بہتر ٹھوس ریاستی خلیوں کے لئے نئے مواد

کون سے جدید مواد ٹھوس ریاستی خلیوں کو تبدیل کر رہے ہیں؟

اعلی ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی جستجو نے محققین کو جدید ترین مواد کی متنوع صفوں کی تلاش کی۔ یہ ناول مرکبات اور کمپوزیشن توانائی کے ذخیرہ کرنے والی ٹکنالوجی میں جو ممکن ہے اس کی حدود کو آگے بڑھا رہے ہیں۔

سلفائڈ پر مبنی الیکٹرولائٹس: آئنک چالکتا میں ایک چھلانگ

کے لئے انتہائی ذہین مواد میں سے ایکٹھوس ریاست کی بیٹری سیلتعمیر سلفائڈ پر مبنی الیکٹرولائٹس ہیں۔ ان مرکبات ، جیسے LI10GEP2S12 (LGPS) ، کمرے کے درجہ حرارت پر ان کی غیر معمولی آئنک چالکتا کی وجہ سے نمایاں توجہ حاصل کر چکے ہیں۔ یہ پراپرٹی روایتی لتیم آئن بیٹریوں کی ایک اہم حدود میں سے ایک کو دور کرنے کے ساتھ ، تیزی سے چارجنگ اور خارج ہونے والی شرحوں کی اجازت دیتی ہے۔

سلفائڈ الیکٹرولائٹس بھی سازگار مکینیکل خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں ، جس سے الیکٹرویلیٹ اور الیکٹروڈ کے مابین بہتر رابطے کی اجازت ملتی ہے۔ یہ بہتر انٹرفیس داخلی مزاحمت کو کم کرتا ہے اور سیل کی مجموعی کارکردگی کو بڑھاتا ہے۔ تاہم ، چیلنجز نمی اور ہوا کے ل their ان کی حساسیت کے لحاظ سے باقی ہیں ، محتاط مینوفیکچرنگ اور انکپسولیشن کے عمل کی ضرورت ہے۔

آکسائڈ پر مبنی الیکٹرولائٹس: استحکام اور کارکردگی کو متوازن کرنا

آکسائڈ پر مبنی الیکٹرولائٹس ، جیسے ایل ایل زو (لی 7 ایل اے 3 زیڈ آر 2 او 12) ، سلفائڈ پر مبنی مواد کا ایک دلچسپ متبادل پیش کرتے ہیں۔ عام طور پر کم آئنک چالکتا کی نمائش کرتے ہوئے ، آکسائڈ الیکٹرولائٹس اعلی کیمیائی اور الیکٹرو کیمیکل استحکام پر فخر کرتے ہیں۔ یہ استحکام طویل سائیکل زندگی اور حفاظت کی بہتر خصوصیات میں ترجمہ کرتا ہے ، جس سے وہ بڑے پیمانے پر الیکٹرک گاڑیوں جیسے بڑے پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لئے خاص طور پر پرکشش ہوجاتے ہیں۔

آکسائڈ الیکٹرولائٹس کے ڈوپنگ اور نانوسٹریکچرنگ میں حالیہ پیشرفتوں کے نتیجے میں ان کی آئنک چالکتا میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ مثال کے طور پر ، ایلومینیم ڈوپڈ ایل ایل زو نے وعدہانہ نتائج دکھائے ہیں ، اور مائع الیکٹرولائٹس کی چالکتا کی سطح تک پہنچتے ہوئے ٹھوس ریاست کے ڈیزائنوں کے موروثی حفاظتی فوائد کو برقرار رکھتے ہوئے۔

سیرامک ​​بمقابلہ پولیمر الیکٹرولائٹس: کون سا بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے؟

ٹھوس ریاست کی بیٹری ٹکنالوجی میں سیرامک ​​اور پولیمر الیکٹرولائٹس کے مابین ہونے والی بحث جاری ہے ، جس میں ہر ایک کے انوکھے فوائد اور چیلنجز پیش کیے جاتے ہیں۔ ان مواد کی خصوصیات کو سمجھنا مختلف درخواستوں کے ل their ان کی مناسبیت کا تعین کرنے کے لئے بہت ضروری ہے۔

