مواد میں ترقی اور ڈیزائن کے بیس سال بعد لتیم بیٹری اعلی ابتدائی 80Wh / کلوگرام سے توانائی، اضافہ اب 260Wh / کلو یا اس سے زیادہ سے زیادہ، ایک اہم پیش رفت ہے، اور میں کو بہتر بنانے کے لئے جاری ہے. نکل تہرا مواد / سلکان کاربن مواد anode کے مواد کے ساتھ اعلی مخصوص توانائی کی بیٹریاں کی موجودہ ترقی کے اہم سمت، اور ایک باندنے کی مشین، ایک conductive ایجنٹ، بالغ electrolytic حل، 2020 300Wh / کلو مخصوص توانائی اعلی میں لاگو کی حمایت کی ہے بہت مشکل کے بغیر کافی نشانہ بناتے ہیں. اگرچہ سلکان کاربائڈ مواد عارضی اعلی مخصوص توانائی سے بیٹری کے ڈیزائن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے ہے، لیکن اعلی مخصوص توانائی بیٹری سلکان کاربن مواد کی نئی نسل کے 400Wh / کلوگرام کی اگلی نسل کے لئے کچھ بھی نہیں کر سکتے.
بغیر کسی استثناء کے آرٹ، لی S، Li-، اور تمام ٹھوس ریاست لی دھات ہوائی بیٹری اعلی مخصوص توانائی بیٹری اوتار کے سب سے زیادہ امکان اگلی نسل ہے کی موجودہ حالت کے پیش نظر، سے، ان کی بیٹریاں دھات لی دھات لی کے منفی الیکٹروڈ پر لاگو کیا جائے گا 3800mAh / جی کے نظریاتی منفی الیکٹروڈ کی صلاحیت، اور، بہترین الیکٹران چالکتا ہے ایک بہت ضروری anode کے مواد ہے، لیکن ایک ثانوی بیٹری میں استعمال کیا جاتا ہے جب لی دھات anode کی ایک سنگین مسئلہ درپیش ہے - لی دھات لاٹھی کرسٹل دھات لی dendrites صرف سنگین سیکورٹی کے مسائل کے نتیجے میں، لی کے نقصان کا سبب بن ظاہر نہیں، انتہائی صورتوں میں بھی اندرونی شارٹ سرکٹ سبب بن سکتا ہے. لہذا علماء کرام کی اکثریت ترقی پذیر لی dendrite ترقی کو دبانے کر سکتے ہیں میں کوشش کی ایک بہت ڈال دیا ہے ٹیکنالوجی، مثال کے طور پر، ہم "سنگھوا یونیورسٹی: لی کی حوصلہ افزائی dendrite ترقی رجحان، دھاتی لتیم anode کے عزم کو سیکورٹی کے مسائل" کی اطلاع دی ہے اور خبر کے مطابق Peichao Zou میں سنگھوا یونیورسٹی پر ایک مضمون میں لی dendrite ترقی کی سمت inducing کے کے ذریعے دوسروں کو لی بچنے کے لئے dendrites پیئرس جھلی، اندرونی شارٹ سرکٹ سے گریز کا مقصد حاصل کرنے کے لئے. اس کے علاوہ، ہم اب بھی ہیں "لیتھیم دھات anode کے مواقع اور چیلنجز،" لی دھات dendrite کی موجودہ دمن پر ایک مضمون ایک جامع جائزہ لینے کی ترقی کا مطلب ہے، آپ کو اصل کو دیکھنے کے لئے لنک پر کلک کر سکتے ہیں.
Dendrite میٹالرجیکل صنعت میں ایک نسبتا عام رجحان، مثال کے طور پر، پیداوار میں dendrite بجلی کاپر اور زن میں ایک مسئلہ ہو سکتا ہے، خاص طور پر حالیہ برسوں میں تحقیق نسبتا گرم وسیع درجہ حرارت کے ionic مائع الیکٹرولائٹ بھی dendritic امام ہے مسائل نے گھیر لیا. dendrite ناہموار موجودہ تقسیم کے نتیجے میں، مقامی پولرائزیشن کی جڑ ہے کہ میں پیدا ہوتا ہے، لی dendrite، ایک ہی وجہ ہے ثانوی بیٹری کے اندر پیدا کیا جاتا ہے، اس طرح لی کی ترقی میں رکاوٹ پیدا dendrites چابی مقامی پولرائزیشن کو کم کرنے کے لئے کس طرح ہے مثال کے طور پر رپورٹوں حقیقت رادون ممکنہ ایسی سرفنگ + اور آر بی +، وغیرہ کے طور پر الیکٹرولائٹ، میں کنر دھاتی عنصر لی + مقابلے میں قدرے کم کی تھوڑی سی مقدار کو نمایاں طور پر لی dendrites، اس طریقہ کار کی ترقی کو روکنا کر سکتے لی شاخوں میں دکھائے گئے کے طور پر ہے، موجودہ کثافت بڑھ جاتی ہے، CS + اور آر بی + بند ہو جائے گا اپنی طرف متوجہ کیا جب مقامی کرسٹل پیدا کی ہیں، لیکن چونکہ دونوں دھات آئن کمی ممکنہ نسبتا کم ہے، اور اس طرح جمع نہیں ہوتی ہے، تعلیم لی dendrite سطح کے جمع ہو جانے لی + گے ، نفرت پیدا، اس طرح لی dendrites کی ترقی میں رکاوٹ پیدا.
