اصلی کثافت (ملی گرام/سینٹی میٹر2):رقبے کی کثافت سے مراد ماس فی یونٹ رقبہ ہے، جو اس صورت میں ہے (حجم کو نظر انداز کرتے ہوئے خطے کا فی یونٹ رقبہ)۔
کمپیکٹڈ کثافت (g/cm3):کمپیکٹ شدہ کثافت ایک یونٹ کے حجم میں موجود بڑے پیمانے کی نشاندہی کرتی ہے، جس کا خود مواد کی خصوصیات سے بہت زیادہ تعلق ہے۔
موٹائی:مواد اور ورق کی کل موٹائی عام طور پر مائکرون (μm) میں ظاہر کی جاتی ہے۔
اصلی کثافت (g/cm3)= کمپیکٹڈ ڈینسٹی (ملی گرام/سینٹی میٹر2)/ موٹائی (μm)
لتیم آئن بیٹری کے علاقے کی کثافت ڈیزائن کے اہم نکات:
عام طور پر، بیٹری کو ڈیزائن کرتے وقت، صلاحیت کا تعین کیا جاتا ہے۔ اس وقت، تہوں کی تعداد اور علاقے کی کثافت کا تعین مواد کی گرام صلاحیت اور فعال مادوں کے تناسب کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔
مثال کے طور پر، اگر ہم یہ تعین کرتے ہیں کہ بیٹری کی دو طرفہ کثافت 30 ملی گرام/سینٹی میٹر ہے۔2اور کمپکشن کثافت 2.5 جی/سینٹی میٹر ہے۔3، ہم اس کی موٹائی کا حساب لگا سکتے ہیں۔
موٹائی=اصلی کثافت / کمپیکٹڈ کثافت =30mg.cm2/2.5 گرام سینٹی میٹر3=120 μm (ورق کی موٹائی کے بغیر)
رقبے کی کثافت کی اکائی ہے (ملی گرام/سینٹی میٹر2)۔ رقبے کی کثافت جتنی زیادہ ہوگی، الیکٹروڈ کے اسی حصے پر زیادہ فعال مواد اس کا قبضہ ہے، اور بیٹری سیل کی توانائی کی کثافت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
رقبے کی کثافت کو کم کرنا ہائی ریٹ بیٹریوں کو ڈیزائن کرنے کا سب سے مؤثر طریقہ ہے، اور رقبے کی کثافت کو بڑھانا اعلی توانائی والی بیٹریوں کو ڈیزائن کرنے کا سب سے مؤثر طریقہ ہے۔ الیکٹروڈ کی رقبہ کی کثافت جتنی کم ہوگی، موٹائی اتنی ہی پتلی ہوگی، جو براہ راست Li+ کے پھیلاؤ کے فاصلے کو کم کر سکتی ہے، اور لتیم آئنوں کے چکراتی اندراج اور نکالنے کی وجہ سے مادی ساخت کو پہنچنے والا نقصان بھی کم ہے۔
شکل 1- مختلف رقبے کی کثافت پر LCO بیٹریوں کی تیز رفتار چارجنگ کارکردگی
نظریاتی طور پر، رقبے کی کثافت جتنی کم ہوگی، شرح کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے یہ اتنا ہی فائدہ مند ہے۔ تاہم، رقبے کی کثافت کے ڈیزائن کی بھی ایک کم حد ہوتی ہے، کیونکہ جب علاقے کی کثافت ایک خاص قدر سے چھوٹی ہوتی ہے، تو گارے میں موجود بڑے ذرات کوٹنگ مشین کے ڈائی سے نہیں گزر سکتے، جس کے نتیجے میں ذرات پر خراشیں آتی ہیں، جن میں ایک بیٹری پر منفی اثر.
اس کے علاوہ، بیٹریوں میں نہ صرف شرح کی ضروریات ہوتی ہیں بلکہ صلاحیت کی ضروریات بھی ہوتی ہیں۔ صرف رقبے کی کثافت کو کم کرنے سے لامحالہ الیکٹروڈ تہوں کی تعداد میں اضافہ ہو جائے گا، اور تہوں کی تعداد میں اضافے سے خطرہ بھی بڑھ جاتا ہے۔ کچھ 3C خلیوں کے لیے، بیٹری کی شرح کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے عام طور پر علاقے کی کثافت کو کم کیا جاتا ہے۔ توانائی ذخیرہ کرنے والی بیٹریوں کے لیے، بہت سے لوگ رقبے کی کثافت کو بڑھانے اور بیٹری سیل کی توانائی کی کثافت کو بڑھانے کا انتخاب کریں گے۔
