ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব (mg/cm2):আঞ্চলিক ঘনত্ব বলতে একক এলাকা প্রতি ভরকে বোঝায়, যা এই ক্ষেত্রে (ভলিউম উপেক্ষা করে অঞ্চলের প্রতি একক ক্ষেত্রফল)।
সংকুচিত ঘনত্ব (g/cm3):কম্প্যাক্টেড ঘনত্ব একটি ইউনিট আয়তনে থাকা ভরকে নির্দেশ করে, যা উপাদানের বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে অনেক কিছু করার আছে।
বেধ:উপাদান এবং ফয়েলের মোট বেধ সাধারণত মাইক্রোনে (μm) প্রকাশ করা হয়।
ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব (g/cm3)= সংকুচিত ঘনত্ব (mg/cm2)/ বেধ (μm)
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এরিয়াল ঘনত্ব ডিজাইনের মূল পয়েন্ট:
সাধারণত, একটি ব্যাটারি ডিজাইন করার সময়, ক্ষমতা নির্ধারণ করা হয়। এই সময়ে, উপাদানের গ্রাম ক্ষমতা এবং সক্রিয় পদার্থের অনুপাতের উপর ভিত্তি করে স্তরের সংখ্যা এবং ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব নির্ধারণ করা হয়।
উদাহরণস্বরূপ, যদি আমরা নির্ধারণ করি যে একটি ব্যাটারির দ্বিমুখী ঘনত্ব 30 mg/cm2এবং কম্প্যাকশন ঘনত্ব হল 2.5 গ্রাম/সেমি3, আমরা এর বেধ গণনা করতে পারি।
পুরুত্ব=ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব / সংকুচিত ঘনত্ব =30mg.cm2/2.5 গ্রাম সেমি3=120 μm (ফয়েল বেধ ছাড়া)
ক্ষেত্রফলের ঘনত্বের একক হল (mg/cm2) ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব যত বেশি হবে, ইলেক্ট্রোডের একই এলাকায় এটি তত বেশি সক্রিয় পদার্থ দখল করে এবং ব্যাটারি কোষের শক্তির ঘনত্ব তত বেশি।
উচ্চ-হারের ব্যাটারি ডিজাইন করার সবচেয়ে কার্যকর উপায় হল এরিয়ালের ঘনত্ব কমানো, এবং এরিয়ালের ঘনত্ব বাড়ানো হল উচ্চ-শক্তির ব্যাটারি ডিজাইন করার সবচেয়ে কার্যকর উপায়। ইলেক্ট্রোডের ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব যত কম হবে, বেধ তত পাতলা হবে, যা সরাসরি Li+-এর প্রসারণ দূরত্ব কমাতে পারে এবং লিথিয়াম আয়নগুলির চক্রাকার সন্নিবেশ ও নিষ্কাশনের কারণে উপাদান কাঠামোর ক্ষতিও কম হয়।
চিত্র 1- বিভিন্ন এলাকার ঘনত্বে এলসিও ব্যাটারির দ্রুত চার্জিং কার্যক্ষমতা
তাত্ত্বিকভাবে, ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব যত কম হবে, হারের কার্যকারিতা উন্নত করা তত বেশি উপকারী। যাইহোক, ক্ষেত্রফলের ঘনত্বের নকশারও একটি নিম্ন সীমা রয়েছে, কারণ যখন ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব একটি নির্দিষ্ট মানের থেকে ছোট হয়, তখন স্লারিতে থাকা বড় কণাগুলি আবরণ মেশিনের ডাইয়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে না, যার ফলে কণার আঁচড়ও থাকে ব্যাটারির উপর নেতিবাচক প্রভাব।
উপরন্তু, ব্যাটারির শুধুমাত্র হারের প্রয়োজনীয়তা নয়, ক্ষমতার প্রয়োজনীয়তাও রয়েছে। কেবলমাত্র ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব হ্রাস করা অনিবার্যভাবে ইলেক্ট্রোড স্তরগুলির সংখ্যা বৃদ্ধি করবে এবং স্তরগুলির সংখ্যা বৃদ্ধির ফলে ঝুঁকিও বৃদ্ধি পাবে। কিছু 3C কোষের জন্য, ব্যাটারির রেট পারফরম্যান্স উন্নত করার জন্য ক্ষেত্রফলের ঘনত্ব সাধারণত হ্রাস করা হয়। এনার্জি স্টোরেজ ব্যাটারির জন্য, অনেকে এরিয়াল ডেনসিটি বাড়ানো এবং ব্যাটারি সেলের এনার্জি ডেনসিটি বাড়ানো বেছে নেবে।
