वायर्ड पत्रिका के अनुसार सूचना दी, स्मार्टफोन से लैपटॉप के लिए, इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट के लिए बिजली की कारों से, लिथियम आयन बैटरी सत्ता में इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की एक विस्तृत विविधता है। हालांकि, लिथियम की क्षमता के साथ चरम पर विकसित किया गया है, शोधकर्ताओं हैं आप जिसका अर्थ है कि आप एक 'बम' पकड़े हुए हैं। ढाल में एक स्मार्ट फोन पर इस लेख, पढ़ रहे हैं अगले सफलता बैटरी खोजने की कोशिश।, लिथियम (एक बहुत अस्थिर धातु, एक बार पानी के साथ संपर्क जलाया किया जाएगा) यौगिकों टूट किया जा रहा है और एक मजबूत रासायनिक प्रतिक्रिया में बनाया, रासायनिक प्रतिक्रिया आधुनिक दुनिया के लिए एक आवश्यक प्रोत्साहन प्रदान करता है।
लिथियम का उपयोग मोबाइल फोन, टैबलेट, लैपटॉप और स्मार्ट घड़ियों में किया जा रहा है, और यह हमारे ई-सिगरेट और इलेक्ट्रिक वाहनों में पाया जाता है। यह हल्का और नरम है, और यह ऊर्जा-केंद्रित है, जो इसे एक पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद बनाता है। सही शक्ति का स्रोत। हालांकि, उपभोक्ता तकनीक अधिक शक्तिशाली हो जाती है, लिथियम-आयन बैटरी तकनीक को हमेशा जारी रखना मुश्किल होता है। अब, जैसे ही दुनिया लिथियम की आदी है, वैज्ञानिकों को पुनर्विचार करने की इच्छा है दुनिया की संचालित बैटरी।
विशाल रोशनी वाली स्क्रीन, तेज प्रसंस्करण गति, तेज़ डेटा कनेक्शन और स्लिम डिज़ाइन वे सभी हैं जो पूरे स्मार्टफोन के पूरे दिन समर्थन करना मुश्किल बनाते हैं। कभी-कभी, मोबाइल उपयोगकर्ताओं को भी कई बार चार्ज करना पड़ता है। दो साल के उपयोग के बाद, कई उपकरणों का बैटरी जीवन तेजी से छोटा हो जाएगा और कचरे में फेंक दिया जाना चाहिए। लिथियम का बड़ा लाभ भी इसकी सबसे बड़ी कमजोरी है। यह अस्थिर है और विस्फोट हो सकता है। लिथियम-आयन लैपटॉप बैटरी की ऊर्जा यह लगभग हाथ हथगोले के समान ही है। आयनिक सामग्री के संस्थापक और सीईओ माइक ज़िमर्मन ने कहा: 'जेब में एक स्मार्टफोन है जो आपकी जेब में केरोसिन की तरह है।'
ज़िमर्मन ने संयुक्त राज्य अमेरिका के मैसाचुसेट्स, वोबर्न में अपनी कंपनी शोध प्रयोगशाला में जलती हुई प्रभाव देखी। एक प्रयोग में, एक मशीन बैटरी पैक के माध्यम से एक नाखून चलाती है, और बैटरी पैक तेजी से फैलता है। एक माइक्रोवेव ओवन में पॉपकॉर्न की तरह, यह चमकदार चमकता है। पिछले 50 वर्षों की बैटरी शोध हमेशा प्रदर्शन और सुरक्षा के बीच एक कसौटी रही है, यानी चरम पर लिथियम को धक्का दिए बिना जितना संभव हो उतना ऊर्जा निकालना।
हम अब यह कर रहे हैं। यह अनुमान लगाया गया है कि 2022 तक वैश्विक बैटरी बाजार 25 अरब अमेरिकी डॉलर तक पहुंच जाएगा। लेकिन उपभोक्ताओं का मानना है कि एक सर्वेक्षण के बाद, बैटरी जीवन स्मार्टफोन के बारे में सबसे ज्यादा चिंतित है। अगले दशक में उच्च ऊर्जा खपत के साथ 5 जी नेटवर्क की लोकप्रियता के साथ, समस्या केवल बदतर और बदतर हो जाएगी। जो लोग समस्या का समाधान कर सकते हैं, उनके लिए भारी रिटर्न मिलेगा।
आयोनिक सामग्री कंपनी सिर्फ एक में कंपनियों के दर्जनों, वे मौलिक महाकाव्य दौड़ बैटरी समस्या पर पुनर्विचार करने के लिए जा रहे हैं, लेकिन दौड़ झूठी शुरू होता है और दर्दनाक मुकदमेबाजी और स्टार्टअप असफल। लेकिन में से ग्रस्त धीमी गति से विकास के एक दशक के बाद, आशा अभी भी वहाँ है। दुनिया भर में स्टार्ट-अप, विश्वविद्यालयों और राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं मजबूत पूंजी वैज्ञानिकों परिष्कृत उपकरण का उपयोग कर रहे हैं नई सामग्री खोजने के लिए। वे के बारे में नाटकीय रूप से बैटरी स्मार्टफोन की ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए लग रहे हैं और जीवन, और एक पर्यावरण के अधिक अनुकूल और सुरक्षित उपकरण है कि कुछ ही सेकंड में चार्ज किया जा जाएगा, और दिन भर में उपयोग करने के लिए पर्याप्त निरंतर बनाने के लिए।
