தொழில்நுட்ப ஆழமான டைவ்: திட நிலை பேட்டரி செல் கூறுகள் மற்றும் இடைவினைகள்

திட நிலை உயிரணுக்களில் அனோட் பொருட்கள்: லித்தியம் மெட்டல் வெர்சஸ் சிலிக்கான்

எந்த பேட்டரியிலும் அனோட் ஒரு முக்கியமான அங்கமாகும், மேலும் திட நிலை செல்கள் விதிவிலக்கல்ல. இரண்டு முதன்மை பொருட்கள் திட நிலை பேட்டரி அனோட்களில் பயன்படுத்த குறிப்பிடத்தக்க கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன: லித்தியம் மெட்டல் மற்றும் சிலிக்கான்.

லித்தியம் மெட்டல் அனோட்கள்: ஆற்றல் அடர்த்தியின் புனித கிரெயில்

லித்தியம் மெட்டல் அனோட்கள் அவற்றின் விதிவிலக்கான தத்துவார்த்த திறன் காரணமாக பேட்டரி தொழில்நுட்பத்திற்கான இறுதி இலக்காகக் கருதப்படுகின்றன. 3860 MAH/g ஒரு குறிப்பிட்ட திறனுடன், லித்தியம் மெட்டல் அனோட்கள் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் பாரம்பரிய கிராஃபைட் அனோட்களை விட பத்து மடங்கு அதிக ஆற்றலை சேமிக்க முடியும்.

லித்தியம் மெட்டல் அனோட்களின் பயன்பாடுதிட நிலை பேட்டரி செல்கள்பல நன்மைகளை வழங்குகிறது:

- அதிகரித்த ஆற்றல் அடர்த்தி

- பேட்டரி எடை மற்றும் அளவைக் குறைத்தது

- மேம்படுத்தப்பட்ட சுழற்சி வாழ்க்கை திறன்

இருப்பினும், லித்தியம் மெட்டல் அனோட்கள் டென்ட்ரைட்டுகளின் உருவாக்கம் மற்றும் சாத்தியமான பாதுகாப்பு சிக்கல்கள் போன்ற சவால்களையும் முன்வைக்கின்றன. வழக்கமான திரவ எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரிகளில் லித்தியம் மெட்டல் அனோட்களை பரவலாக ஏற்றுக்கொள்வதில் இந்த தடைகள் குறிப்பிடத்தக்க தடையாக உள்ளன.

சிலிக்கான் அனோட்ஸ்: ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய மாற்று

திட நிலை உயிரணுக்களில் லித்தியம் உலோகத்திற்கு சிலிக்கான் அனோட்கள் ஒரு கட்டாய மாற்றாக உருவெடுத்துள்ளன. 4200 MAH/g என்ற தத்துவார்த்த திறனுடன், சிலிக்கான் கிராஃபைட் அனோட்களை விட குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களை வழங்குகிறது, அதே நேரத்தில் லித்தியம் உலோகத்துடன் ஒப்பிடும்போது குறைவான பாதுகாப்பு கவலைகளை வழங்குகிறது.

திட நிலை பேட்டரிகளில் சிலிக்கான் அனோட்களின் நன்மைகள் பின்வருமாறு:

- அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி (லித்தியம் உலோகத்தை விட குறைவாக இருந்தாலும்)

- மேம்படுத்தப்பட்ட பாதுகாப்பு சுயவிவரம்

- சிலிக்கானின் மிகுதி மற்றும் குறைந்த விலை

சிலிக்கான் அனோட்ஸுடனான முக்கிய சவால், சார்ஜ் மற்றும் வெளியேற்றத்தின் போது விரிவாக்குவதற்கும் சுருங்குவதற்கும் அவர்களின் போக்கு ஆகும், இது காலப்போக்கில் இயந்திர மன அழுத்தம் மற்றும் பேட்டரியின் சீரழிவுக்கு வழிவகுக்கும். இருப்பினும், திட நிலை உயிரணுக்களில் உள்ள திட எலக்ட்ரோலைட் அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் இடையே மிகவும் நிலையான இடைமுகத்தை வழங்குவதன் மூலம் இந்த சிக்கல்களைத் தணிக்க உதவும்.

திட நிலை செல்கள் டென்ட்ரைட் உருவாவதை எவ்வாறு தடுப்பது?

திட நிலை பேட்டரிகளின் மிக முக்கியமான நன்மைகளில் ஒன்று, டென்ட்ரைட் உருவாவதைத் தடுப்பது அல்லது கணிசமாகக் குறைப்பது அவற்றின் ஆற்றலாகும், இது பாரம்பரிய லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளில் திரவ எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் பொதுவான பிரச்சினை.

டென்ட்ரைட் குழப்பம்

டென்ட்ரைட்டுகள் ஊசி போன்ற கட்டமைப்புகள், அவை சார்ஜ் செய்யும் போது அனோட் மேற்பரப்பில் உருவாகலாம், குறிப்பாக லித்தியம் மெட்டல் அனோட்களைப் பயன்படுத்தும் போது. இந்த கட்டமைப்புகள் எலக்ட்ரோலைட் வழியாக வளரக்கூடும், இது குறுகிய சுற்றுகள் மற்றும் பாதுகாப்பு அபாயங்களை ஏற்படுத்தும். திரவ எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரிகளில், டென்ட்ரைட் உருவாக்கம் என்பது ஒரு முக்கிய கவலையாகும், இது லித்தியம் மெட்டல் போன்ற உயர் திறன் கொண்ட அனோட் பொருட்களின் பயன்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

திட எலக்ட்ரோலைட் தடை

திட நிலை செல்கள் ஒரு திட எலக்ட்ரோலைட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் டென்ட்ரைட் சிக்கலை நிவர்த்தி செய்கின்றன. இந்த திட தடை டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியைத் தடுக்க அல்லது தணிக்க பல வழிமுறைகளை வழங்குகிறது:

இயந்திர எதிர்ப்பு: திட எலக்ட்ரோலைட்டின் கடுமையான அமைப்பு உடல் ரீதியாக டென்ட்ரைட் வளர்ச்சியைத் தடுக்கிறது.

சீரான அயன் விநியோகம்: திட எலக்ட்ரோலைட்டுகள் லித்தியம் அயன் விநியோகத்தை மேலும் ஊக்குவிக்கின்றன, அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தியின் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட பகுதிகளைக் குறைக்கும், இது டென்ட்ரைட் அணுக்கருவுக்கு வழிவகுக்கும்.

நிலையான இடைமுகம்: அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையிலான திட-திட இடைமுகம் திரவ-திட இடைமுகங்களை விட நிலையானது, இது டென்ட்ரைட் உருவாவதற்கான வாய்ப்பைக் குறைக்கிறது.

மேம்பட்ட திட எலக்ட்ரோலைட் பொருட்கள்

டென்ட்ரைட் எதிர்ப்பை மேலும் மேம்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் தொடர்ந்து புதிய திட எலக்ட்ரோலைட் பொருட்களை உருவாக்கி வருகின்றனர். சில நம்பிக்கைக்குரிய வேட்பாளர்கள் பின்வருமாறு:

- பீங்கான் எலக்ட்ரோலைட்டுகள் (எ.கா., llzo - li7la3zr2o12)

- சல்பைட் அடிப்படையிலான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் (எ.கா., LI10GEP2S12)

- பாலிமர் எலக்ட்ரோலைட்டுகள்

இந்த பொருட்கள் உகந்த அயனி கடத்துத்திறனை வழங்குவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் டென்ட்ரைட் உருவாவதைத் தடுக்க சிறந்த இயந்திர மற்றும் வேதியியல் நிலைத்தன்மையை பராமரிக்கின்றன.

திட நிலை உயிரணுக்களில் மோட்ச் பொருந்தக்கூடிய சிக்கல்கள்

அனோட் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் மீது அதிக கவனம் செலுத்தப்படுகிறதுதிட நிலை பேட்டரி செல்கள், ஒட்டுமொத்த பேட்டரி செயல்திறனை தீர்மானிப்பதில் கேத்தோடு சமமான முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இருப்பினும், உயர் செயல்திறன் கொண்ட கத்தோட்களை திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் ஒருங்கிணைப்பது தனித்துவமான சவால்களை முன்வைக்கிறது.

