और प्राकृतिक ऊर्जा बिजली उत्पादन ऊर्जा भंडारण का उपयोग कर बिजली के वाहनों के विकास के लिए आवश्यक अगली पीढ़ी की बैटरी है बहुत लोकप्रिय हो गया। यही कारण है कि लागत और सुपर सामग्री के प्रदर्शन के मामले में परंपरागत लिथियम आयन बैटरी में उभरा है से अधिक है। कई देशों में प्रतिबंध गैसोलीन वाहनों शुरू कर दिया है चर्चा है, खासकर के लिए ध्यान की इलेक्ट्रिक वाहन बिजली की आपूर्ति विशेष रूप से इस पत्र, क्रांतिकारी सफलता बैटरी की असली ताकत है कि हाल ही में उल्लेखनीय नई प्रौद्योगिकियों से संबंधित प्रवृत्तियों थे अनुवर्ती रिपोर्टों केंद्रित है।
तकनीकी निदेशक Asahi Kasei श्री अकीरा Yoshino (सभी साथी की) प्रतिष्ठा है कि: आविष्कार Goodenough लिथियम cobaltate साथ एक सममूल्य, लिथियम आयन प्रसिद्ध: बैटरी की एक नई पीढ़ी, करीबी व्यावहारिक सभी ठोस बैटरी अभिभावक के रूप में एक लिथियम आयन बैटरी (नोट है इलेक्ट्रोलाइट) है, जो रसायन विज्ञान उम्मीदवार में नोबेल पुरस्कार से एक है के आविष्कारक। उनका मानना है कि सभी ठोस राज्य बैटरी का वादा बहुत सार्थक है।
सभी ठोस राज्य प्रकार, ईवी असली ताकत के पीछे
सेल सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के होते हैं और एक विभाजक therebetween इलेक्ट्रोलाइट लिथियम आयन परिवहन लिथियम आयन बैटरी की अब मिलकर चैनल अत्यंत ज्वलनशील कार्बनिक विलायक है। सभी ठोस बैटरी एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान एक ज्वाला मंदक ठोस इलेक्ट्रोलाइट के रूप में प्रयोग एवजी कार्बनिक विलायक प्रकार इलेक्ट्रोलाइट समाधान, सुरक्षा बहुत बढ़ाया जाएगा।
एक बड़े Kanno 2011 पूर्व में एक समय के प्रोफेसरों और टोयोटा मोटर और साथ दूसरों अन्य संयुक्त रूप से एक अवसर बैटरी लोगों का ध्यान आकर्षित करने के लिए शुरू होता है सभी ठोस राज्य के रूप में एक नया ठोस इलेक्ट्रोलाइट का विकास किया। लिथियम आयन ठोस इलेक्ट्रोलाइट परत के माध्यम से बहुत आसान है, आयनिक चालकता से भी अधिक पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट स्तर।
आयन चालकता अधिक है, बैटरी की उत्पादन शक्ति में वृद्धि होगी। यह एक इलेक्ट्रिक कार पर रखा, आप की जरूरत बैटरी की शक्ति का एक बहुत तेजी से त्वरण शुरू प्राप्त करने के लिए अपर्याप्त है और ड्राइविंग प्रदर्शन काफी सुधार किया जाएगा।
पूर्व उद्योग विश्वविद्यालय और अन्य अनुसंधान दल तत्व प्रकार, आदि 2016 में बदलकर सामग्री के सुधार को बढ़ावा देने के लिए जारी करने के लिए है, यह ठोस इलेक्ट्रोलाइट की आयनिक चालकता अधिक से अधिक 2 बार जैविक इलेक्ट्रोलाइट, 3 से अधिक बार की बैटरी ऊर्जा घनत्व पहुँच गया है। प्रयोगशाला परीक्षण बैटरी बार-बार चार्ज करने के बाद के रूप में ऐसी ठोस राज्य बैटरी और 1000 बार निर्वहन, क्षमता थोड़ा क्षीणन है, बैटरी के लंबे जीवन विशेषताओं की आवश्यकताओं को पूरा।
रैपिड चार्ज इच्छा परंपरागत लिथियम डेन्ड्राइट गठन और तेज़ी से चार्ज करने के भीतर अन्य मुद्दों, एक आंतरिक शॉर्ट सर्किट होने का खतरा है, जिसके परिणामस्वरूप के रूप में, संभव हो जाता है। हालांकि। इस समस्या को तेजी से चार्ज समस्या के मिनटों के भीतर, हल किया जाता है तो यह हल किया जा सकता।