बैटरी रसायनों को विघटित करके बिजली उत्पन्न करती है। चूंकि इतालवी भौतिक विज्ञानी एलेसेंड्रो वोल्टा ने 17 99 में मेंढक बहस को हल करने के लिए बैटरी का आविष्कार किया था, इसलिए प्रत्येक बैटरी में एक ही महत्वपूर्ण घटक होते हैं। : दो धातु इलेक्ट्रोड - एक नकारात्मक चार्ज एनोड और एक सकारात्मक चार्ज कैथोड, जिसे इलेक्ट्रोलाइट नामक पदार्थ से अलग किया जाता है। जब बैटरी विद्युत सर्किट से जुड़ी होती है, तो एनोड में धातु परमाणु रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं। वे इलेक्ट्रॉन खो देते हैं। एक सकारात्मक चार्ज आयन बन जाता है और इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से सकारात्मक इलेक्ट्रोड को आकर्षित किया जाता है। साथ ही, इलेक्ट्रान (नकारात्मक रूप से चार्ज) कैथोड में प्रवाह होता है। लेकिन यह इलेक्ट्रोलाइट से गुज़रता नहीं है, लेकिन सेल के बाहर सर्किट के माध्यम से फैलता है। यह बिजली की आपूर्ति के लिए डिवाइस से जुड़ा हुआ है।
एनोड अंत में इस मामले व्यय करना होगा पर धातु परमाणुओं मतलब यह है कि बैटरी की शक्ति समाप्त हो रहा है। हालांकि, बैटरी में चार्ज प्रक्रिया के द्वारा,, उल्टा हो सकता है जिससे आयनों और इलेक्ट्रॉनों जगह में वापस मजबूर कर चक्र फिर से शुरू करने के लिए तैयार ब्रिगेड इलेक्ट्रोड अंदर और बाहर एक शुद्ध धातु परमाणुओं से बना पतन के जोखिम के बिना दबाव का सामना कर सकते, और इस तरह बैटरी होना चाहिए सामग्री का एक संयोजन है, ताकि एनोड और कैथोड प्रभारी चक्र को दोहराते हुए आकार को बनाए रखने। इस संरचना अपार्टमेंट इमारतें की तुलना में किया जा सकता है जिसमें 'कमरे के प्रदर्शन बैटरी के लिए प्रतिक्रियाशील तत्वों कितनी तेजी से करने के लिए इन क्षेत्रों में आप पर काफी हद तक निर्भर है बाहर, इमारत के ढहने के कारण के बिना है।
1977 में, एक युवा ब्रिटिश वैज्ञानिक हुई टिंग Hanmu स्टेन (स्टेन Whittingham) Linden में काम कर रहे, न्यू जर्सी (Linden) एक्सॉन (एक्सान) कारखाने, वह एक एनोड बनाया, एल्यूमीनियम 'फ्लैट ब्लॉक बनाने के लिए दीवारों और फर्श ', सक्रिय सामग्री। के रूप में लिथियम के साथ जब वह बैटरी चार्ज, लिथियम आयनों एल्यूमीनियम परमाणु के बीच interstices में एनोड तलछट के कैथोड से चलते हैं। जब छुट्टी दे दी, वे दूसरी दिशा में इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से ले जाते हैं, वापस कैथोड के पक्ष में अंतरिक्ष।
व्हिटिंगहम ने दुनिया की पहली रिचार्जेबल लिथियम बैटरी का आविष्कार किया, एक सिक्का आकार वाली बैटरी जो सौर घड़ी को शक्ति देती है। लेकिन जब वह वोल्टेज को बढ़ाने की कोशिश करता है (अधिक आयनों को बाहर और बाहर बनाता है) या एक बड़ी बैटरी बनाने की कोशिश करता है उस समय, वे जलते रहेंगे। 1 9 80 में, अमेरिकी भौतिक विज्ञानी जॉन गुडेंफ, जिन्होंने ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में काम किया था, ने सफलता हासिल की। गुडनो दूसरी दुनिया में एक ईसाई थी। युद्ध में, उन्होंने अमेरिकी सेना के मौसम विज्ञानी के रूप में कार्य किया। वह धातु ऑक्साइड में भी एक विशेषज्ञ हैं। उन्हें संदेह है कि निश्चित रूप से एक पदार्थ है जो व्हिथिंगहम द्वारा उपयोग किए गए एल्यूमीनियम यौगिक की तुलना में लिथियम के लिए एक मजबूत पिंजरे प्रदान कर सकता है।
गुड इवानोव गाइड दो बाद डॉक्टरेट शोधकर्ताओं को व्यवस्थित, लिथियम विभिन्न धातु ऑक्साइड के साथ तुलना करने के लिए, कितना इससे पहले कि वे पतन जहाँ से लिथियम निकाला जाता है। अंत में देखो आवर्त सारणी का पता लगाने के लिए, वे लिथियम पहचान सहिष्णुता सीमा के आधे बाहर निकाला जा सकता है और कोबाल्ट का एक मिश्रण है, जो मध्य अफ्रीका। लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड लिथियम भर नीली ग्रे धातु है जब यह एक कैथोड, बैटरी प्रौद्योगिकी जो एक बड़ा कदम आगे का प्रतिनिधित्व करता है के रूप में प्रयोग किया जाता है कदम। कोबाल्ट एक और अधिक हल्के, सस्ती सामग्री है, छोटे उपकरणों के लिए दोनों भी बड़े पैमाने पर उपकरण के लिए उपयुक्त, और भी बहुत बाजार पर अन्य सामग्री की तुलना में बेहतर कर रहे हैं।
