ٹھوس ریاست کی بیٹریاں: "متبادل" کب "مینسٹیز" بنیں گے؟

ٹھوس ریاست کی بیٹریاںاگلی نسل کے طاقت کے ماخذ کے طور پر ابھر رہے ہیں ، لیکن ہائبرڈ ٹھوس-مائع بیٹریاں پہلے کے مائع لتیم آئن خلیوں اور مستقبل کے تمام ٹھوس ریاست کے نظام کے مابین ایک اہم پل کے طور پر کام کرنے کا امکان رکھتے ہیں۔

ٹھوس ریاست کی بیٹریاں کیا ہیں

ٹھوس ریاست کی بیٹریاں آتش گیر مائع الیکٹرولائٹس کو ٹھوس مواد کے ساتھ تبدیل کرتی ہیں جبکہ اعلی توانائی کی کثافت اور حفاظت کی بہتر کارکردگی کو قابل بناتی ہیں۔ ان کے کیتھوڈس اعلی توانائی کے مواد جیسے لتیم سے مالا مال مینگنیج پر مبنی مرکبات استعمال کرسکتے ہیں ، جبکہ انوڈ نینو سلیکون اور گریفائٹ کو جوڑ سکتا ہے تاکہ توانائی کی کثافت کو 300–450 WH/کلوگرام کی طرف بڑھا سکے۔

ایک ٹھوس الیکٹرولائٹ لیٹیم آئنوں کو بغیر رسا کے خطرے کے لے جاتا ہے اور تھرمل بھاگ جانے والے امکانات کو نمایاں طور پر کم کرتا ہے۔

اعلی صلاحیت والے انوڈس اور اعلی وولٹیج کیتھوڈس ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کو برقی گاڑیوں میں طویل ڈرائیونگ رینج اور ڈرونز یا توانائی کے ذخیرہ کرنے کے نظام میں بہتر برداشت کی صلاحیت فراہم کرتے ہیں۔

ہائبرڈ ٹھوس - منتقلی کے طور پر مائع

مضمون مائع ، ہائبرڈ ٹھوس-مائع ، اور آل سولڈ اسٹیٹ لتیم بیٹریوں کو ممتاز کرتا ہے ، اس بات پر زور دیتے ہوئے کہ ہائبرڈ ڈیزائن ایک لازمی منتقلی کا مرحلہ ہے۔ مارکیٹ میں نیم ٹھوس ، ارد ٹھوس ، اور "ٹھوس" بیٹریاں بڑی حد تک اس ہائبرڈ زمرے میں آتی ہیں ، جو صرف مائع کے تناسب میں ٹھوس الیکٹرولائٹ سے مختلف ہوتی ہیں۔

ہائبرڈ ٹھوس - مائع بیٹریاں اب بھی کچھ مائع الیکٹرولائٹ پر مشتمل ہیں ، جو فعال مواد سے رابطے کو بہتر بناتی ہیں اور مینوفیکچرنگ میں آسانی پیدا کرتی ہیں۔

آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں صرف ٹھوس الیکٹرولائٹ پر مشتمل ہوتی ہیں ، جو بہتر اندرونی حفاظت اور اعلی نظریاتی توانائی کی کثافت کی پیش کش کرتی ہیں لیکن آج بھی انجینئرنگ کے زیادہ شدید چیلنجوں کا سامنا ہے۔

مکمل ٹھوس ریاست میں تکنیکی رکاوٹیں

اگرچہ دنیا بھر میں بہت ساری کمپنیاں اور تحقیقی ادارے ٹھوس ریاست کی ٹکنالوجی میں سرمایہ کاری کر رہے ہیں ، لیکن کسی بھی بڑی صلاحیت سے ٹھوس ریاست پاور سیل نے ابھی تک کارکردگی اور لاگت دونوں پر مائع لتیم آئن بیٹریوں سے مماثلت نہیں کی ہے۔ بنیادی مشکل ٹھوس - ٹھوس انٹرفیس پر ہے ، جہاں سخت الیکٹروائلیٹ مواد سائیکلنگ اور حجم کی تبدیلیوں کے دوران الیکٹروڈ کے ساتھ مباشرت رابطے کو برقرار رکھنا مشکل بنا دیتا ہے۔