सल्फर युक्त वर्तमान के रूप में ठोस इलेक्ट्रोलाइट, यह हवा हाइड्रोजन सल्फाइड गैस में नमी के साथ संपर्क पर पैदा करता है। आवश्यकता होती है विशेष प्रयोगशाला ग्लव बॉक्स, सील साधन के भीतर काम करते हैं, बाहर की हवा सामग्री से ग्लव बॉक्स प्रवेश नहीं कर सकते बैटरी विधानसभा के संश्लेषण इस विशेष संचालन परिस्थितियों में आवश्यक है, इस समस्या को बड़े पैमाने पर उत्पादन करने के लिए किया गया है तकनीकी बाधाओं को संबोधित करने की जरूरत है। (टोयोटा - मित्सुई टीम के रूप में जल्दी दो साल पहले के रूप में उत्पादन प्रक्रिया को पूरा करने के लिए, लेकिन सार्वजनिक नहीं)
ठोस राज्य बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट की कोर प्रौद्योगिकी, अर्थात इलेक्ट्रोलाइट की आयनिक चालकता वृद्धि हुई है। 'अगर इलेक्ट्रोलाइट समाधान के आयन चालकता 10 बार सामान्य, सभी ठोस राज्य बैटरी की समस्याओं को हल किया जाता है।' निर्देशक Yoshino प्रतिष्ठा कहते हैं।
प्रो जियान एट अल, जंगली ठोस इलेक्ट्रोलाइट जो 17 में एक दुर्लभ धातु तत्व शामिल नहीं है विकसित हालांकि पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट चालकता एक स्तर लगभग बराबर करने के लिए कम हो जाती है, लेकिन लागत 1/3 से कम हो जाता है। आप हाइड्रोजन सल्फाइड गैस को दबाने के लिए चाहते हैं सुधार का उत्पादन, लेकिन यह भी चालकता और इलेक्ट्रोलाइट की अन्य गुणों में सुधार करने के लिए जारी करने की जरूरत है (नोट: यह भी व्यथित Kanno टीम में प्रोफेसर है, सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट्स टीम के अपने प्रयोगशाला संश्लेषण की जीई मुक्त प्रदर्शन मित्सुई के आकार की तुलना में कहीं कम कर दिया गया है इलेक्ट्रोलाइट की बड़े पैमाने पर उत्पादन, टोयोटा मूल रूप से इस परियोजना के वित्त पोषण के समाप्त हो गया है)
इलेक्ट्रोड का चयन निर्धारित करता है बैटरी की क्षमता बहुत मुश्किल Kanno प्रोफेसर ने कहा है: '। कई शोध टीमों उपयुक्त इलेक्ट्रोड सामग्री (इलेक्ट्रोलाइट मैच) के लिए देख रहे हैं'
पदार्थ विज्ञान Kazunori Takada के लिए जापान के राष्ट्रीय संस्थान (नोट: मेरा सीखा भाई, Xuxiao Xiong पोस्टडॉक्टरल प्रशिक्षक) के उप निदेशक, जो एक नया कैथोड सामग्री प्रणाली विकसित की है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री मुख्य रूप से सिलिकॉन है, अपनी क्षमता नकारात्मक हो सकता के बारे में 10 बार पारंपरिक लिथियम आयन बैटरी के लिए वृद्धि हुई है। पूरी बैटरी की क्षमता आंशिक संरचना डिजाइन, विस्तार और संकुचन के बारे में 50% सिलिकॉन ऑक्साइड से बढ़ाने के लिए समान रूप से सिलिकॉन हो सकता है उम्मीद की जा सकती, सिलिकॉन इलेक्ट्रोड समस्या पतन कभी नहीं प्रभावी ढंग से हल किया जा सकता ।
