इलेक्ट्रोड पर एक पतली फिल्म ब्रश करके बैटरी को सुरक्षित रखें
ब्रश करना सुधार का रहस्य हो सकता है रिचार्जेबल लिथियम बैटरी.
केमिस्ट्स राइस यूनिवर्सिटी लैब जेम्स टूर हमने एक ऐसी तकनीक पेश की है जो केवल ब्रश से पाउडर लगाकर बैटरी के एनोड की सतह को समायोजित करती है। पाउडर एनोड का पालन करता है और एक पतली लिथियेटेड कोटिंग बन जाता है, डेंड्राइट क्षति.
एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप छवि चावल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा इलाज किए गए लिथियम फोइल की एक श्रृंखला दिखाती है। रिचार्जेबल बैटरी के लिथियम एनोड को मेटल पाउडर से ब्रश करने से हानिकारक डेंड्राइट्स बनने से रोकता है। स्केल बार 100 माइक्रोन का प्रतिनिधित्व करता है।छवि क्रेडिट: टूर ग्रुप
फॉस्फोरस और सल्फर पाउडर को लिथियम धातु की पन्नी की सतह पर मिलाने से पता चलता है कि इसकी सतह की ऊर्जा को जहरीले सॉल्वैंट्स की आवश्यकता के बिना ट्यून किया जा सकता है। परीक्षण सेल में लिथियम आयरन फॉस्फेट ऑक्साइड कैथोड के साथ इस प्रकार संशोधित और संयुक्त एनोड को 340 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद वाणिज्यिक बैटरी की तुलना में 70% अधिक क्षमता बनाए रखने के लिए दिखाया गया था।
यी शोध उन्नत सामग्री.
टूर ने कहा, “यह उच्च क्षमता वाली बैटरी के उत्पादन को सरल और बेहतर बनाता है।” “इन पाउडर ठोस को लिथियम धातु एनोड में पॉलिश करने से नाटकीय रूप से डेंड्राइट गठन और सामग्री की त्वरित खपत कम हो जाती है, जो बैटरी को कम कर सकती है।”
पहले लेखक और राइस स्नातक छात्र वेयिन चेन और उनके प्रयोगशाला सहयोगियों ने विभिन्न पाउडर उम्मीदवारों का परीक्षण करने के लिए इलेक्ट्रोड पर आवश्यक कोहनी ग्रीस लगाया। उन्होंने इसे बनावट देने के लिए पहले सतह को ब्रश किया, फिर इसे एक सूक्ष्म फिल्म बनाने के लिए पाउडर किया जो लिथियम धातु के साथ प्रतिक्रिया करता है और एक ठोस निष्क्रियता परत बनाता है।
राइस यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों का कहना है कि लिथियम एनोड की सतह पर धातु के पाउडर का छिड़काव करने से रिसाइकिल करने योग्य बैटरी को नुकसान पहुंचाने वाले डेंड्राइट्स के खतरे को कम किया जा सकता है।छवि क्रेडिट: टूर ग्रुप
चेंग और सह-लेखक रोड्रिगो साल्वाटियारा, एक पूर्व पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता और अब टूर लैब के एक अकादमिक आगंतुक ने एक परीक्षण बैटरी का निर्माण किया और पुष्टि की कि उपचारित एनोड ने अल्ट्रा-लो वोल्टेज बनाए रखा है। ध्रुवीकरण – लिथियम-आयन बैटरी की एक और हानिकारक संपत्ति – 4,000 घंटे से अधिक, नंगे लिथियम एनोड की तुलना में लगभग आठ गुना अधिक।
टूर ने कहा कि पाउडर इलेक्ट्रोड की सतह ऊर्जा को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री में अधिक समान व्यवहार होता है।
“यह एक धातु मिश्रित सतह प्रदान करता है जो लिथियम धातु के नुकसान को एनोड से रोकता है, लिथियम धातु बैटरी में एक आम समस्या है,” टूर ने कहा। “लिथियम धातु बैटरी पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरी की क्षमता से कहीं अधिक है, लेकिन लिथियम धातु को बार-बार रिचार्ज करना मुश्किल होता है।”
“लिथियम धातु की सतह पर पाउडर एक कृत्रिम निष्क्रियता परत बनाता है जो चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों में स्थिरता में सुधार करता है,” चेन ने कहा। “इस ब्रश-ऑन विधि का उपयोग धातु की सतह को स्थिर करता है ताकि इसे सुरक्षित रूप से रिचार्ज किया जा सके।”
यह दिखाने के लिए कि प्रौद्योगिकी का उपयोग व्यापक अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है, प्रयोगशाला ने पाउडर को सोडियम इलेक्ट्रोड में डाला और प्रक्रिया को काफी अधिक स्थिर पाया। वोल्टेज ओवरवॉल्टेज.
यी शोध हाल की खोजें टूर एंड राइस मैकेनिकल इंजीनियर्स द्वारा सी. फ्रेड हिग्स III कुछ पाउडर को सतह पर चमकाने से यह सुपरहाइड्रोफोबिक या पानी प्रतिरोधी बन सकता है।
चटनी: चावल विश्वविद्यालय
