हाल के वर्षों में, बैटरी बिजली की मांग में तेजी से वृद्धि के साथ, लेकिन यह भी कच्चे माल की कीमतों में तेजी से वृद्धि नदी के ऊपर, विशेष रूप से ली, सह, नी और 2017 में अन्य कच्चे माल, कीमतों तेजी से वृद्धि देखा है के लिए नेतृत्व किया, बहुत लिथियम आयन बैटरी कम लाभ मार्जिन, लिथियम आयन बैटरी की लागत हाल के वर्षों में आगे कम बाधा। क्रम लिथियम आयन बैटरी के उत्पादन लागत को कम करने में, नए कश्मीर आयन, ना आयन बैटरी सहित बैटरी, एक कम लागत बैटरी तेजी से विकसित किया गया है बन गया है, एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, इलेक्ट्रोलाइट , लेकिन K + और Na + आयन त्रिज्या की वजह से बड़ी प्रगति की है अपेक्षाकृत बड़ी है, तो यह एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री डालने के लिए विकल्पों में फैला है, विकास और कम लागत वाली बैटरी के आवेदन में बाधा उत्पन्न करता है। कठिन कार्बन और अन्य परंपरागत सामग्री हल करने के लिए कश्मीर embedding, ना प्रदर्शन की समस्याओं में अवर आयनों, पेकिंग Jiaxin झेंग एट अल पारंपरिक कश्मीर आयन बैटरी, निर्माण के अनुकूलन, सकारात्मक और नकारात्मक बैटरी को प्राप्त करने से बैटरी प्रतिक्रिया के विभिन्न प्रकार हैं: K + सकारात्मक इलेक्ट्रोड अभी भी होना है प्रविष्टि और निकासी, लेकिन ग्रेफाइट ली + प्रविष्टि और निकासी की नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, ताकि केवल खाता कश्मीर आयन बैटरी पर ध्यान नहीं लागत, लेकिन यह भी ध्यान में उच्च प्रदर्शन ली-आयन बैटरी ले।
हम जानते हैं कि लिथियम आयन बैटरी वास्तव में तीन मुख्य भागों से विद्युत रासायनिक अभिक्रिया में शामिल है कि: 1) धनात्मक विद्युत् ली + भ्रंश, इलेक्ट्रोलाइट में: एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड और एक इलेक्ट्रोलाइट, लिथियम आयन बैटरी, दो एक साथ प्रतिक्रियाओं होते हैं देखते हैं , 2) इलेक्ट्रोलाइट में ली + नकारात्मक इलेक्ट्रोड में अंतर्निहित है ध्यान दिया जाना चाहिए कि इन दो प्रतिक्रियाओं एक साथ होते हैं, नकारात्मक इलेक्ट्रोड में इलेक्ट्रोलाइट समाधान में अर्थात ली + बिजली के क्षेत्र है, जबकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड से बाहर आ संचालित में एम्बेडेड है। ली + इलेक्ट्रोलाइट पूरक ली +, जो हमारे लिए कश्मीर आयन बैटरी की संरचना का अनुकूलन करने के लिए एक नया तरीका प्रदान करता है कम हो जाएगा। Jiaxin झेंग प्रस्तावित कार्यक्रम अभी भी सकारात्मक इलेक्ट्रोड कश्मीर आयन बैटरी कैथोड सामग्री का उपयोग कर सामग्री है, इलेक्ट्रोलाइट साथ इस्तेमाल किया जा करने की जरूरत है ताकि K + सकारात्मक इलेक्ट्रोड से रिहा चार्ज करने की प्रक्रिया, इलेक्ट्रोलाइट ली में इलेक्ट्रोलाइट एम्बेडेड + ग्रेफाइट में प्रवेश करती है ग्रेफाइट सामग्री - मिश्रित इलेक्ट्रोलाइट K + और ली +, और एक पारंपरिक एनोड सामग्री का उपयोग कर एक लिथियम आयन बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड होता है (K + आयनों की अपेक्षाकृत बड़ी त्रिज्या के कारण, ग्रेफाइट में एम्बेड नहीं किया जा सकता), इस तरह की डिजाइन को बनाए रखते हुए कम लागत कश्मीर आयन बैटरी भी अच्छा बैटरी साइकिल चलाना प्रदर्शन सुनिश्चित करता है , बैटरी वोल्टेज 3.6V, 5000 चक्र, नीचे पहुंच गया कोई महत्वपूर्ण गिरावट।
एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की पसंद, Jiaxin झेंग चयनित आम K + बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री K2NiFeII (सीएन) 6, क्षार धातु आयनों और ओ आम तौर पर ली-आयन बैटरी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री अलग, कश्मीर आयन बैटरी कैथोड सामग्री के बीच बातचीत का तंत्र (जैसे K2NiFeII पी इलेक्ट्रॉनों कि सीएन से 12 के साथ बातचीत करेंगे (सीएन) 6 क्षार धातु आयन)।, की गणना के अध्ययनों से पता चलता, पी इलेक्ट्रॉनों के साथ बातचीत के मामले में क्षार धातु आयनों की त्रिज्या में वृद्धि से सुधार किया जा सकता क्षार धातु आयन एम्बेडेड वोल्टेज पठार, इस चक्रीय voltammetry भी सत्यापित किया गया (जैसा कि ऊपर दिखाया गया है), K + सामग्री वोल्टेज (3.59V) से ली + एम्बेडेड वोल्टेज (3.31V) उच्च 0.28V, तो मुक्ति में एम्बेडेड K + के दौरान पहली, कैथोड सामग्री में डाला जबकि क्योंकि त्रिज्या कम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड को प्रभावित K + जाएगा, ताकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड लगभग केवल ली + सम्मिलित है, इस प्रकार यह सुनिश्चित ली + नकारात्मक इलेक्ट्रोड में केवल एम्बेडेड, K + केवल सकारात्मक इलेक्ट्रोड में एम्बेड, सकारात्मक और नकारात्मक प्रत्येक दूसरे को प्रभावित नहीं करेगा
चित्र से कर सकते हैं, जब K2NiFeII (सीएन) 6 सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में प्रयोग (इलेक्ट्रोलाइट समाधान 1mol / LiPF6 एक के एल), लगभग में शुरुआत ही देख 3.59V + K वर्तमान शिखर के पास चक्रीय voltammogram में अंतर्निहित है यह दर्शाता है कि केवल K + सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में एम्बेड किया जाएगा, लेकिन नकारात्मक इलेक्ट्रोड में 30 चक्र के बाद, वहाँ एक 3.3 शिखर वर्तमान किया गया है, जिसका मुख्य कारण इलेक्ट्रोलाइट समाधान K + एकाग्रता हिस्सा है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम है में ली + एम्बेडेड सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के बीच में। इलेक्ट्रोलाइट भाग KPF6 में जोड़ा जाता है, यह प्रभावी रूप से रोकने के लिए ली सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में एम्बेडेड + (के रूप में अंजीर। ग दिखाया संभव है, इलेक्ट्रोलाइट समाधान KPF6 की 0.5mol / एल और 0.5mol / LiPF6 के एल मिश्रित घुला हुआ पदार्थ है )।
ग्रेफाइट, अनुसंधान के आधार पर पहले, के बाद से ली आयन त्रिज्या + K + की तुलना में काफी छोटा होता तो ली + आसान ग्रेफाइट सामग्री में एम्बेडेड है, ताकि जब, - नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में, Jiaxin झेंग आम वाणिज्यिक ली-आयन बैटरी कैथोड सामग्री का चयन किया जब एक एनोड असममित K / ली आयन बैटरी डबल के रूप में ग्रेफाइट सामग्री, यह सुनिश्चित करें कि केवल नकारात्मक इलेक्ट्रोड एम्बेडेड है ली +, और सकारात्मक इलेक्ट्रोड एम्बेडेड है केवल K +।