आज, गुड इवानोव कैथोड लगभग पृथ्वी पर सभी हैंडहेल्ड डिवाइस में दिखाई देते हैं, लेकिन वह ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय से एक पैसा अर्जित नहीं किया एक पेटेंट के लिए आवेदन करने से इनकार कर दिया, वह भी यह अधिकार दिया है, लेकिन यह बदला जा सकता है क्या फेरबदल के 10 वर्षों के बाद 1991 में हुआ, सोनी बाध्यकारी गुड इवानोव लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड कैथोड और उसके नए कैमरे सीसीडी-TR1 की बैटरी जीवन में सुधार करने की कोशिश के साथ एक कार्बन एनोड। यह पहली बार है रिचार्जेबल लिथियम आयन बैटरी के लिए एक उपभोक्ता उत्पादों, यह दुनिया बदल गई।
जीन बर्डिचेव्स्की टेस्ला के सातवें कर्मचारी थे। जब 2003 में इलेक्ट्रिक कार कंपनी की स्थापना हुई थी, तो बैटरी ऊर्जा घनत्व लगातार दस वर्षों तक बढ़ गया है, और वार्षिक वृद्धि सीमा लगभग 7% थी। लेकिन 2005 तक, बर्डिचेव्स्की ने पाया कि लिथियम-आयन बैटरी का प्रदर्शन स्थिर होना शुरू हो गया है। पिछले सात या आठ वर्षों में, वैज्ञानिकों को 0.5% तक लड़ने के लिए अपनी पूरी कोशिश करनी है। बेहतर बैटरी प्रदर्शन।
उस समय सुधार की प्रगति, मुख्य रूप से इंजीनियरिंग और निर्माण Bodiqiefu चोमस्की से कहा: सामग्री अधिक शुद्ध, बैटरी निर्माताओं प्रत्येक परत पारित करने के लिए सक्षम किया गया है 'के बाद आधुनिक रासायनिक प्रतिक्रिया 27 साल के लिए प्रयोग किया जाता है, वे शोधन स्वीकार करने के लिए जारी रखने के लिए' एक पतली से लोड एक ही तरीके से पतले सक्रिय सामग्री अंतरिक्ष बन गए हैं जाएगा। Bodiqiefu बुलाया गॉस 'जार से बाहर हवा चूसना'। लेकिन यह अपने आप जोखिम है। आधुनिक बैटरी कैथोड , इलेक्ट्रोलाइट और एनोड सामग्री रचना की परतों बारी, बारीकी से तांबा और एल्यूमीनियम प्रभारी कलेक्टर के साथ एकीकृत, बैटरी समाप्त इलेक्ट्रॉन, यह आवश्यक है जहां के लिए।
कई उन्नत बैटरी में, प्लास्टिक विभाजक कैथोड और एनोड के बीच स्थित है, और वे कम-सर्किटिंग, केवल 6 माइक्रोन है, जो उन्हें चोट संपीड़न की चपेट में आता है (एक मानव बाल की मोटाई के बारे में 1/10) की मोटाई को रोकने के लिए संपर्क में हैं इस कारण है कि एयरलाइन सुरक्षा वीडियो अब चेतावनी दी कि अपने सेल फोन के अंदर मशीनरी में गिर गई हैं, सीट को समायोजित करने का प्रयास नहीं करते।
लिथियम आयन बैटरी के हर सुधार के लिए, समझौतों से कर रहे हैं। में सुधार ऊर्जा घनत्व सुरक्षा कम कर देता है, तेजी से चार्ज बैटरी चक्र जीवन, जिसका अर्थ है कि बैटरी के प्रदर्शन में तेजी से चला जाता है कम कर सकते हैं की शुरूआत। संभावित इसकी लिथियम आयन के करीब है । कैथोड, एनोड, इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक, और तेजी से उपयोग करें - सैद्धांतिक सीमा गुड इवानोव सफलता के बाद से, शोधकर्ताओं ने अगले छलांग लगाने के लिए, चार मुख्य घटकों के माध्यम से सहित व्यवस्थित बैटरी की जांच कोशिश कर रहे हैं अधिक जटिल उपकरणों।
क्लेयर ग्रे (क्लेयर ग्रे) ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में गुड इवानोव छात्र है, वह लिथियम में हमेशा से था - हवा बैटरी, जो सिद्धांत रूप में हवा में ऑक्सीजन के साथ अन्य इलेक्ट्रोड के रूप में सेवा, इन बैटरियों एक विशाल ऊर्जा प्रदान करते हैं घनत्व, लेकिन उन्हें विश्वसनीय रूप से चार्ज करने दें, और कुछ चक्रों से अधिक समय तक चलने के लिए, प्रयोगशाला में काफी मुश्किल है, वास्तविक दुनिया में गंदे और अप्रत्याशित हवा का उल्लेख न करें।
हालांकि ग्रे ने दावा किया है हाल ही में एक महत्वपूर्ण सफलता हासिल की है, लेकिन क्योंकि उपर्युक्त समस्याओं की, अनुसंधान समुदाय का ध्यान प्रमुख लिथियम में बदल गया - सल्फर बैटरी जो एक सस्ता लिथियम आयन, अधिक शक्तिशाली विकल्प प्रदान करता है, लेकिन वैज्ञानिकों में यह को रोकने के लिए काम कर रहा है डेन्ड्राइट (कैथोड) कैथोड, एनोड और भंग में सल्फर पर गठित की वजह से बार-बार चार्ज सोनी इस समस्या का समाधान करने का दावा करती है, और आशा है कि है कि 2020 लिथियम शामिल होंगे - बाजार के लिए उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों की सल्फर बैटरी ।
मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में, भौतिक वैज्ञानिक जुकिंग लियू कार्बन एनोड से अधिक ऊर्जा निचोड़ने की कोशिश करने वालों में से एक है। वह सतह क्षेत्र को बड़ा करने और लिथियम परमाणु बढ़ाने के लिए ग्रैफेन के समान द्वि-आयामी सामग्री को जोड़ता है। संख्या। लियू जुक्विंग इसे एक पुस्तक में जोड़े गए पृष्ठों की संख्या से तुलना करता है। विश्वविद्यालय ने सूखी प्रयोगशाला के निर्माण में भी निवेश किया, जिससे शोधकर्ता विभिन्न इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स का परीक्षण करने के लिए विभिन्न घटकों को सुरक्षित रूप से और आसानी से बदल सकते हैं। संयोजन।
अविश्वसनीय रूप से, भले ही गुड इवानोव खुद भी। पिछले साल इस मुद्दे का अध्ययन कर रहा है, 94 वर्ष, वह एक कागज का वर्णन एक लिथियम आयन बैटरी क्षमता तीन बार मौजूदा बैटरी है प्रकाशित किया। यह व्यापक रूप से किया गया है । सवाल एक शोधकर्ता ने कहा: 'किसी इवानोव गुड के अलावा अन्य इस लेख प्रकाशित करते हैं, तो मैं बी एस आईएनजी करना पड़ सकता है।'
हालांकि, हजारों कागजात के प्रकाशन के बावजूद, वित्त पोषण में अरबों डॉलर, और दर्जनों स्टार्टअप स्थापित और वित्त पोषित, हमारे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पादों के मूल रासायनिक कार्यों 1 99 1 से लगभग अपरिवर्तित रहे हैं। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स की लागत, प्रदर्शन और पोर्टेबिलिटी के मामले में, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड और कार्बन के संयोजन को प्रतिस्थापित करने के लिए कुछ भी नहीं है। आईफोन एक्स की बैटरी लगभग सोनी के पहले कैमकॉर्डर के समान है।
इसलिए, 2008 में, बर्डिचेव्स्की ने टेस्ला छोड़ा और नई बैटरी रसायन शास्त्र का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करना शुरू किया। वह विशेष रूप से ग्रेफाइट एनोड्स के विकल्प खोजने में रूचि रखते हैं, जो उनका मानना है कि बेहतर बैटरी बनाने में सबसे बड़ी बाधा है। Berdychevsky ने कहा: 'ग्रेफाइट का उपयोग छह या सात साल के लिए किया गया है, और अब यह मूल रूप से बैटरी की थर्मोडायनामिक क्षमता में उपयोग किया जाता है।' 2011 में, वह और पूर्व सहयोगी टेलेला के एलेक्स जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में सामग्री विज्ञान के प्रोफेसर एलेक्स जैकब्स, ग्लेब युशिन ने सिला नैनोटेक्नोलॉजीज की सह-स्थापना की। उनके पास अटारी खेलों के साथ अलामेडा में बे एरिया कार्यालय में एक खुला लेआउट है। नामित सम्मेलन कक्ष, भट्टियों और गैस पाइप से भरे औद्योगिक प्रयोगशाला।
सभी संभावित समाधानों की जांच के बाद, तीन पुरुषों ने सैद्धांतिक रूप से यह निर्धारित किया कि सिलिकॉन सबसे आशाजनक सामग्री है। उन्हें केवल तकनीक का काम करने की आवश्यकता है। कई लोगों ने इसे पहले करने की कोशिश की, लेकिन वे सभी विफल हो गए। हालांकि, बर्डी चेवस्की और उनके सहयोगी उनकी सफलता के बारे में आशावादी हैं। एक सिलिकॉन परमाणु 4 लिथियम आयनों को संलग्न कर सकता है, जिसका अर्थ है कि एक सिलिकॉन एनोड समान वजन के ग्रेफाइट एनोड की तुलना में 10 गुना अधिक लिथियम स्टोर कर सकता है। संभावित अर्थ यह है कि नेशनल एकेडमी ऑफ रिसर्च सिलिकॉन एनोड सामग्री में रूचि रखता है, जैसे एम्प्रियस, एनोविक्स और एनविया जैसे उद्यम पूंजी फर्मों द्वारा समर्थित स्टार्टअप हैं।
