லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் எலக்ட்ரோலைட்டுகளாக திரவ படிகங்கள் நிலையான லித்தியம் உலோக செல்களை உருவாக்க முடியுமா?

கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு சுவாரஸ்யமான ஆய்வு. விஞ்ஞானிகள் லித்தியம்-அயன் செல்களில் திரவ படிகங்களைப் பயன்படுத்தி அவற்றின் ஆற்றல் அடர்த்தி, நிலைத்தன்மை மற்றும் சார்ஜிங் திறனை அதிகரிக்க முன்மொழிந்துள்ளனர். வேலை இன்னும் முன்னேறவில்லை, எனவே அவை முடிவடைவதற்கு குறைந்தது ஐந்து வருடங்கள் காத்திருப்போம் - முடிந்தால்.

திரவ படிகங்கள் காட்சிகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன, இப்போது அவை பேட்டரிகளுக்கு உதவுகின்றன

உள்ளடக்க அட்டவணை

• திரவ படிகங்கள் காட்சிகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன, இப்போது அவை பேட்டரிகளுக்கு உதவுகின்றன
  • திரவ-திட எலக்ட்ரோலைட்டைப் பெறுவதற்கான தந்திரமாக திரவ படிகங்கள்

சுருக்கமாக: லித்தியம்-அயன் செல் உற்பத்தியாளர்கள் தற்போது செல் செயல்திறனைப் பராமரிக்கும் அல்லது மேம்படுத்தும் போது செல்களின் ஆற்றல் அடர்த்தியை அதிகரிக்க முயல்கின்றனர், உதாரணமாக, அதிக சார்ஜிங் சக்திகளில் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துதல் உட்பட. பேட்டரிகளை இலகுவாகவும், பாதுகாப்பாகவும், வேகமாகவும் ரீசார்ஜ் செய்வதே யோசனை. வேகமான-மலிவான-நல்ல முக்கோணம் போன்றது.

உயிரணுக்களின் குறிப்பிட்ட ஆற்றலை (1,5-3 மடங்கு) கணிசமாக அதிகரிப்பதற்கான வழிகளில் ஒன்று லித்தியம் உலோகத்தால் (லி-மெட்டல்) செய்யப்பட்ட அனோட்களின் பயன்பாடு ஆகும்.... முன்பு போல் கார்பன் அல்லது சிலிக்கான் அல்ல, ஆனால் லித்தியம், கலத்தின் திறனுக்கு நேரடியாகக் காரணமான ஒரு தனிமம். பிரச்சனை என்னவென்றால், இந்த ஏற்பாடு லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளை விரைவாக உருவாக்குகிறது, காலப்போக்கில் இரண்டு மின்முனைகளை இணைக்கும் உலோக புரோட்ரூஷன்கள், அவற்றை சேதப்படுத்துகின்றன.

திரவ-திட எலக்ட்ரோலைட்டைப் பெறுவதற்கான தந்திரமாக திரவ படிகங்கள்

லித்தியம் அயனிகளின் ஓட்டத்தை அனுமதிக்கும் ஆனால் திடமான கட்டமைப்புகள் வளர அனுமதிக்காத வெளிப்புற ஷெல்லை உருவாக்க பல்வேறு பொருட்களில் அனோட்களை தொகுக்கும் பணி தற்போது நடந்து வருகிறது. சிக்கலுக்கு ஒரு சாத்தியமான தீர்வு ஒரு திட எலக்ட்ரோலைட்டின் பயன்பாடு ஆகும் - டென்ட்ரைட்டுகள் ஊடுருவ முடியாத ஒரு சுவர்.

கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் வேறுபட்ட அணுகுமுறையை எடுத்தனர்: அவர்கள் நிரூபிக்கப்பட்ட திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் இருக்க விரும்புகிறார்கள், ஆனால் திரவ படிகங்களின் அடிப்படையில். திரவ படிகங்கள் என்பது திரவ மற்றும் படிகங்களுக்கு இடையில் பாதியளவு உள்ள கட்டமைப்புகள், அதாவது, ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட அமைப்புடன் கூடிய திடப்பொருட்கள். திரவ படிகங்கள் திரவமானவை, ஆனால் அவற்றின் மூலக்கூறுகள் அதிக வரிசைப்படுத்தப்பட்டவை (மூலம்).

மூலக்கூறு மட்டத்தில், ஒரு திரவ படிக எலக்ட்ரோலைட்டின் அமைப்பு ஒரு படிக அமைப்பாகும், இதனால் டென்ட்ரைட்டுகளின் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது. இருப்பினும், நாம் இன்னும் ஒரு திரவத்தைக் கையாளுகிறோம், அதாவது மின்முனைகளுக்கு இடையில் அயனிகள் பாய அனுமதிக்கும் ஒரு கட்டம். டென்ட்ரைட் வளர்ச்சி தடுக்கப்பட்டது, சுமைகள் பாய வேண்டும்.

இது ஆய்வில் குறிப்பிடப்படவில்லை, ஆனால் திரவ படிகங்களுக்கு மற்றொரு முக்கிய அம்சம் உள்ளது: மின்னழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டவுடன், அவை ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசையில் ஏற்பாடு செய்யப்படலாம் (உதாரணமாக, இந்த வார்த்தைகள் மற்றும் கருப்பு நிறத்தின் எல்லையைப் பார்ப்பதன் மூலம் நீங்கள் பார்க்க முடியும். கடிதங்கள் மற்றும் ஒளி பின்னணி). எனவே செல் சார்ஜ் செய்யத் தொடங்கும் போது, ​​திரவ படிக மூலக்கூறுகள் வேறு கோணத்தில் நிலைநிறுத்தப்பட்டு மின்முனைகளிலிருந்து டென்ட்ரிடிக் வைப்புகளை "ஸ்க்ரேப்" செய்யும்.

பார்வைக்கு, இது காற்றோட்டம் துளையில் உள்ள மடிப்புகளை மூடுவதை ஒத்திருக்கும்.

நிலைமையின் எதிர்மறையானது அதுதான் கார்னகி மெலன் பல்கலைக்கழகம் புதிய எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பற்றிய ஆராய்ச்சியைத் தொடங்கியுள்ளது... வழக்கமான திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளை விட அவற்றின் நிலைத்தன்மை குறைவாக உள்ளது என்பது ஏற்கனவே அறியப்படுகிறது. செல் சிதைவு வேகமாக நிகழ்கிறது, மேலும் இது நமக்கு விருப்பமான திசை அல்ல. இருப்பினும், காலப்போக்கில் பிரச்சினை தீர்க்கப்படும் சாத்தியம் உள்ளது. மேலும், தசாப்தத்தின் இரண்டாம் பாதியை விட திட-நிலை சேர்மங்களின் தோற்றத்தை நாங்கள் எதிர்பார்க்கவில்லை:

> LG Chem திட நிலை செல்களில் சல்பைடுகளைப் பயன்படுத்துகிறது. திட எலக்ட்ரோலைட் வணிகமயமாக்கல் 2028 க்கு முந்தையது அல்ல

அறிமுகப் படம்: நுண்ணிய லித்தியம்-அயன் கலத்தின் மின்முனையில் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் உருவாகின்றன. மேலே உள்ள பெரிய இருண்ட உருவம் இரண்டாவது மின்முனையாகும். லித்தியம் அணுக்களின் ஆரம்ப "குமிழி" ஒரு கட்டத்தில் சுடுகிறது, இது ஒரு "விஸ்கர்" உருவாக்குகிறது, இது வளர்ந்து வரும் டென்ட்ரைட்டின் (c) PNNL Unplugged / YouTube:

இது உங்களுக்கு ஆர்வமாக இருக்கலாம்: