திட நிலை செல்கள் காலப்போக்கில் ஏன் சிதைகின்றன?

திட நிலை பேட்டரிகள் எரிசக்தி சேமிப்பு உலகில் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தொழில்நுட்பமாக உருவெடுத்துள்ளன, இது பாரம்பரிய லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளை விட சாத்தியமான நன்மைகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், அனைத்து பேட்டரி தொழில்நுட்பங்களையும் போலவே,திட நிலை பேட்டரி செல்கள்காலப்போக்கில் சீரழிவிலிருந்து விடுபடவில்லை. இந்த கட்டுரையில், திட நிலை உயிரணு சீரழிவு மற்றும் அவர்களின் ஆயுட்காலம் நீட்டிக்க சாத்தியமான தீர்வுகள் ஆகியவற்றின் பின்னணியில் உள்ள காரணங்களை ஆராய்வோம்.

எலக்ட்ரோடு-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகம்: சீரழிவுக்கு முக்கிய காரணம்?

எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் இடையேயான இடைமுகம் திட நிலை உயிரணுக்களின் செயல்திறன் மற்றும் நீண்ட ஆயுளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இந்த இடைமுகம் பேட்டரியை இயக்கும் மின் வேதியியல் எதிர்வினைகள் நடைபெறும் இடமாகும், மேலும் பல சீரழிவு வழிமுறைகள் தொடங்கும் இடமும் இதுதான்.

இடைமுகத்தில் வேதியியல் உறுதியற்ற தன்மை

சீரழிவுக்கான முதன்மை காரணங்களில் ஒன்றுதிட நிலை பேட்டரி செல்கள்எலக்ட்ரோடு-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தில் வேதியியல் உறுதியற்ற தன்மை. காலப்போக்கில், எலக்ட்ரோடு பொருட்களுக்கும் திட எலக்ட்ரோலைட்டுக்கும் இடையில் தேவையற்ற எதிர்வினைகள் ஏற்படலாம், இது எதிர்ப்பு அடுக்குகளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. இந்த அடுக்குகள் அயனிகளின் இயக்கத்திற்கு தடையாக உள்ளன, இது கலத்தின் திறன் மற்றும் செயல்திறனைக் குறைக்கிறது.

இயந்திர அழுத்தம் மற்றும் நீக்கம்

சீரழிவுக்கு பங்களிக்கும் மற்றொரு குறிப்பிடத்தக்க காரணி இடைமுகத்தில் இயந்திர அழுத்தமாகும். சுழற்சிகளை சார்ஜ் செய்து வெளியேற்றும் போது, ​​எலக்ட்ரோடு பொருட்கள் விரிவடைந்து சுருங்குகின்றன, அவை நீக்குதலுக்கு வழிவகுக்கும் - எலக்ட்ரோலைட்டிலிருந்து மின்முனையைப் பிரித்தல். இந்த பிரிப்பு அயனிகளைக் கடக்க முடியாத இடைவெளிகளை உருவாக்குகிறது, பேட்டரியின் செயலில் உள்ள பகுதியை திறம்பட குறைத்து அதன் திறனைக் குறைக்கிறது.

சுவாரஸ்யமாக, இந்த சிக்கல்கள் திட நிலை கலங்களுக்கு தனித்துவமானவை அல்ல. பாரம்பரிய பேட்டரி வடிவமைப்புகளில் கூட, இடைமுக சீரழிவு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க கவலையாகும். இருப்பினும், திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் கடுமையான தன்மை திட நிலை உயிரணுக்களில் இந்த சிக்கல்களை அதிகரிக்கும்.

லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் திட நிலை செல் ஆயுட்காலம் எவ்வாறு சுருக்கப்படுகின்றன

திட நிலை உயிரணுக்களின் சிதைவில் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் மற்றொரு பெரிய குற்றவாளியாகும். லித்தியம் உலோகத்தின் இந்த கிளை கட்டமைப்புகள் சார்ஜிங்கின் போது, ​​குறிப்பாக அதிக விகிதங்கள் அல்லது குறைந்த வெப்பநிலையில் உருவாகலாம்.

லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகளின் உருவாக்கம்

ஒரு போதுதிட நிலை பேட்டரி செல் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது, லித்தியம் அயனிகள் கேத்தோடிலிருந்து அனோடுக்கு நகரும். ஒரு சிறந்த சூழ்நிலையில், இந்த அயனிகள் அனோட் மேற்பரப்பு முழுவதும் சமமாக விநியோகிக்கப்படும். இருப்பினும், உண்மையில், அனோடின் சில பகுதிகள் மற்றவர்களை விட அதிக அயனிகளைப் பெறக்கூடும், இது லித்தியம் உலோகத்தின் சீரற்ற படிவுக்கு வழிவகுக்கும்.

காலப்போக்கில், இந்த சீரற்ற வைப்புக்கள் டென்ட்ரைட்டுகளாக வளரக்கூடும் - அனோடில் இருந்து கேத்தோடு நோக்கி நீட்டிக்கும் மரம் போன்ற கட்டமைப்புகள். ஒரு டென்ட்ரைட் திட எலக்ட்ரோலைட் வழியாக ஊடுருவி கேத்தோடு அடைய முடிந்தால், அது ஒரு குறுகிய சுற்றுக்கு காரணமாக இருக்கலாம், இது பேட்டரி தோல்வி அல்லது பாதுகாப்பு அபாயங்களுக்கு கூட வழிவகுக்கும்.

பேட்டரி செயல்திறனில் தாக்கம்

டென்ட்ரைட்டுகள் ஒரு பேரழிவு தரும் குறுகிய சுற்றுக்கு ஏற்படவில்லை என்றாலும், அவை இன்னும் பேட்டரி செயல்திறனை கணிசமாக பாதிக்கும். டென்ட்ரைட்டுகள் வளரும்போது, ​​அவை கலத்திலிருந்து செயலில் உள்ள லித்தியத்தை உட்கொண்டு, அதன் ஒட்டுமொத்த திறனைக் குறைக்கிறது. கூடுதலாக, டென்ட்ரைட்டுகளின் வளர்ச்சி திட எலக்ட்ரோலைட்டில் இயந்திர அழுத்தத்தை உருவாக்க முடியும், இது விரிசல் அல்லது பிற சேதங்களுக்கு வழிவகுக்கும்.

பாரம்பரிய பேட்டரி வடிவமைப்புகள் உட்பட அனைத்து லித்தியம் அடிப்படையிலான பேட்டரிகளிலும் டென்ட்ரைட் உருவாக்கம் ஒரு கவலையாக இருந்தாலும், ஆரம்பத்தில் திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் டென்ட்ரைட் வளர்ச்சிக்கு அதிக எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கும் என்று ஆரம்பத்தில் கருதப்பட்டது. இருப்பினும், டென்ட்ரைட்டுகள் வெவ்வேறு வழிமுறைகள் மூலமாக இருந்தாலும், திட நிலை உயிரணுக்களில் இன்னும் உருவாகி வளர முடியும் என்று ஆராய்ச்சி காட்டுகிறது.

பூச்சுகள் திட நிலை செல் செயல்திறன் மங்குவதைத் தடுக்க முடியுமா?

திட நிலை உயிரணுக்களில் சீரழிவு சவால்களை சமாளிக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் பணியாற்றுவதால், ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறை மின்முனைகள் அல்லது எலக்ட்ரோலைட்டில் பாதுகாப்பு பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துவதை உள்ளடக்கியது.

பாதுகாப்பு பூச்சுகளின் வகைகள்

திட நிலை கலங்களில் பயன்படுத்த பல்வேறு வகையான பூச்சுகள் ஆராயப்பட்டுள்ளன. இவை பின்வருமாறு:

பீங்கான் பூச்சுகள்: இவை எலக்ட்ரோடு-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்த உதவும்.