जब लिथियम आयन बैटरी चार्ज करते समय एनोड का पालन करते हैं, तो यह थोड़ा विस्तार करता है और फिर उपयोग के दौरान फिर से घुल जाता है। बार-बार चार्ज चक्र के दौरान, यह विस्तार और संकुचन ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस परत को नष्ट कर देता है, जो एक सुरक्षा है पदार्थ, एनोड की सतह पर पट्टिका बनाते हैं। यह नुकसान साइड इफेक्ट्स का कारण बन सकता है और बैटरी में लिथियम का हिस्सा उपभोग कर सकता है। बर्डिचेव्स्की ने कहा: 'यह बेकार बकवास में फंस गया है।'
समय के साथ, इस स्मार्ट फोन के लिए मुख्य कारण संग्रहित ऊर्जा का एक तेजी से नुकसान के लिए शुरू किया है। ग्रेफाइट एनोड विस्तार और लगभग 7% के संकुचन ताकि प्रदर्शन में भारी गिरावट आई शुरू करने से पहले, यह लगभग 1000 प्रभारी-निर्वहन चक्र किया जा सकता है। यह एक के बराबर है दो साल के लिए स्मार्टफोन, एक दैनिक आधार चार्ज। हालांकि, सिलिकॉन कणों की वजह से बाद में कुछ चार्ज चक्र होते हैं सिलिकॉन एनोड के सबसे इतना लिथियम वे का विस्तार अवशोषित कर सकते हैं जब परिमाण चार्ज बहुत अधिक (400% तक) है। पांच साल प्रयोगशाला में तोड़ने, सिला Nanotechnologies समस्या को हल करने के लिए एक nanocomposite विस्तार बनाया।
Bodiqiefu Sharansky स्पष्ट किया कि यदि ग्रेफाइट एनोड एक 'सम्मिलित' है, तो सभी के कमरे 'एक ही आकार के होते हैं, और कसकर एक साथ भरे होते हैं। 30,000 पुनरावृत्तियों (विभिन्न स्तंभों और कमरे संयोजन के बाद ), वे एनोड, जहां हर मंजिल लिथियम प्राप्त उन्होंने कहा में सिलिकॉन परमाणुओं के विस्तार के लिए पर्याप्त स्थान है फार्म: '। हम अतिरिक्त जगह इमारत के अंदर फंस कर दिया' इस विस्तार की समस्या का हल है, जबकि एनोड को बनाए रखने बाहरी आयाम और आकार स्थिरता।
Bodiqiefu Sharansky ने कहा कि सामग्री अगले साल सिला Nanotechnologies की पहली पीढ़ी के निर्माता द्वारा प्रदान किया जाएगा, 20% की ऊर्जा घनत्व, और अंत में 40% वृद्धि होगी, जबकि भी सुरक्षा में सुधार, उन्होंने कहा: 'सिलिकॉन दें आप किनारे से दूर, तो आप एक 1% या अंतरिक्ष के 2%, क्रम में सही मायने में पर्याप्त वृद्धि करने के लिए अपने सुरक्षा खाली कर सकते हैं। 'सबसे महत्वपूर्ण बात यह है, यह भी सीधे मौजूदा डिजाइन में परिवर्तित किया जा सकता है। बैटरी निर्माताओं एशिया में प्रतिस्पर्धा के साथ तैयारी करने के लिए बिजली के वाहनों के युग के लिए संयंत्र की क्षमता बढ़ाने, Bodiqiefu चोमस्की का मानना है कि उत्पाद की वर्तमान उत्पादन की प्रक्रिया के साथ किसी भी असंगत बाहर रखा होने की संभावना है, उन्होंने कहा: 'प्रौद्योगिकी अभी तक लिथियम आयन जगह ले सकता है मौजूद नहीं है , लिस्टिंग के समय पर, यह अनगिनत उपयोगकर्ता आधार लाने होंगे। '
बैटरी पूरी तरह से चार्ज और छुट्टी दे दी जाती है, तो दो इलेक्ट्रोड नृत्य के बीच लिथियम आयन और कभी कभी वे, इसके विपरीत पर लौटने के लिए विशेष रूप से जब बैटरी चार्ज बहुत तेज़ है मुश्किल है, वे इलेक्ट्रोड के बाहर इकट्ठा करेगा, धीरे-धीरे वृक्ष के समान शाखाओं, stalactite गुफा के शीर्ष पसंद है। अंत में, इन पाले सेओढ़ लिया वृक्ष के समान खिड़की कांच की तरह लग रहे, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से सभी तरह से बढ़ाया जा सकता है, पट, और स्पर्श द्वारा इलेक्ट्रोड भर में एक शॉर्ट सर्किट से प्रवेश।
के रूप में परतों के बीच की दूरी करीब हो रही है, इस जोखिम त्रुटियों की संभावना में वृद्धि होगी वृद्धि होगी। पिछले साल के रूप में पाया सैमसंग, त्रुटि नुकसान का कारण बन सकता है, लागत बहुत अधिक है कि। छोटे विनिर्माण दोष एक आंतरिक शॉर्ट सर्किट गैलेक्सी नोट 7 सेल फोन बैटरी। कुछ उपकरणों पर, एनोड और कैथोड एक दूसरे के साथ अंतिम संपर्क, इस भयावह 3.4 अरब यूरो की अनुमानित हानि हो जाती है वापस बुला लेने से सैमसंग। आयोनिक सामग्री कंपनी ज़िम्मरमैन बताते हैं के लिए प्रेरित किया : 'जब ऐसा होता है, बैटरी बहुत गर्म, तरल इलेक्ट्रोलाइट बन सकता है, थर्मल भगोड़ा, पाए जाते हैं आग और विस्फोट करने के लिए अग्रणी कर सकते हैं।'
