚାର୍ଜ/ଡିସଚାର୍ଜ ଚକ୍ର ସମୟରେ ଆୟତନ ପ୍ରସାରଣକୁ ହ୍ରାସ କରେ (ଯଥା, ଆନିସୋଟ୍ରୋପିକ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ C-ଅକ୍ଷ ସହିତ ପ୍ରସାରିତ ହୁଏ, ଯାହା ବ୍ୟାଟେରୀ ଫୁଲିଯାଏ)।
4. ସନ୍ତୁଳିତ କଣିକା ଆକାର ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ରଫଳ
   • ବିସ୍ତୃତ କଣିକା ଆକାର ବଣ୍ଟନ: ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ହୋଇଥିବା D10, D50, ଏବଂ D90 ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ଛୋଟ କଣିକାଗୁଡ଼ିକୁ ବଡ଼ କଣିକାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଖାଲି ସ୍ଥାନ ପୂରଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ଟ୍ୟାପ୍ ଘନତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ (ଉଚ୍ଚ ଟ୍ୟାପ୍ ଘନତା ପ୍ରତି ୟୁନିଟ୍ ଭଲ୍ୟୁମ୍ ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀ ଲୋଡିଂକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ, ଯଦିଓ ଅତ୍ୟଧିକ ସ୍ତର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଓଦା କରିବା କ୍ଷମତାକୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ)।
   • ମଧ୍ୟମ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର: ଉଚ୍ଚ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ପୃଷ୍ଠ କ୍ଷେତ୍ର (>10 m²/g) ଲିଥିୟମ-ଆୟନ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ପଥକୁ ଛୋଟ କରିଥାଏ, ହାର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ, କିନ୍ତୁ SEI ଫିଲ୍ମ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ, ପ୍ରାରମ୍ଭିକ କୁଲୋମ୍ବିକ ଦକ୍ଷତା (ICE)କୁ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ।
5. ଉଚ୍ଚ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ କୁଲୋମ୍ବିକ ଦକ୍ଷତା (≥92.6%)
   ପ୍ରଥମ ଚାର୍ଜ/ଡିସଚାର୍ଜ ଚକ୍ର ସମୟରେ SEI ଗଠନ ସମୟରେ ଲିଥିୟମ ବ୍ୟବହାରକୁ କମ କରିବା ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ବଜାୟ ରଖିବା ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ। ମାନକଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଡିସଚାର୍ଜ କ୍ଷମତା ≥350.0 mAh/g ଏବଂ ICE ≥92.6% ଆବଶ୍ୟକ।

II. ଆଲୁମିନିୟମ କ୍ୟାଥୋଡ୍: ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରାଥମିକତା ଭାବରେ ପରିବାହିତା ଏବଂ ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ

1. ଗ୍ରେଡେଡ୍ ସଲଫର୍ କଣ୍ଟେଣ୍ଟ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ
   • କମ୍-ସଲଫର କୋକ୍ (S < 0.8%): ଇସ୍ପାତ ତିଆରି ସମୟରେ ସଲଫର-ପ୍ରେରିତ ଗ୍ୟାସ୍ ଫୁଲିବା ଏବଂ ଫାଟିବା ରୋକିବା ପାଇଁ ପ୍ରିମିୟମ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍‌ରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ପ୍ରତି ଟନ୍ ଇସ୍ପାତ ବ୍ୟବହାର ହ୍ରାସ କରେ (ଯଥା, ଗୋଟିଏ ଉଦ୍ୟୋଗ କମ୍-ସଲଫର କୋକ୍ ବ୍ୟବହାର କରି ଆନୋଡ୍ ବ୍ୟବହାର 12% ହ୍ରାସ କରେ)।
   • ମଧ୍ୟମ-ସଲଫର କୋକ୍ (S 2%–4%): ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ଆନୋଡ୍ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ, ମୂଲ୍ୟ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସନ୍ତୁଳନ କରେ।
2. ଉଚ୍ଚ ପାଉଁଶ ସହନଶୀଳତା (ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଅପରିଷ୍କାର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ସହିତ)
   ଆଲୁମିନିୟମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ କରେଣ୍ଟ ଦକ୍ଷତାରେ ସାମୟିକ ହ୍ରାସକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ ପାଉଁଶରେ ଭାନାଡିୟମ୍ ପରିମାଣ ≤0.03% ହେବା ଆବଶ୍ୟକ। ଆନୋଡ୍ ମଧୁର ଅକ୍ସିଡେସନକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ସୋଡିୟମ୍ ଅଶୁଦ୍ଧତାକୁ କଠୋର ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଆବଶ୍ୟକ।
3. ଉଚ୍ଚ ସ୍ଫଟିକତା ଏବଂ ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ
   ସୂଇ କୋକ୍ ଏହାର ତନ୍ତୁମୟ ଗଠନ ପାଇଁ ପସନ୍ଦ କରାଯାଏ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ ଘନତ୍ୱ, ଶକ୍ତି, କମ ଆବ୍ଲେସନ୍ ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଥର୍ମାଲ୍ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ଆଲୁମିନିୟମ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ସମୟରେ ବାରମ୍ବାର ଥର୍ମାଲ୍ ଉନ୍ନୀତତା ସହ୍ୟ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ। ଏକ ନିମ୍ନ ଥର୍ମାଲ୍ ବିସ୍ତାର ଗୁଣାଙ୍କ ସାଂରଚନିକ କ୍ଷତିକୁ କମ କରିଥାଏ, କ୍ୟାଥୋଡ୍ ଜୀବନକାଳ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।
4. କଣିକାର ଆକାର ଏବଂ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଶକ୍ତି
   • ପସନ୍ଦିତ ଗଣ୍ଠି କଣିକା: ପରିବହନ ଏବଂ କ୍ୟାଲସିନେସନ୍ ସମୟରେ ଭାଙ୍ଗିବାକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ ପାଉଡର କୋକ୍ ପରିମାଣକୁ ହ୍ରାସ କରେ, ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଦୃଢ଼ତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।
   • କାଲସାଇଣ୍ଡ କୋକର ଉଚ୍ଚ ଅନୁପାତ: ଚଳକତା ଏବଂ କ୍ଷରଣ ପ୍ରତିରୋଧକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଆଲୁମିନିୟମ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲିସିସ୍ ଆନୋଡରେ 70% କାଲସାଇଣ୍ଡ କୋକ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
5. ଉଚ୍ଚ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହୀତା
   ନିଡଲ୍ କୋକ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ 100,000 A କରେଣ୍ଟ ବହନ କରିପାରେ, ପ୍ରତି ଫର୍ଣ୍ଣେସରେ 25 ମିନିଟ୍ ଇସ୍ପାତ ତିଆରି ଦକ୍ଷତା ଏବଂ ପାରମ୍ପରିକ କୋକ୍ ଅପେକ୍ଷା ତିନି ଗୁଣ ଅଧିକ ବାହ୍ୟତା ହାସଲ କରେ, ଯାହା ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ ଯଥେଷ୍ଟ ହ୍ରାସ କରେ।

III. ମୂଳ ପାର୍ଥକ୍ୟ ସାରାଂଶ

IV. ଶିଳ୍ପ ଧାରା

• ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଆନୋଡ୍: ନୂତନ ନ୍ୟୁକ୍ଲିୟର-ସଂରଚିତ କୋକ୍ (ରେଡିଆଲ୍ ଟେକ୍ସଚର୍) ଏବଂ ପିଚ୍-ପରିବର୍ତ୍ତିତ କାଲସାଇଣ୍ଡ୍ କୋକ୍ (କଠିନ କାର୍ବନ ଆନୋଡ୍ ଚକ୍ର ଜୀବନକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିବା) ଶକ୍ତି ଘନତା ଏବଂ ଚକ୍ର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଗବେଷଣାର ଉତ୍କର୍ଷସ୍ଥଳ ପାଲଟିଛି।
• ଆଲୁମିନିୟମ କ୍ୟାଥୋଡ୍: ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଗ୍ରାଇଣ୍ଡିଂ ପାଇଁ 750 ମିମି ବଡ଼-ସ୍କେଲ ସୂଇ କୋକ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଏବଂ ମଧ୍ୟମ-ସଲଫର୍ କୋକ୍ ପାଇଁ ବଢ଼ୁଥିବା ଚାହିଦା ଉଚ୍ଚ ପରିବାହୀତା ଏବଂ ପରିଧାନ ପ୍ରତିରୋଧକତା ଆଡ଼କୁ ସାମଗ୍ରୀ ବିକାଶକୁ ପ୍ରେରଣା ଦେଉଛି।