असममित विद्युत रासायनिक परिणाम Jiaxin झेंग कश्मीर नीचे डिजाइन / ली दोहरी आयन बैटरी जिसमें सकारात्मक इलेक्ट्रोड कार्यरत K2NiFeII (सीएन) 6, था ग्रेफाइट इस्तेमाल किया नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री है पता चलता (पूर्व lithiation एसईआई से बचने के लिए किया गया है फिल्म गठन ली दौरान भस्म), और इलेक्ट्रोलाइट 0.5M KPF6 0.5M LiPF6 है।
जैसा कि चित्र एक में देखा, बैटरी वोल्टेज, मंच के आसपास के क्षेत्र में 3.6V है K करने के लिए + सकारात्मक इलेक्ट्रोड की प्रविष्टि और निकासी प्रतिक्रियाओं में इसी सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता के बाद 100 चक्र 71.2mAh / जी पर बनी खेलने के लिए, सैद्धांतिक मूल्य 70.7mAh / जी बहुत के रूप में शुद्ध आयन बैटरी की तुलना में कश्मीर के करीब है, विषम ली / कश्मीर आयन बैटरी दोहरी दर क्षमता में काफी सुधार किया गया है (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। बी)। सबसे महत्वपूर्ण सेल भी एक बहुत से पता चला है उत्कृष्ट चक्र प्रदर्शन, 5000 30C कोई स्पष्ट गिरावट का एक आवर्धन नीचे में (नीला वक्र ग के रूप में छवि में दिखाया गया है।) साइकिल। हम भी सकारात्मक और नकारात्मक जन चक्र प्रदर्शन ध्यान दें बैटरियों की तुलना में एक महत्वपूर्ण है नकारात्मक इलेक्ट्रोड की संख्या (: कैथोड = 1: सकारात्मक इलेक्ट्रोड की बड़े पैमाने पर अनुपात 2, तो धनात्मक विद्युत् चालक की नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता 8 बार) में वृद्धि का प्रभाव काफी बैटरी के चक्र के प्रदर्शन में सुधार कर सकते हैं, एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड में जिसके परिणामस्वरूप एक छोटा सा श्रृंखला शामिल है कि अत्यधिक की मुख्य समस्या दोनों आयनों और कोई अच्छी कल्पना है, इस प्रकार एक ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड में जिसके परिणामस्वरूप के लिए ग्रेफाइट चयनात्मकता बहुत छोटा है K + चक्र में एम्बेडेड भाग का नेतृत्व करेंगे, चक्र विशेषताओं की गिरावट के कारण, एक कृत्रिम चयनात्मक एसईआई फिल्म के माध्यम से और नकारात्मक चयन को भी बेहतर , ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड की कम राशि।
कश्मीर आयन बैटरी डिजाइन Jiaxin झेंग के काम सोच, अगर हम एक उपयुक्त विकल्प K + एम्बेडेड एनोड सामग्री नहीं मिल सकता है का एक नया तरीका प्रदान करता है, इसलिए हम बिल्कुल अकेला नकारात्मक ली-आयन बैटरी, सकारात्मक और नकारात्मक काम का उपयोग, और नहीं है प्रभाव, प्रभावी रूप से बैटरी के प्रदर्शन की गारंटी। हालांकि इस प्रौद्योगिकी परिपक्व नहीं है, इस तरह के कैथोड सामग्री, उच्च क्षमता एनोड डिजाइन आवश्यकताओं की कम क्षमता के रूप में कई समस्याओं को हल किया जा सकता है, कर रहे हैं, लेकिन तकनीक के साथ परिपक्व, इन समस्याओं धीरे-धीरे हल किया जा सकता है, और इस डिजाइन के विचारों में हमें सोडियम-आयन बैटरी डिज़ाइन जैसे लोकप्रियता को बढ़ावा देने में मदद मिल सकती है, लोकप्रियता और नई बैटरी के आवेदन को बढ़ावा दे सकता है।