चूंकि यह स्थिति बहुत खतरनाक है, वास्तव में, लिथियम-आयन बैटरी में इतनी लिथियम नहीं है, केवल दो प्रतिशत है। लेकिन यदि धातु कोबाल्ट ऑक्साइड पिंजरे से शुद्ध धातु लिथियम को सुरक्षित रूप से रिलीज़ करने का कोई तरीका है, तो यह ऐसा है व्हिटिंगहम ने 1 9 70 के दशक में ऊर्जा घनत्व दस गुना बढ़ाने की कोशिश की। इसे बैटरी अनुसंधान के 'पवित्र Grail' कहा जाता है, और ज़िमर्मन ने इसे खोज लिया होगा।
उनका मानना है कि इलेक्ट्रोलाइट वास्तव में बैटरी की ऊर्जा घनत्व बढ़ाने के लिए सबसे बड़ी बाधा है। यह डुबकी का उपयोग कर तरल इलेक्ट्रोलाइट में बात धीरे-धीरे अब किया गया है, लेकिन जैल और पॉलिमर के उपयोग, पर वे आमतौर पर अभी भी ज्वलनशील होते हैं, लेकिन यह भी तेजी से रोकने के लिए थर्मल भगोड़ा प्रक्रिया में मदद नहीं करता। ज़िम्मरमैन खुद स्वीकार, वह एक 'बैटरी नियंत्रण' नहीं था। वह सामग्री विज्ञान में majored, विशेष रूप से पॉलिमर, वह बेल प्रयोगशालाओं में पढ़ाया जाता है और एक 14 टफ्ट्स विश्वविद्यालय उद्यम के बाद के वर्षों में शुरू किया।
2000 के दशक, ज़िम्मरमैन उस समय बैटरी में दिलचस्पी हो गई, कुछ लोगों को ठोस इलेक्ट्रोलाइट भंडारण इलेक्ट्रोलाइट तरल से चालू करने के लिए कोशिश कर रहे हैं, एक वरिष्ठ वैज्ञानिक डोनाल्ड हाईगेट (डोनाल्ड हाईगेट) बताते हैं: 'सिद्धांत रूप में, क्योंकि ठोस इलेक्ट्रोलाइट बैटरी अधिक सुरक्षित है, तो आप इसे कठिन काम करते हैं। एक ही आवेदन, आप छोटे बैटरी का उपयोग कर सकते हैं। कर सकते हैं ', लेकिन वे ज्यादातर चीनी मिट्टी या कांच हैं, तो यह, भंगुर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मुश्किल है।'
इलेक्ट्रिक के साथ संपर्क को रोकने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के बीच में अलग-अलग हिस्सों में प्लास्टिक का उपयोग किया गया है। ज़िमर्मन का मानना है कि यदि वह सही सामग्री पा सकता है, तो वह तरल इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक को त्याग सकता है, और इसे एक के साथ बदल सकता है स्तरित ठोस प्लास्टिक, प्लास्टिक की यह परत आग प्रतिरोधी है और दो परतों के बीच बढ़ने से डेंडर्राइट को रोकती है। आयनिक सामग्री के साथ, ज़िमर्मन ने एक नई चालन तंत्र के साथ एक बहुलक बनाया जो नकल करता है जिस तरह से इलेक्ट्रॉन धातु के माध्यम से गुजरते हैं। यह पहला ठोस बहुलक है जो कमरे के तापमान पर लिथियम आयनों का आयोजन करता है। सामग्री लचीला, कम लागत है, और विभिन्न परीक्षणों का सामना कर सकती है।
एक प्रयोग में, उन्होंने कच्चे माल को बैलिस्टिक प्रयोगशाला में भेजा, जहां उन्हें आम तौर पर बुलेटप्रूफ वेट्स का परीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता था और उन्हें 9 मिमी बुलेट के साथ आग लगती थी। दो तारों ने बैटरी (फ्लैट चांदी बैग) को सैमसंग टैबलेट से जोड़ा। बाद की बिजली की आपूर्ति सावधानी से हटा दी गई थी। गोली मारने के बाद, बैटरी ज्वालामुखी की तरह विस्फोट हो गई। धीमी गति में, प्लास्टिक और धातु को लावा की तरह क्रेटर से बाहर निकाला जा सकता था। लेकिन बैटरी के अंदर कोई विस्फोट नहीं हुआ। कोई विस्फोट या आग नहीं। डिवाइस हर टकराव पर रहता है। ज़िमर्मन ने कहा: 'हम हमेशा सोचते हैं कि बहुलक इसे सुरक्षित बनाते हैं, हम कभी भी बैटरी को काम जारी रखने की उम्मीद नहीं करते हैं।'
ज़िम्मरमैन के अनुसार ने कहा कि यह बहुलक लिथियम धातु के विकास को बढ़ावा होता है, और इस तरह के रूप लिथियम नई बैटरी रसायन शास्त्र, की शुरूआत में तेजी लाने - सल्फर या लिथियम - हवा, लेकिन लंबी अवधि के भविष्य मैनचेस्टर Liuxu किंग का केवल लिथियम शोधकर्ता विश्वविद्यालय नहीं हो सकता। कहा: 'यह सुधार उपकरण प्रदर्शन में सुधार की गति से मेल नहीं खा सकता है, हमें एक क्रांति की जरूरत है।'