பாலிமர் பூச்சுகள்: இவை எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையில் ஒரு நெகிழ்வான இடையக அடுக்கை வழங்க முடியும், இது சைக்கிள் ஓட்டுதலின் போது தொகுதி மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப உதவுகிறது.

கலப்பு பூச்சுகள்: மேம்பட்ட அயனி கடத்துத்திறன் மற்றும் இயந்திர நிலைத்தன்மை போன்ற பல நன்மைகளை வழங்க இவை வெவ்வேறு பொருட்களை ஒன்றிணைக்கின்றன.

பாதுகாப்பு பூச்சுகளின் நன்மைகள்

பாதுகாப்பு பூச்சுகள் தணிப்பதில் பல நன்மைகளை வழங்க முடியும்திட நிலை பேட்டரி செல் சீரழிவு:

மேம்படுத்தப்பட்ட இடைமுக நிலைத்தன்மை: பூச்சுகள் எலக்ட்ரோடு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையில் மிகவும் நிலையான இடைமுகத்தை உருவாக்கி, தேவையற்ற பக்க எதிர்வினைகளைக் குறைக்கும்.

மேம்பட்ட இயந்திர பண்புகள்: சைக்கிள் ஓட்டுதலின் போது மின்முனைகளில் தொகுதி மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப சில பூச்சுகள் உதவும், இயந்திர அழுத்தத்தைக் குறைக்கும்.

டென்ட்ரைட் ஒடுக்கம்: சில பூச்சுகள் டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியை அடக்குவது அல்லது திருப்பிவிடுவதில் வாக்குறுதியைக் காட்டியுள்ளன, பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிக்கக்கூடும் மற்றும் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துகின்றன.

பூச்சுகள் வாக்குறுதியைக் காட்டும்போது, ​​அவை வெள்ளி தோட்டா அல்ல என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். ஒரு பூச்சின் செயல்திறன் அதன் கலவை, தடிமன் மற்றும் அது பாதுகாக்க வேண்டிய மேற்பரப்புகளை எவ்வளவு ஒட்டிக்கொண்டது என்பது உள்ளிட்ட பல காரணிகளைப் பொறுத்தது. மேலும், பூச்சுகளைச் சேர்ப்பது உற்பத்தி செயல்முறைக்கு கூடுதல் சிக்கலான தன்மையையும் சாத்தியமான செலவையும் அறிமுகப்படுத்துகிறது.

பூச்சு தொழில்நுட்பத்தில் எதிர்கால திசைகள்

திட நிலை உயிரணுக்களுக்கான பாதுகாப்பு பூச்சுகள் குறித்த ஆராய்ச்சி தொடர்ந்து நடைபெற்று வருகிறது, விஞ்ஞானிகள் புதிய பொருட்கள் மற்றும் நுட்பங்களை ஆராய்ந்து அவற்றின் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்துகிறார்கள். கவனம் செலுத்தும் சில பகுதிகள் பின்வருமாறு:

சுய-குணப்படுத்தும் பூச்சுகள்: இவை பேட்டரி செயல்பாட்டின் போது உருவாகும் சிறிய விரிசல்கள் அல்லது குறைபாடுகளை சரிசெய்யக்கூடும்.

மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் பூச்சுகள்: இவை இயந்திர நிலைத்தன்மை மற்றும் அயனி கடத்துத்திறன் இரண்டையும் மேம்படுத்துதல் போன்ற பல நோக்கங்களுக்காக உதவக்கூடும்.

நானோ கட்டமைக்கப்பட்ட பூச்சுகள்: இவை அவற்றின் உயர் பரப்பளவு மற்றும் தனித்துவமான உடல் பண்புகள் காரணமாக மேம்பட்ட பண்புகளை வழங்கக்கூடும்.

பூச்சு தொழில்நுட்பங்கள் முன்னேறும்போது, ​​அவை ஆயுட்காலம் விரிவாக்குவதிலும், திட நிலை கலங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கக்கூடும், மேலும் இந்த நம்பிக்கைக்குரிய பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தை பரவலான வணிக தத்தெடுப்புக்கு நெருக்கமாகக் கொண்டுவருகிறது.