سیرامک ​​الیکٹرولائٹس: اعلی چالکتا لیکن آسانی سے ٹوٹنا

مذکورہ بالا سلفائڈ اور آکسائڈ پر مبنی مواد سمیت سیرامک ​​الیکٹرولائٹس ، عام طور پر ان کے پولیمر ہم منصبوں کے مقابلے میں اعلی آئنک چالکتا پیش کرتے ہیں۔ اس کا ترجمہ تیزی سے چارج کرنے کے اوقات اور اعلی بجلی کی پیداوار میں ہوتا ہے ، جس سے وہ تیزی سے توانائی کی منتقلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

تاہم ، سیرامک ​​الیکٹرولائٹس کی سخت نوعیت مینوفیکچریبلٹی اور مکینیکل استحکام کے لحاظ سے چیلنجز پیش کرتی ہے۔ ان کی کٹائی تناؤ کے تحت کریکنگ یا ٹوٹ پھوٹ کا باعث بن سکتی ہے ، ممکنہ طور پر اس کی سالمیت سے سمجھوتہ کرناٹھوس ریاست کی بیٹری سیل. محققین سیرامک ​​الیکٹرولائٹس کی اعلی چالکتا کو محفوظ رکھتے ہوئے ان مسائل کو کم کرنے کے لئے جامع مواد اور ناول کی تیاری کی تکنیک کی تلاش کر رہے ہیں۔

پولیمر الیکٹرولائٹس: لچکدار اور عمل میں آسان

پولیمر الیکٹرولائٹس لچک اور پروسیسنگ میں آسانی کے لحاظ سے کئی فوائد پیش کرتے ہیں۔ ان مواد کو آسانی سے مختلف شکلوں اور سائز میں ڈھال دیا جاسکتا ہے ، جس سے بیٹری کی تعمیر میں زیادہ سے زیادہ ڈیزائن کی آزادی کی اجازت دی جاسکتی ہے۔ ان کی موروثی لچک سے الیکٹرویلیٹ اور الیکٹروڈ کے مابین اچھے رابطے کو برقرار رکھنے میں بھی مدد ملتی ہے ، یہاں تک کہ بیٹری چارجنگ اور خارج ہونے والے چکروں کے دوران حجم میں تبدیلیوں سے بھی گزرتی ہے۔

پولیمر الیکٹرولائٹس کی بنیادی خرابی سیرامکس کے مقابلے میں روایتی طور پر ان کی کم آئنک چالکتا رہی ہے۔ تاہم ، پولیمر سائنس میں حالیہ پیشرفتوں کے نتیجے میں نمایاں طور پر بہتر چالکتا کے ساتھ نئے مواد کی ترقی ہوئی ہے۔ مثال کے طور پر ، سیرامک ​​نینو پارٹیکلز کے ساتھ مل کر کراس سے منسلک پولیمر الیکٹرولائٹس نے پُرجوش نتائج دکھائے ہیں ، جس میں پولیمر کی لچک کو سیرامکس کی اعلی چالکتا کے ساتھ جوڑ دیا گیا ہے۔

گرافین کمپوزٹ ٹھوس ریاست سیل کی کارکردگی کو کس طرح بڑھاتے ہیں

گرافین ، 21 ویں صدی کا حیرت انگیز مواد ، ٹھوس ریاست کی بیٹری ٹکنالوجی میں اہم راستہ بنا رہا ہے۔ اس کی انوکھی خصوصیات کو مختلف پہلوؤں کو بڑھانے کے لئے استعمال کیا جارہا ہےٹھوس ریاست کی بیٹری سیلکارکردگی

الیکٹروڈ چالکتا اور استحکام کو بہتر بنایا گیا

الیکٹروڈ مواد میں گرافین کو شامل کرنے سے الیکٹرانک اور آئنک چالکتا دونوں میں نمایاں بہتری آئی ہے۔ اس سے بہتر چالکتا تیز چارج کی منتقلی کی سہولت فراہم کرتا ہے ، جس کے نتیجے میں بجلی کی کثافت میں بہتری آتی ہے اور داخلی مزاحمت کم ہوتی ہے۔ مزید برآں ، گرافین کی مکینیکل طاقت بار بار چارج خارج ہونے والے چکروں کے دوران الیکٹروڈ کی ساختی سالمیت کو برقرار رکھنے میں مدد کرتی ہے ، جس کی وجہ سے طویل مدتی استحکام اور سائیکل زندگی بہتر ہوتی ہے۔

محققین نے یہ ثابت کیا ہے کہ گرافین میں اضافہ شدہ کیتھوڈس ، جیسے گرافین کے ساتھ مل کر لتیم آئرن فاسفیٹ (لائف پی او 4) استعمال کرتے ہیں ، اپنے روایتی ہم منصبوں کے مقابلے میں اعلی شرح کی صلاحیت اور صلاحیت کو برقرار رکھنے کی نمائش کرتے ہیں۔ اس بہتری کو گرافین کی الیکٹروڈ میٹریل کے اندر ایک کوندکٹو نیٹ ورک بنانے کی صلاحیت سے منسوب کیا گیا ہے ، جس سے موثر الیکٹران اور آئن ٹرانسپورٹ کی سہولت ہے۔

ایک انٹرفیسیل پرت کے طور پر گرافین

ٹھوس ریاست کی بیٹری ڈیزائن میں ایک اہم چیلنج ٹھوس الیکٹرولائٹ اور الیکٹروڈ کے مابین انٹرفیس کا انتظام کرنا ہے۔ گرافین اس مسئلے کے ایک امید افزا حل کے طور پر ابھر رہا ہے۔ الیکٹروڈ الیکٹرویلیٹ انٹرفیس میں گرافین یا گرافین آکسائڈ کی ایک پتلی پرت کو شامل کرکے ، محققین نے ٹھوس ریاستی خلیوں کی استحکام اور کارکردگی میں نمایاں بہتری دیکھی ہے۔

یہ گرافین انٹرلیئر متعدد مقاصد کی تکمیل کرتا ہے:

1. یہ بفر کے طور پر کام کرتا ہے ، سائیکلنگ کے دوران حجم میں تبدیلیوں کو ایڈجسٹ کرتا ہے اور تباہی کو روکتا ہے۔

2. اس سے انٹرفیس میں آئنک چالکتا میں اضافہ ہوتا ہے ، جس سے ہموار آئن کی منتقلی کی سہولت ہوتی ہے۔

It. یہ ناپسندیدہ انٹرفیسیل پرتوں کی تشکیل کو دبانے میں مدد کرتا ہے جو داخلی مزاحمت کو بڑھا سکتے ہیں۔

اس انداز میں گرافین کے اطلاق نے ٹھوس ریاست کی بیٹریوں میں لتیم میٹل انوڈس کے استعمال سے وابستہ چیلنجوں سے نمٹنے کے لئے خاص وعدہ ظاہر کیا ہے۔ لتیم میٹل غیر معمولی اعلی نظریاتی صلاحیت پیش کرتا ہے لیکن ٹھوس الیکٹرولائٹس کے ساتھ ڈینڈرائٹ کی تشکیل اور رد عمل کا شکار ہے۔ احتیاط سے انجنیئر گرافین انٹرفیس ان مسائل کو کم کرسکتا ہے ، جس سے اعلی توانائی کی کثافت کے ٹھوس ریاستی خلیوں کی راہ ہموار ہوسکتی ہے۔

گرافین بڑھا ہوا جامع الیکٹرولائٹس

الیکٹروڈ اور انٹرفیس میں اس کے کردار سے پرے ، گرافین کو جامع ٹھوس الیکٹرولائٹس میں ایک اضافی کے طور پر بھی تلاش کیا جارہا ہے۔ بہت کم مقدار میں گرافین یا گرافین آکسائڈ کو سیرامک ​​یا پولیمر الیکٹرولائٹس میں شامل کرکے ، محققین نے مکینیکل اور الیکٹرو کیمیکل دونوں خصوصیات میں بہتری کا مشاہدہ کیا ہے۔

پولیمر الیکٹرولائٹس میں ، گرافین ایک کمک ایجنٹ کی حیثیت سے کام کرسکتا ہے ، جس سے مواد کی مکینیکل طاقت اور جہتی استحکام میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ خاص طور پر بیٹری سائیکل کے طور پر اجزاء کے مابین اچھے رابطے کو برقرار رکھنے کے لئے فائدہ مند ہے۔ مزید برآں ، گرافین کی اعلی سطح کا رقبہ اور چالکتا الیکٹرولائٹ کے اندر پرکولیشن نیٹ ورک تشکیل دے سکتا ہے ، جس سے ممکنہ طور پر مجموعی طور پر آئنک چالکتا میں اضافہ ہوتا ہے۔