Takada उप निदेशक ने कहा: "हालांकि सिद्धांतों सत्यापित किया जा सकता है, लेकिन यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी का विकास के लिए आवश्यक है 'अब मौजूद है सिलिकॉन फिल्म जटिल समस्याओं के चरण पर एक सब्सट्रेट पर जमा किया जाता है।।
टोयोटा 2020s से पहले सभी ठोस राज्य बैटरी व्यापार के आधे प्राप्त करने के लिए योजना बना रही है। मध्य-2020 2030 के आसपास, तकनीकी चुनौतियों का सामना पूरा करने के लिए तो, ईवी ठोस राज्य बैटरी से लैस हैं अब एक सपना हो जाएगा। बेशक, मौजूदा लिथियम आयन परे बैटरी ठोस राज्य बैटरी को बढ़ावा देने में सबसे महत्वपूर्ण कारक है।
इलेक्ट्रोलाइट की उच्च सांद्रता बाधाओं को तोड़ने
पहली बार के लिए सोनी, Asahi Kasei कंपनी द्वारा लिथियम-आयन बैटरियों 1991 में वाणिज्यीकरण। बाद में किए गए सुधारों के हालांकि प्रदर्शन धीरे-धीरे सुधार हुआ है, लेकिन तकनीक की ऊपरी सीमा के करीब है। वर्तमान में, इस तकनीक बाधाओं को तोड़ने सकते हैं, आशा ठोस इलेक्ट्रोलाइट और इसी तरह की। सहायक इलेक्ट्रोड सामग्री और इस तरह के माध्यम से इलेक्ट्रोलाइट सुधार की एक उच्च एकाग्रता के गुणों, आगे लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए।
योकोहामा राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के प्रोफेसर मासायोशि वातानाबे ने कहा: एक ठोस गैर अस्थिर है जैसे कि यह 'इलेक्ट्रोलाइट खाना पकाने बनाने से, ठोस प्रकृति के करीब हो जाता है', लेकिन यह भी गैर ज्वलनशील के लक्षण है, कि क्या हम उच्च सुरक्षा प्राप्त करना चाहते हैं नहीं है बैटरी? प्रोफेसर वातानाबे, जो वर्तमान को इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता बराबर विकसित लगभग इलेक्ट्रोलाइट के उच्च एकाग्रता 3 गुना।
इलेक्ट्रोलाइट आम तौर पर, लिथियम आयनों के साथ संयोजन में कार्बनिक विलायक अणु के केवल एक हिस्से। नि: शुल्क अनबाउंड अणुओं इलेक्ट्रोलाइट समाधान, बार-बार चार्ज और निर्वहन आसानी से एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान, इलेक्ट्रोड, आदि बनने के लिए विघटित किया जाता है में नि: शुल्क लुप्त हो जाना बाहर निकल सकते हैं गिरावट के लिए मुख्य कारण। हड़ताली "polyether" एक कार्बनिक विलायक कहा जाता है, यह प्रयासों के मिश्रण अनुपात से घिरे मध्य में लिथियम आयन के गुण होते हैं, विभिन्न polyether आणविक रूप लगभग पाया सभी लिथियम आयनों के साथ जोड़ा जा सकता है। इस तरह के एक इलेक्ट्रोलाइट प्रभावी ढंग से इलेक्ट्रोड या की तरह, लंबे बैटरी जीवनकाल के विकास की गिरावट से रोका जा सकता है।
टोक्यो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर Atsuo यामादा, जो 2014 में इलेक्ट्रोलाइट्स की उच्च सांद्रता का उपयोग करें, बैटरी समय चार्ज आमतौर पर लिथियम आयन बैटरी का 1/3 के लिए कम हो जाता है सफल रहा है प्रोफेसर यामादा ने कहा: 'अतीत सामान्य ज्ञान में अगर यह उच्च तक पहुँच जाता है एकाग्रता, बैटरी प्रतिक्रिया की दर धीमी हो जाएगी, इलेक्ट्रोलाइट की एक उच्च एकाग्रता एक लिथियम आयन बैटरी के लिए अनुपयुक्त माना जाता है।