موجودہ راستوں میں پولیمر ، پتلی فلم ، سلفائڈ ، اور آکسائڈ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں شامل ہیں ، جن میں سے ہر ایک الگ فوائد اور حدود کے ساتھ ہے۔

مثال کے طور پر ، پولیمر ٹھوس ریاست کے خلیے کمرے کے درجہ حرارت پر اور اعلی وولٹیج کیتھوڈس کے ساتھ جدوجہد کرتے ہیں ، جبکہ سلفائڈ سسٹم ہوا کے لئے حساس ہوتے ہیں اور تقاضا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

In-initu استحکام کی حکمت عملی

موجودہ لتیم آئن انفراسٹرکچر کا فائدہ اٹھاتے ہوئے انٹرفیس کے مسائل پر قابو پانے کے لئے ، محققین ہائبرڈ ٹھوس-مائع الیکٹرولائٹس کے لئے ایک حالات میں مستحکم نقطہ نظر کی تجویز پیش کرتے ہیں۔ سیل اسمبلی کے دوران ، ایک مائع پیشگی اچھ wet ا گیلا اور رابطے کو یقینی بناتا ہے۔ بعد میں ، کیمیائی یا الیکٹرو کیمیکل رد عمل اس مائع کے تمام یا حصے کو سیل کے اندر ٹھوس الیکٹرولائٹ میں تبدیل کرتے ہیں۔

اس طریقہ کار سے الیکٹروڈ-الیکٹرویلیٹ رابطے کو بہتر بنایا جاتا ہے ، لتیم ڈینڈرائٹ کی نمو کو دباتا ہے ، اور توازن کی حفاظت ، ہائی وولٹیج ، اور فاسٹ چارج کی کارکردگی۔

یہ موجودہ مائع لتیم آئن کی پیداوار کے عمل کو بھی دوبارہ استعمال کرسکتا ہے ، جس سے مینوفیکچررز کو تیزی سے پیمانے اور اخراجات کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔

مستقبل کی ترقی کی سمت

ماہرین نے توقع کی ہے کہ سولڈ اسٹیٹ لتیم بیٹریاں حقیقی بڑے پیمانے پر تجارتی کاری سے پہلے تقریبا five پانچ سال مزید درکار ہوں گی ، لہذا ہائبرڈ ٹھوس-مائع پاور بیٹریاں قریب قریب کی مدت کا ایک حقیقت پسندانہ راستہ بنی ہوئی ہیں۔ صنعتی کاری کو تیز کرنے کے لئے ، مضمون میں مواد ، سیل ڈیزائن ، مینوفیکچرنگ اور معیارات میں مربوط پیشرفت کی ضرورت کو اجاگر کیا گیا ہے۔

ترجیحات میں شامل ہیں: متوازن آئنک چالکتا ، استحکام ، اور عمل کے ساتھ ٹھوس الیکٹرولائٹس تیار کرنا ؛ اعلی انرجی الیکٹروڈس جیسے اعلی نکل کیتھوڈس اور سلیکن-کاربن یا لتیم میٹل انوڈس سے ملاپ ؛ اور ذہین مینوفیکچرنگ کے ساتھ ڈیجیٹل تخروپن کو مربوط کرنا۔

صنعت کو کلیدی مواد کے ل supply مضبوط سپلائی چین بنانے ، خودکار سامان میں سرمایہ کاری ، جانچ اور تشخیص کے نظام کو بہتر بنانے اور آہستہ آہستہ ہائبرڈ ٹھوس - مائع سے تیار ہونے کی ترغیب دی جاتی ہے۔ لتیم آئن بیٹریاںمکمل طور پر ٹھوس ریاست لتیم دھات کی بیٹریوں کی طرف۔