سیرامک ​​الیکٹرولائٹس کے لئے ، گرافین کے اضافے نے مادی کے فریکچر سختی اور لچک کو بہتر بنانے کا وعدہ ظاہر کیا ہے۔ اس سے سیرامک ​​الیکٹرولائٹس کی ایک اہم حدود - ان کی کچنی - ان کی اعلی آئنک چالکتا میں نمایاں سمجھوتہ کیے بغیر۔

نتیجہ

کے لئے نئے مواد کی ترقیٹھوس ریاست کی بیٹری سیلٹیکنالوجی تیزی سے آگے بڑھ رہی ہے ، جو محفوظ ، زیادہ موثر ، اور اعلی صلاحیت والے توانائی کے ذخیرہ کرنے کے حل کے مستقبل کا وعدہ کرتی ہے۔ سلفائڈ اور آکسائڈ پر مبنی الیکٹرویلیٹس سے لے کر بیٹری کے مختلف اجزاء میں گرافین کے انضمام تک ، یہ بدعات بیٹریوں کی اگلی نسل کی راہ ہموار کررہی ہیں جو اسمارٹ فونز سے لے کر بجلی کے ہوائی جہاز تک ہر چیز کو طاقت دیتی ہیں۔

چونکہ تحقیق جاری ہے اور مینوفیکچرنگ کے عمل کو بہتر بنایا جاتا ہے ، ہم توقع کرسکتے ہیں کہ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں تیزی سے مسابقتی ہوجاتی ہیں ، اور آخر کار روایتی لتیم آئن ٹکنالوجی کو پیچھے چھوڑ دیتی ہیں۔ حفاظت ، توانائی کی کثافت اور لمبی عمر کے لحاظ سے ممکنہ فوائد ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کو وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز کے لئے ایک دلچسپ امکان بناتے ہیں۔

اگر آپ بیٹری ٹکنالوجی میں سب سے آگے رہنے کے خواہاں ہیں تو ، ایبٹری کے ذریعہ پیش کردہ جدید ٹھوس ریاست کے حل کی تلاش پر غور کریں۔ ہماری ماہرین کی ٹیم آپ کی مخصوص ضروریات کے مطابق جدید ترین توانائی کے ذخیرہ کرنے کے حل فراہم کرنے کے لئے وقف ہے۔ مزید معلومات کے ل or یا اس بات پر تبادلہ خیال کرنے کے لئے کہ ہماری ٹھوس اسٹیٹ بیٹری ٹکنالوجی آپ کے منصوبے کو کس طرح فائدہ پہنچا سکتی ہے ، ہم تک پہنچنے میں ہچکچاہٹ نہ کریںcathy@zyepower.com. آئیے جدید ٹھوس ریاستی ٹکنالوجی کے ساتھ مل کر مستقبل کو طاقت دیں!

حوالہ جات

1. ژانگ ، ایل ، وغیرہ۔ (2022) "ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے لئے جدید مواد: چیلنجز اور مواقع۔" فطرت توانائی ، 7 (2) ، 134-151۔

2. چن ، آر ، وغیرہ۔ (2021) "ٹھوس ریاست لتیم بیٹریوں میں گرافین بڑھا ہوا انٹرفیس۔" اعلی درجے کی توانائی کے مواد ، 11 (15) ، 2100292۔

3. کم ، جے جی ، وغیرہ۔ (2023) "سلفائڈ بمقابلہ آکسائڈ الیکٹرولائٹس: اگلی نسل کی ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے لئے ایک تقابلی مطالعہ۔" جرنل آف پاور سورس ، 545 ، 232285۔

4. وانگ ، وائی ، وغیرہ۔ (2020) "ٹھوس ریاست لتیم بیٹریوں کے لئے پولیمر-سیرامک ​​جامع الیکٹرویلیٹس: ایک جائزہ۔" انرجی اسٹوریج میٹریل ، 33 ، 188-207۔

5. لی ، ایکس ، وغیرہ۔ (2022) "ٹھوس ریاست کی بیٹری ایپلی کیشنز کے لئے گرافین پر مبنی مواد میں حالیہ پیشرفت۔" اعلی درجے کی فنکشنل مواد ، 32 (8) ، 2108937۔