ऑक्सफोर्डशायर में विशाल हार्वर्ड साइंस एंड इनोवेशन पार्क में, जहां जॉन गुडेनॉ ने लिथियम आयन, स्टीफन वोलर में सफलता के लिए अपने पेटेंट को त्यागने के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए एक कार्बन फाइबर पेय कप में आकार और आकार के समान होता है। वालर लगभग 50 साल पुराना मैनचेस्टर सिटी प्रशंसक है। पहले ब्राउज़र ब्रांड नेटस्केप में शामिल होने से पहले, उन्होंने आईबीएम में एक सॉफ्टवेयर इंजीनियर के रूप में काम किया। एओएल द्वारा कंपनी का अधिग्रहण करने के बाद, वालर लैपटॉप बैटरी जीवन की सीमाओं से तेजी से निराश था, इसलिए कुछ उपाय करने का फैसला किया।
वालर पहला विचार बैटरी क्रूज समय का विस्तार करने के हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करना है, लेकिन यह अस्थिरता पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों दुर्गम चुनौतियों साबित हुई, उन्होंने कहा: 'चलो हवाई अड्डे के सुरक्षा के माध्यम से हाइड्रोजन काफी मुश्किल है' तो, ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी परिचितों द्वारा, वालर कुछ रोमांचक अनुसंधान में सुना है, तेज़ी से चार्ज सामग्री गुण अधिक सुपर संधारित्र की तरह शामिल है। जब बैटरी रासायनिक ऊर्जा स्टोर करने के लिए, लेकिन सुपर संधारित्र एक बिजली के क्षेत्र में रखा जा सकता, बस गुब्बारे के इलेक्ट्रोस्टैटिक संग्रह पर पसंद है।
Supercapacitor समस्या यह है कि वे जल्द ही रिसाव इतनी ऊर्जा और बिजली स्टोर करने के लिए एक बैटरी की तरह नहीं है। आप अक्सर उपयोग नहीं करते, मुक्ति लिथियम आयन बैटरी सतत दो सप्ताह के हैं, और ultracapacitors केवल कई घंटे के लिए बनाए रखा जा सकता है। कई उद्योग के अंदरूनी सूत्रों का मानना है। है कि एक साथ सुपर संधारित्र और बैटरी के संयोजन, यह शक्ति के भूखे स्मार्ट फोन और अन्य उपभोक्ता प्रौद्योगिकी उत्पादों के लिए लाभप्रद हो सकता है हाईगेट कहा सुपर संधारित्र एक या दो मिनट के भीतर भरा जा सकता है बिजली मिश्रण बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता मोबाइल फोन, लेकिन यह भी एक बैकअप लिथियम आयन बैटरी के रूप में, उन्होंने कहा: "अगर आप बहुत जल्दी चार्ज कर सकते हैं, तो आप, प्रेरण का तार पर डाल दिया जब आप कॉफी सरगर्मी चार्ज कर सकते हैं '
उन्होंने जोर देकर कहा कि वह बेहतर कर सकते थे। 2013 में, वह ZapGo स्थापना की, कंपनी कार्बन आधारित बैटरी अपने चार्ज की गति और सुपर संधारित्र के रूप में तेजी से नवंबर 2017 के लिए विकसित कर रहा है, है, लेकिन लिथियम आयन बैटरी का चार्ज समय समान। कंपनी के कर्मचारी 22 लोगों तक पहुंच गए हैं, जो उत्तरी कैरोलिना में रदरफोर्ड और शार्लोट में एप्पलटन लैब्स में काम कर रहे हैं। इसकी पहली उपभोक्ता बैटरी वर्ष के अंत में उपयोग की जाएगी। कारों के लिए बूस्टर स्टार्टर्स समेत तीसरे पक्ष के उत्पादों का परिचय दिया गया, और चार्जिंग समय के साथ इलेक्ट्रिक स्कूटर 8 घंटे से 5 मिनट तक कम हो गए।
वालर हाथ टुकड़ा कार्बन फाइबर एक बैटरी, एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट, नहीं किया जाता है आग पकड़ने है। दो इलेक्ट्रोड एल्यूमीनियम की एक पतली परत, ऊपर कार्बन nanostructures के साथ कवर किया, सतह क्षेत्र को बढ़ाने के लिए है। वालर ने कहा: 'आप इसे हिमालय की तरह लग रहे करना चाहते हैं।' हालांकि खुर्दबीन के नीचे, यह एक शहर के क्षितिज की तरह अधिक कुंजी ZapGo प्रौद्योगिकी रूपरेखा दक्षता में सुधार और, रिसाव की मात्रा को कम मुख्य रूप से सहज और इलेक्ट्रोलाइट सुनिश्चित करने के द्वारा की जाती है। ऊपर कार्बन क्षितिज बस वेल्क्रो के रूप में, मेल खाना।