حال ہی میں ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی، شینزین یونیورسٹی اور ہنان یونیورسٹی Hanqing جیانگ ET اللہ تعالی پایا میکانی کشیدگی دھات لی کی dendrites کی ترقی پر ایک اہم اثر ہے کہ، لی لی دھات جمع دوران پیدا لچکدار substrate کے طریقہ کی طرف سے جمع کیا جاتا ہے کشیدگی جاری کی جائے کرنے کے لئے، مؤثر طریقے سے لی dendrite کی ترقی کو روکتا.
Hanqing جیانگ ڈیزائن کیا گیا لچکدار substrate کے طور پر دکھایا گیا ہے، اور بنیادی طور پر ایک لچکدار substrate کے (polydimethylsiloxane PDMS) لی مشتمل مندرجہ بالا substrate پر جمع کی پتلی تانبے ورق پرت پر مشتمل ہے، سے پیدا کشیدگی تانبے کا سبب بن سکتا ہے مقصد ورق جھرریاں، کشیدگی کی رہائی کے حصول کے لئے تو کے طور پر لی dendrite کی نسل کے نتیجے میں، (انجیر. اے اور بی میں دکھایا گیا ہے) ایک غیر لچکدار substrate کے تو، کشیدگی جاری نہیں کیا جا سکتا، جبکہ (ج ذیل میں دکھایا گیا).
Hanqing جیانگ نیچے دیے گئے بٹن بیٹریاں چارج کرنے کے عمل کے استعمال سے پتہ چلتا ہے، مختلف موٹائی کے رجحان کی وجہ سے لی جھرریاں (200، 400 اور 800 ینیم) لچکدار substrate کی تاریخ سے جمع کیا جاتا ہے، ہم ایک پہلے تانبے کا توڑ substrate کے 1D دکھا شخصیت سے دیکھ سکتے ہیں شیکن رجحان، معزولی کے وقت کو بڑھاتا ہے کے طور پر لی ورق نمائش 2D جھرریاں، اس رجحان کو بھی پرختیارپنا لی کشیدگی کی تصدیق کرے گا جمع عمل کے دوران تیار کی گئی ہے. ہم بھی دھات pleats ایک لچکدار substrate پر دکھائے جانے طول موج کے ساتھ نوٹ لی جمع رقم کوئی فرق نہیں ہے، لیکن قریب سے 200nm، 400NM اور 800nm طول موج نالیدار ورق لئے، تانبے کا توڑ کی موٹائی سے متعلق ہے 25um کے، 50um اور 100um تھے.
مندرجہ ذیل اعداد و شمار سے پتہ چلتا لی جمع عمل مشکل substrate اور لچکدار substrate کے سخت substrate (کم پینل الف) پہلے ہی سے نمودار زیادہ تخمینے میں، لی بہت ہی ناہموار جمع پر جمع 5min میں بعد دیکھا جا سکتا ہے. ایک لچکدار substrate پر جمع کیا ایک دھاتی لی نسبتا وردی، کوئی تیز protrusions کے. IH جمع کرنے کے بعد، مشکل substrate پر مختلف diameters تیز لی dendrite کی ایک بہت کیا گیا ہے (تصویر سی زیریں)، اور لچکدار ایک substrate پر لی دھاتی پرت بہت وردی، لی dendrites مشاہدہ نہیں کیا گیا تھا (د تحت انجیر) ہے 100 چکروں کے بعد، مشکل substrate کے ایک دھاتی لی dendrite، اور لی لچکدار substrate پر ساتھ احاطہ کیا گیا ہے نسبتا رہا ہے سطح .. اس لچکدار substrate کی کشیدگی نرمی کے طریقہ کار کو اچھی طرح سے لی dendrites کی ترقی کو روکنا کر سکتے ہیں کہ اشارہ کرتا ہے.
Hanqing جیانگ لی dendrite ترقی لی جمع دوران پیدا کشیدگی دور کرنے کے خیال کیا جاتا ہے، لیکن نظریہ سے متعلق ڈیٹا کے لئے حمایت کی کمی، لی dendrite ترقی کے Hanqing جیانگ قائم ماڈل کا تجزیہ کیا جاتا ہے تاکہ. چند ماڈل میں سیڈ لی dendrite ترقی کو متاثر کرنے والے اہم عوامل، ایک پہلی کشیدگی لی جمع عمل میں تیار کیا جاتا ہے، لی، لی کرسٹل حدود کو غیر توازن ریاست کی سطح میں سرایت کر رہا ہے، اس طرح کی کشیدگی کے نتیجے میں (تقریبا کیونکہ بنیادی طور پر 100 میگاپاسکل). ایسئآئ فلم سطح لی سے کشیدگی کو روکنے کے کر سکتے ہیں پر قائم کے بعد لی دھات کریپ کی سطح کے ذریعے جاری کیا جائے. تیسرے ایک جہاز عیب دھات لی میں موجود ہے، لی دھات dendrite کی ترقی کو فروغ ملے گا.