இடைமுக எதிர்ப்பு

திட நிலை உயிரணுக்களில் முதன்மை சிக்கல்களில் ஒன்று கேத்தோடு மற்றும் திட எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு இடையிலான உயர் இடைமுக எதிர்ப்பு ஆகும். இந்த எதிர்ப்பு பேட்டரியின் சக்தி வெளியீடு மற்றும் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை கணிசமாக பாதிக்கும். இந்த இடைமுக எதிர்ப்பிற்கு பல காரணிகள் பங்களிக்கின்றன:

இயந்திர தொடர்பு: திறமையான அயனி பரிமாற்றத்திற்கு கேத்தோடு துகள்கள் மற்றும் திட எலக்ட்ரோலைட் இடையே நல்ல உடல் தொடர்பை உறுதி செய்வது முக்கியமானது.

வேதியியல் நிலைத்தன்மை: சில கேத்தோடு பொருட்கள் திட எலக்ட்ரோலைட்டுடன் வினைபுரிந்து, இடைமுகத்தில் எதிர்ப்பு அடுக்குகளை உருவாக்குகின்றன.

கட்டமைப்பு மாற்றங்கள்: சைக்கிள் ஓட்டுதலின் போது கேத்தோடில் தொகுதி மாற்றங்கள் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு இழக்க வழிவகுக்கும்.

கேத்தோடு பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கான உத்திகள்

திட நிலை கலங்களில் கேத்தோடு பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் பல்வேறு அணுகுமுறைகளை ஆராய்ந்து வருகின்றனர்:

கேத்தோடு பூச்சுகள்: கேத்தோடு துகள்களுக்கு மெல்லிய பாதுகாப்பு பூச்சுகளை பயன்படுத்துவது அவற்றின் வேதியியல் நிலைத்தன்மையையும் திட எலக்ட்ரோலைட்டுடன் இடைமுகத்தையும் மேம்படுத்தலாம்.

கலப்பு கத்தோட்கள்: திட எலக்ட்ரோலைட் துகள்களுடன் கேத்தோடு பொருட்களை கலப்பது மிகவும் ஒருங்கிணைந்த மற்றும் திறமையான இடைமுகத்தை உருவாக்க முடியும்.

நாவல் கேத்தோடு பொருட்கள்: திட நிலை கலங்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட புதிய கேத்தோடு பொருட்களை உருவாக்குவது தரையில் இருந்து பொருந்தக்கூடிய சிக்கல்களைத் தீர்க்கும்.

இடைமுக பொறியியல்: அயன் பரிமாற்றத்தை மேம்படுத்தவும் எதிர்ப்பைக் குறைக்கவும் அணு மட்டத்தில் கேத்தோடு-எலக்ட்ரோலைட் இடைமுகத்தை வடிவமைத்தல்.

செயல்திறன் மற்றும் பொருந்தக்கூடிய தன்மை

திட எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் சிறந்த பொருந்தக்கூடிய தன்மையை பராமரிக்கும் போது அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் நீண்ட சுழற்சி ஆயுளை வழங்கும் கேத்தோடு பொருட்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகளைக் கண்டுபிடிப்பதில் சவால் உள்ளது. இது பெரும்பாலும் வெவ்வேறு செயல்திறன் அளவீடுகளுக்கு இடையிலான வர்த்தக பரிமாற்றங்களை உள்ளடக்கியது, மேலும் உகந்ததை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த காரணிகளை கவனமாக சமப்படுத்த வேண்டும்திட நிலை பேட்டரி செல்கள்.

