कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी नई लिथियम बैटरी सामग्री विकसित करती है। तेजी से चार्ज सुरक्षित बनाती है

कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने सिर्फ एक नई सामग्री की पहचान की है जिसका उपयोग उच्च शक्ति बैटरी बनाने के लिए किया जा सकता है। उन्होंने पाया है कि लिथियम आयन सामान्य इलेक्ट्रोड सामग्री से काफी दूर गति पर टैंटलम टंगस्टन ऑक्साइड सामग्री के जटिल सूक्ष्म संरचना में प्रवेश कर सकते हैं। , जिसका अर्थ है कि यह तेजी से चार्जिंग गति प्राप्त कर सकता है। संक्षेप में, यह खोज अगली पीढ़ी के लिथियम-आयन बैटरी बनाने की कुंजी बन सकती है। उन्हें मिनटों (चार्ज करने के बजाए) चार्ज करने की उम्मीद है, और नहीं खतरनाक अति ताप।

अध्ययन चित्रा -1: एनबी ₁₆W₅O₅₅और एनबी ₁₈W₁₆O₉₃क्रिस्टल संरचना / कण morphology

लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग 1 99 0 के दशक से लगातार और व्यापक रूप से किया जाता है। दुर्भाग्यवश, बिजली की घनत्व में प्रति वर्ष केवल 3-4% की वृद्धि हुई है - बिजली के वाहनों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माताओं की अपेक्षाओं से काफी कम है।

सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ये सुधार आमतौर पर पैकेजिंग सामग्री के अनुकूलन से आते हैं, न कि इलेक्ट्रोड स्वयं। यह रणनीति बैटरी तकनीक के किसी अन्य अंतर्निहित नुकसान के लिए शायद ही कभी तैयार हो सकती है - चार्जिंग गति धीमी है।

चार्जिंग दर बढ़ाने के लिए, सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड से चार्ज लिथियम आयनों की प्रवाह दर में तेजी लाने के लिए आवश्यक है। वैज्ञानिक इलेक्ट्रोड के अंदर विशेष नैनो-संरचनाओं को स्थापित करके इस लक्ष्य को प्राप्त करने की कोशिश कर रहे हैं:

यह लिथियम आयनों द्वारा यात्रा की दूरी को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन आपके कणों का उपयोग करने के लिए मुश्किल और महंगा हैं, और वे अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाएं भी बनाते हैं जो बैटरी जीवन को कम करते हैं।

अध्ययन चित्रा -2: दो सामग्रियों के इलेक्ट्रोकेमिकल गुण

कैम्ब्रिज के नवीनतम निष्कर्षों में, शोधकर्ताओं ने विभिन्न दृष्टिकोणों का उपयोग किया:

इसने एक कठोर, खुली कॉलम संरचना के साथ एक बड़ा कण चुना है। यह संरचना लिथियम आयनों को बड़ी मात्रा में बिना घुसने की अनुमति देती है, जिससे कई स्तरों से उनके थ्रूपुट में वृद्धि होती है।

नई इलेक्ट्रोड सामग्री भी एक सुरक्षित विकल्प हो सकती है:

अधिकांश लिथियम-आयन बैटरी में नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइट से बना होता है। उच्च गति चार्जिंग में, डेंडर्राइट्स, विशेष रूप से लिथियम फाइबर के सूक्ष्म संरचना का गठन होता है।

डेंडर्राइट बैटरी में शॉर्ट सर्किट या यहां तक ​​कि आग लग सकता है, लेकिन कैम्ब्रिज की नई इलेक्ट्रोड सामग्री नहीं होती है।

अध्ययन चित्रा 9: थोक और कांस्य टर्नरी टंगस्टन ऑक्साइड की अपेक्षाएं, और बाइनरी सीरियम ऑक्साइड के साथ इलेक्ट्रोकेमिकल तुलना।

एक वरिष्ठ शोध लेखक प्रोफेसर क्लेयर ग्रे ने कहा:

तेजी से भरने वाले अनुप्रयोगों में, सुरक्षा एक ऐसी जगह है जहां अधिक ध्यान देने की आवश्यकता होती है। इस तरह की संभावित नई सामग्री निश्चित रूप से देखने लायक है क्योंकि हमें ग्रेफाइट के लिए एक सुरक्षित विकल्प की आवश्यकता है।

इसके अलावा, नैनो-कारकों को निर्मित करने के लिए कई चरणों की आवश्यकता होती है, जिसके परिणामस्वरूप बेहद कम पैदावार और स्केलेबिलिटी समस्याएं होती हैं।

इसके विपरीत, टैंटलम टंगस्टन ऑक्साइड निर्माण के लिए आसान है और इसके लिए अतिरिक्त रसायनों या सॉल्वैंट्स की आवश्यकता नहीं होती है। बेशक, हमारे पास अभ्यास करने से पहले अभी भी बहुत सारे काम हैं।