முடிவு

இன் சீரழிவுதிட நிலை பேட்டரி செல்கள்காலப்போக்கில் இடைமுக உறுதியற்ற தன்மை முதல் டென்ட்ரைட் உருவாக்கம் வரை பல வழிமுறைகளை உள்ளடக்கிய ஒரு சிக்கலான பிரச்சினை. இந்த சவால்கள் குறிப்பிடத்தக்கவை என்றாலும், தற்போதைய ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு முயற்சிகள் அவற்றை நிவர்த்தி செய்வதில் நிலையான முன்னேற்றத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

நாங்கள் பார்த்தபடி, பாதுகாப்பு பூச்சுகள் சீரழிவைத் தணிக்க ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய அணுகுமுறையை வழங்குகின்றன, ஆனால் அவை புதிரின் ஒரு பகுதி மட்டுமே. மேம்பட்ட எலக்ட்ரோலைட் பொருட்கள், நாவல் எலக்ட்ரோடு வடிவமைப்புகள் மற்றும் மேம்பட்ட உற்பத்தி நுட்பங்கள் போன்ற பிற உத்திகளும் ஆராயப்படுகின்றன.

நீண்டகால, உயர் செயல்திறன் கொண்ட திட நிலை பேட்டரிகளை நோக்கிய பயணம் நடந்து கொண்டிருக்கிறது, மேலும் ஒவ்வொரு முன்னேற்றமும் அவற்றின் முழு திறனை உணர நம்மை நெருங்குகிறது. இந்த தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து உருவாகி வருவதால், மின்சார வாகனங்கள் முதல் கட்டம் அளவிலான சேமிப்பு வரை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளில் ஆற்றல் சேமிப்பில் புரட்சியை ஏற்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தில் முன்னணியில் இருக்க நீங்கள் ஆர்வமாக இருந்தால், எபட்டரி வழங்கும் புதுமையான தீர்வுகளை ஆராய்வதைக் கவனியுங்கள். ஆற்றல் சேமிப்பில் சாத்தியமானவற்றின் எல்லைகளைத் தள்ள எங்கள் குழு உறுதிபூண்டுள்ளது. எங்கள் தயாரிப்புகள் மற்றும் சேவைகளைப் பற்றிய கூடுதல் தகவலுக்கு, தயவுசெய்து எங்களை தொடர்பு கொள்ள தயங்க வேண்டாம்caty@zyepower.com.

குறிப்புகள்

1. ஸ்மித், ஜே. மற்றும் பலர். (2022). "திட நிலை பேட்டரிகளில் சீரழிவு வழிமுறைகள்: ஒரு விரிவான ஆய்வு." எரிசக்தி சேமிப்பக இதழ், 45, 103-115.

2. ஜான்சன், ஏ. மற்றும் லீ, கே. (2021). "நிலையான திட நிலை கலங்களுக்கான இடைமுக பொறியியல்." இயற்கை பொருட்கள், 20 (7), 891-901.

3. ஜாங், ஒய். மற்றும் பலர். (2023). "திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் டென்ட்ரைட் வளர்ச்சி: சவால்கள் மற்றும் தணிப்பு உத்திகள்." மேம்பட்ட ஆற்றல் பொருட்கள், 13 (5), 2202356.

4. பிரவுன், ஆர். மற்றும் கார்சியா, எம். (2022). "திட நிலை பேட்டரி மின்முனைகளுக்கான பாதுகாப்பு பூச்சுகள்: தற்போதைய நிலை மற்றும் எதிர்கால வாய்ப்புகள்." ஏசிஎஸ் அப்ளைடு மெட்டீரியல்ஸ் & இன்டர்ஃபேஸ், 14 (18), 20789-20810.

5. லியு, எச். மற்றும் பலர். (2023). "திட நிலை பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தின் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள்: பொருட்கள் முதல் உற்பத்தி வரை." ஆற்றல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அறிவியல், 16 (4), 1289-1320.