कार्बन आधारित बैटरी लंबी उम्र के सबसे बड़ा फायदा है क्योंकि ZapGo बैटरी भंडारण के बजाय एक पारंपरिक बैटरी की तुलना में, और अधिक एक गुब्बारे की तरह है। के रूप में वालर ने कहा कि 'कोई रसायन शास्त्र' उन्होंने दावा किया कि नई बैटरी 100,000 निर्वहन चक्र पिछले कर सकते हैं, जो एक लिथियम है बैटरी आयन 100 बार भी हर दिन फोन को चार्ज भी 30 साल के लिए इस्तेमाल किया जा सकता। वर्तमान तीसरी पीढ़ी ZapGo बैटरी काफी मजबूत स्मार्ट फोन की बात को चलाने के लिए नहीं किया गया है, लेकिन इस्तेमाल की गई सामग्री की वजह से वोल्टेज बाधा वालर वृद्धि हुई प्रदान नहीं करता है इस बैटरी 2022 में होने की उम्मीद है, कि है, 'iPhone लगभग 15' आवेदन में डाल दिया।
यह चार्ज बुनियादी ढांचे को बदलने की आवश्यकता है। सस्ते तीसरे पक्ष के चार्जर को दोषी ठहराया कई बम विस्फोट, लेकिन इन चार्जरों ZapGo बैटरी या सुपर संधारित्र किसी भी प्रणाली के आधार पर करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विस्फोट को रोकने के लिए की आवश्यकता नहीं है, तो आप एक प्रभारी की जरूरत है विपरीत काम करते हैं करने के लिए है - अवशोषित और दुकान ऊर्जा ग्रिड से, कम समय में और फिर प्रयोगशाला में अपने फोन के लिए भेज, वालर की टीम लैपटॉप के आकार बिजली का उत्पादन किया गया है, लेकिन वे इसे छोटे और अधिक कुशल बनाने के लिए कोशिश कर रहे हैं।
डायसन इंस्टीट्यूट ऑफ डिज़ाइन एंड इंजीनियरिंग के सैम कूपर समेत कई लोगों ने सवाल किया कि क्या ये कंपनियां वास्तव में ऐसे सामानों को लागू करना चाहती हैं जो उनके उत्पादों में इतनी देर तक चलती हैं। कूपर ने कहा: 'मोबाइल फोन कंपनी एक स्पष्ट लाभ प्रोत्साहन है, जो अगली रिलीज के लिए पुराने उपकरणों को रोकने के लिए है। इस कारण से, बेहतर बैटरी विकसित करने की प्रतियोगिता बिल्कुल मौजूद नहीं हो सकती है। 'वालर ने स्वीकार किया कि 30 पेटेंट्स में से एक जैपगो धारण करता है विधि बैटरी जीवन को कृत्रिम रूप से कम कर सकती है और उन्हें 30 वर्षों तक उपयोग जारी रखने से रोक सकती है। उन्होंने कहा: 'हम यह नहीं करेंगे, लेकिन यदि ग्राहक तैयार है, तो हमारे पास उन्हें उपलब्ध कराने की क्षमता है।'
पूर्व कला के साथ तुलना में, कार्बन आधारित ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी एक अन्य प्रमुख लाभ Wallerian कोई वर्तमान डिजाइन उपयुक्त सेल फोन डिजाइन किया गया है। यह वास्तव में एक मोबाइल फोन की एक बाहरी संरचना के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।, लेकिन है लचीला स्क्रीन और भविष्य के लिए तैयार करने के लिए उपकरण तह। 5G नेटवर्क में, हमारे डेटा के सभी बादलों से आते हैं, बैटरी जीवन और भी अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
संकीर्ण गलियारे के लिए उनके कार्यालय चला गया, दोपहर में सूर्य के पास गया साथ वालर, डायमंड प्रकाश स्रोत है, जो एक बड़ी परिपत्र इमारत है कि लग रहा है एक विदेशी अंतरिक्ष यान की तरह ऑक्सफोर्डशायर के ग्रामीण इलाकों में उतरा है की छाया से होकर गुजरता है। अंदर शोधकर्ताओं ने एक सूक्ष्म स्तर पर संभावित बैटरी सामग्री का अध्ययन करने, क्यों लिथियम पता लगाने के लिए त्वरक बीम का उपयोग कर रहे हैं - सल्फर बैटरी असफल है, और एक एनोड और कैथोड प्राप्त करने के लिए वैकल्पिक सामग्री खोजने के लिए, इन समस्याओं लगभग 30 वर्षों के लिए इस क्षेत्र त्रस्त है।
वालर हवा में, अपने स्मार्टफोन लहराते, दोषपूर्ण लिथियम आयन बैटरी विलाप, यह इन दोषों की दृष्टि से जाति उच्च जोखिम शामिल होने के लिए फिर से खोज करने के लिए इन अद्भुत लेकिन त्रुटिपूर्ण लिए उसे और दूसरों के सैकड़ों नेतृत्व है बैटरी उन्होंने कहा: 'क्या यह बैटरी क्लिप है, या दो मोबाइल फोन, जो पागल, चीजें हैं जो की तरह नहीं होना चाहिए रहे हैं के साथ हम, रणनीतियों इस स्थिति से निपटने के लिए विकसित करना होगा।'