ماڈل میں، اناج کی حدود میں پیدا کشیدگی لی یہاں اوسط دورانیہ لی جمع شرح کے مقابلے میں جمع کی شرح زیادہ باعث یہاں لی، لی کے کیمیائی ممکنہ تبدیل کر دیا کیونکہ لی dendrite ترقی کی ہے (تصویر میں دکھائے گئے کے طور پر. C) ، حساب لی کی ترقی کی شرح ایک مشکل substrate کے 8.4-9.8nm / ے، بہت زیادہ ترقی لی چڑھانا پرت کے صرف 0.3nm / ے کی ایک لچکدار substrate اور لی dendrite اضافے کی شرح پر شرح پر اپ dendrites کہ دکھاتے ہیں لی بھی سست چڑھانا کی ترقی کی شرح کے مقابلے میں بھی بہتر ہے، لی dendrite قدرتی طور پر، لچکدار substrate کے کشیدگی جاری کی طرف سے رکاوٹ پیدا لی dendrite اچھی ترقی کو دکھا سکتے ہیں نہیں ہوتی ہے.
کو مزید لچکدار substrate کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لئے، ایک کلکٹر (ذیل میں دکھایا گیا) ہونے Hanqing جیانگ لچکدار 3D ساخت تیار کیا گیا تھا، موجودہ کلیکٹر 3D ساخت کو مؤثر طریقے سے الیکٹروڈ کی سطح کے موجودہ کثافت کو کم کر سکتے ہیں، لی دھات الیکٹروڈ کی سطح کی موٹائی کم کرنے، اس طرح بہتر، dendrites لی کی ترقی کو روکنا بیٹری کی سائیکل کی کارکردگی بہتر بنانے کے قابل.
Hanqing جیانگ مقابلے electrochemical کی کارکردگی 3D لچکدار موجودہ کلیکٹر، ایک تانبے کا توڑ اور جھاگ (ذیل میں دکھایا گیا کے طور پر)، گراف B، C اور D بالترتیب، تین جمعاکار 1mA کے / cm2 کے، 2MA / cm2 کے اور 3mA کے میں 1H لئے ایک موجودہ کثافت / cm2 کے اوپر چارج اور پھر 1V سائیکل کی خصوصیات گزشتہ سائیکل 3D لچکدار جمعاکار میں 200 لچکدار جمعاکار 3D نمایاں طور 1mA کے / cm2 کے کے موجودہ کثافت میں سائیکل کی کارکردگی میں بہتر کیا گیا ہے کے منحنی خطوط، اور کو فارغ 98٪ کی coulombic کارکردگی، جھاگ ورق اور سامنے خیالات کولمب کارکردگی میں تانبے کا توڑ 90 صرف تقریبا 90٪ اور 95٪ ہے جبکہ، اس کے بعد بہت ہی غیر مستحکم بننے کے لئے شروع کر دیا.
ایک مکمل بیٹری کیتھوڈ کی تیاری، اور بیٹری ٹیسٹ کے لئے LifePO4 بیٹریاں (کوٹنگ کثافت 1mAh / cm2 کے) کے لئے ایک منفی الیکٹروڈ موجودہ جمعاکار 3D فلیکس کے لچکدار جمعاکار 3D، HanqingJiang پہلے لیتھیم (2mAh / cm2 کے) کی ویاوہارکتا کی توثیق کیلئے electrochemical کی خصوصیات (ذیل میں دکھایا گیا ہے)، 1C اضافہ، 85.6٪ کی موجودہ کلکٹر کے لچکدار 3D صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح میں 100 سائیکل، جبکہ تانبے ورق کے استعمال کے طور پر منفی الیکٹروڈ موجودہ جمعاکار بیٹری کی صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح 55.3 فی صد تھی جبکہ بیٹری کی صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح کی ایک تانبے کا توڑ منفی الیکٹروڈ موجودہ کلکٹر کے جھاگ کے استعمال 34.4 فیصد تھا
Hanqing جیانگ ET رحمہ اللہ تعالی کا کام ہم سمجھتے کشیدگی لی جمع دوران پیدا جمعاکار pleats کی راہ کی طرف لی dendrite نسل اور ترقی، موجودہ کلیکٹر، رہائی عمل لی دھات جمع کے طور پر لچکدار substrate کے استعمال، کے نتیجے میں ایک اہم عنصر ہے سے پیدا کشیدگی اچھی لی dendrite ترقی کچلا جا سکتا، دھات لیتھیم بیٹری کی ترقی کے لئے بہت اہم ہے جس کی بیٹری لی دھات کی سائیکل کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے. بیٹری اب توانائی کی کثافت اور سائیکل کی کارکردگی میں مزید کی ضرورت ہے بیٹری کے استعمال میں بہتری لانے میں اضافہ.