2017 में, न जालनेवाला एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट के सफल विकास, यह भी एक लिथियम आयन बैटरी है जो कार्बनिक विलायक के रूप में किसी को न जालनेवाला, trimethyl फॉस्फेट का उपयोग करता है में एजेंट शमन का प्रभाव पड़ता है। यह भी आग पर आग के पास नहीं है, अगर 200 डिग्री सेल्सियस तक गर्म है, यह भाप लौ बुझाने का उत्पादन करेगा। इस प्रकार, यह आग और कोई आग लिथियम बैटरी अवसर को दबाने के लिए विकसित किया जा सकता।
। हालांकि सुविधाओं की एक विस्तृत विविधता नई बैटरी करने के लिए तत्पर है, लेकिन मुख्य समस्या इन बैटरी सामग्री की प्रयोगशाला संश्लेषण की लागत है, कीमत बहुत महंगी प्रोफेसर यामादा ने कहा है: 'भविष्य बड़े पैमाने पर उत्पादन प्राप्त करने के लिए, सामग्री नहीं रह खास है, मूल्य लागत स्वाभाविक रूप से कम हो जाएगा। '
के रूप में इलेक्ट्रोड सामग्री को सुधारने का एक तरीका है, एक नई सामग्री का विकास है बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री क्षमता और उत्पादन शक्ति में सुधार कर रहे हैं। ऑप्टिकल Ohara उद्यमों (मित्सुई लाइनों) कि के विकास को बाधित द्वारा निर्मित कांच के हेरफेर से पहले मिलाया जाता है तेजी से चार्ज और कम तापमान additive में क्षमता में कमी। इस सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग कर ठोस राज्य बैटरी में मिलाया जा सकता है एक गिलास सामग्री 'LICGC', के स्वतंत्र विकास कहा जाता है। LIGGC को परीक्षण के लिए ठोस राज्य बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री को जोड़ा गया बैटरी चार्जिंग की गति 3 बार तेजी से मुक्ति की गति, पारंपरिक लिथियम आयन बैटरी (उदारीकरण) क्षमता के बारे में 40%, शून्य से 20 डिग्री सेल्सियस के बारे में 25% की वृद्धि की वृद्धि हुई के साथ तुलना में। ऐसी कोशिकाओं एक ठंडा जगह में भविष्यवाणी के लिए उपयुक्त हो सकता है अन्य प्रयोगों में, चार्जिंग समय और आउटपुट पावर में सुधार की पुष्टि भी की गई थी
Teranishi एट किशी सहायक ओकायामा विश्वविद्यालय विकसित एक तेजी से चार्ज-डिस्चार्ज सकारात्मक इलेक्ट्रोड से संबंधित हो सकता। लिथियम आयनों की एक धातु ऑक्साइड पर ध्यान केंद्रित अपने शोध को आकर्षित करें। बेरियम और टाइटेनियम युक्त सामग्री कण सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के कणों की सतह पर लेपित के बाद, बैटरी का परीक्षण 5 गुना सामान्य लिथियम आयन बैटरी की गति प्रभार हो सकता है।
इलेक्ट्रिक कार (ईवी) भी जल्दी से चार्ज करने के लिए कुछ मिनट लगते हैं, जो कि सबसे बड़ी नुकसान ईवी-ईज पर ईंधन से चलने वाली कारें हैं जो तुरंत शुरू होती हैं , EV चार्जिंग समय कम होने की उम्मीद है। "इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड के सुधार के माध्यम से, लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन में सुधार की शुरुआत हुई थी।
जब तक मौजूदा सामान्य ज्ञान को तोड़ने के लिए विकास जारी रखने के लिए, मैं मौजूदा लिथियम आयन बैटरी में विश्वास करता हूं कि सड़क की अगली पीढ़ी को नई पीढ़ी की बैटरी खोलने के रास्ते पर आधारित होगा।