திட நிலை பேட்டரிகளுக்கான சில நம்பிக்கைக்குரிய கேத்தோடு பொருட்கள் பின்வருமாறு:

- நிக்கல் நிறைந்த என்.எம்.சி (லினிக்ஸ்மின்கோசோ 2)

- உயர் மின்னழுத்த ஸ்பைனல் பொருட்கள் (எ.கா., லினி 0.5mn1.5o4)

- சல்பர் அடிப்படையிலான கத்தோட்கள்

இந்த பொருட்கள் ஒவ்வொன்றும் திட நிலை கலங்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்படும்போது தனித்துவமான நன்மைகளையும் சவால்களையும் முன்வைக்கின்றன, மேலும் தற்போதைய ஆராய்ச்சி அவற்றின் செயல்திறன் மற்றும் பொருந்தக்கூடிய தன்மையை மேம்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

முடிவு

திட நிலை பேட்டரி உயிரணுக்களின் வளர்ச்சி ஆற்றல் சேமிப்பு தொழில்நுட்பத்தில் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க பாய்ச்சலைக் குறிக்கிறது. அனோட் பொருட்கள், டென்ட்ரைட் உருவாக்கம் மற்றும் கேத்தோடு பொருந்தக்கூடிய தன்மை ஆகியவற்றில் முக்கிய சவால்களை எதிர்கொள்வதன் மூலம், ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் பொறியாளர்கள் பாதுகாப்பான, திறமையான மற்றும் அதிக திறன் கொண்ட பேட்டரிகளுக்கு வழி வகுக்கிறார்கள்.

இந்த தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து உருவாகி வருவதால், மின்சார வாகனங்கள் முதல் கட்டம் அளவிலான எரிசக்தி சேமிப்பு வரை பல்வேறு பயன்பாடுகளில் திட நிலை பேட்டரிகள் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிப்பதைக் காணலாம். இந்த மேம்பட்ட உயிரணுக்களின் சாத்தியமான நன்மைகள் நமது வளர்ந்து வரும் எரிசக்தி சேமிப்பு தேவைகளுக்கு ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய தீர்வாக அமைகின்றன.

பேட்டரி தொழில்நுட்பத்தில் முன்னணியில் இருக்க நீங்கள் ஆர்வமாக இருந்தால், அதிநவீனத்தை ஆராய்வதைக் கவனியுங்கள்திட நிலை பேட்டரி செல்எபட்டரி வழங்கும் தீர்வுகள். எங்கள் நிபுணர்களின் குழு உங்கள் குறிப்பிட்ட தேவைகளுக்கு ஏற்ப அதிநவீன ஆற்றல் சேமிப்பு தீர்வுகளை வளர்ப்பதற்கும் உற்பத்தி செய்வதற்கும் அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளது. எங்கள் திட நிலை பேட்டரி தொழில்நுட்பம் உங்கள் திட்டங்களுக்கு எவ்வாறு பயனளிக்கும் என்பதைப் பற்றி மேலும் அறிய, தயவுசெய்து எங்களை தொடர்பு கொள்ளவும்caty@zyepower.com.

குறிப்புகள்

1. ஜாங், எச்., மற்றும் பலர். (2022). "திட-நிலை பேட்டரிகள்: பொருட்கள், வடிவமைப்பு மற்றும் இடைமுகங்கள்." வேதியியல் மதிப்புரைகள்.

2. ஜானெக், ஜே., & ஜீயர், டபிள்யூ. ஜி. (2021). "பேட்டரி வளர்ச்சிக்கு ஒரு திடமான எதிர்காலம்." இயற்கை ஆற்றல்.

3. மன்திராம், ஏ., மற்றும் பலர். (2020). "லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகள்: முன்னேற்றம் மற்றும் வாய்ப்புகள்." மேம்பட்ட பொருட்கள்.

4. சூ, எல்., மற்றும் பலர். (2023). "திட-நிலை லித்தியம் மெட்டல் பேட்டரிகளில் இடைமுக பொறியியல்." மேம்பட்ட ஆற்றல் பொருட்கள்.

5. ராண்டாவ், எஸ்., மற்றும் பலர். (2021). "அனைத்து-திட-மாநில லித்தியம் பேட்டரிகளின் செயல்திறனை தரப்படுத்தல்." இயற்கை ஆற்றல்.