प्राविधिक दीर्वियन डाइभ: ठोस राज्य ब्याट्री सेल कम्पोनेन्टहरू र अन्तर्क्रिया

ठोस नियम कोषहरूमा आरोद सामग्री: लिथियम धातुको बनाम सिलीन सिलिकन

कुनै ब्याट्रीको एक महत्त्वपूर्ण घटक हो, र ठोस राज्य कोषहरू अपवाद छैन। ठोस राज्य ब्याट्री एन्डोडहरूमा प्रयोगको लागि दुई प्राथमिक सामग्रीहरू जोड दिएका छन्: लिथियम धातु र सिलिकन।

लिथियम धातु अभिनयहरू: ऊर्जा घनत्वको पवित्र गाउँ

लिथियम धातु अभिनय लामो समयसँगै सैद्धान्तिक क्षमताका कारण ब्याट्री टेक्नोलोजीको लागि अन्तिम गोल मानिन्छ। Ch 38600 MAH / g को एक विशिष्ट क्षमताको साथ लिथियम धातु अंडाकारहरूले सम्भावित परम्परागत ग्रेफाइट अण्डरहरू भन्दा 10 गुफा बढी उर्जासम्म भण्डार गर्दछन्।

मा लिथियम धातु एनोडहरूको प्रयोगठोस राज्य ब्याट्री कोषहरूधेरै फाइदाहरू प्रदान गर्दछ:

- उर्जा घनत्व बढाइएको

- ब्याट्री तौल र भोल्युम कम भयो

- सुधार चक्र जीवन क्षमता

यद्यपि, लिथियम धातु अभिनोहरूले पनि चुनौतीहरू प्रस्तुत गरे, जस्तै दन्डीहरू र सम्भावित सुरक्षा मुद्दाहरूको गठन। यी अवरोधहरू पारम्परिक तरल तरल पदार्थ इलेक्ट्रोलिस्टेट ब्याट्रीमा लिथियम धातु अंडेशहरू को व्याकुल अवरोधहरू छन्।

सिलिकन आरोदहरू: एक आशाजनक विकल्प

सिलिकन एसओडीहरू ठोस राज्य कोषहरूमा लिथियम धातुको लागि जोडदार विकल्पको रूपमा देखा परेको छ। La200 MAH / G को एक सदुपयोगी क्षमताको साथ लेफियम धातुको तुलनामा कम सुरक्षा सम्बन्धी चिन्ताहरू प्रस्तुत गर्दा Grapite मेडहरूमा उल्लेखनीय सुधारहरू प्रदान गर्दछ।

ठोस राज्यको ब्याट्रीहरूमा सिलिकन एंडाहरूको फाइदाहरू समावेश छन्:

- उच्च ऊर्जा घनत्व (जबकि lithium धातु भन्दा कम)

- सुधारिएको सुरक्षा प्रोफाइल

- सिलिकनको प्रशस्त र कम लागत

सिलिकन एन्डोडको साथ मुख्य चुनौती तिनीहरूको विस्तार गर्ने र डिस्चार्ज गर्ने क्रममा उनीहरूको प्रवृत्ति हो र सम्झौताको बित्तिकै ब्याट्रीको मेकानिकल तनाव र गिरावट हुन सक्छ। जे होस्, ठोस राज्य कोषहरूमा ठोस इलेक्ट्रोइलीले शोड र इलेक्ट्रोलाइस्टको बीचको स्थिर इन्टरफेस प्रदान गरेर यी मुद्दाहरूलाई न्यूनीकरण गर्न मद्दत पुर्याउन सक्छ।

ठोस नियम कोषहरूले कसरी मनोरोही गठन रोक्दछ?

ठोस स्थितिको ब्याट्रीहरूको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू मध्ये एक भनेको तरल बनावटको साथ विनिमय लिथियत-आयन ब्याट्रीमा उल्लेखनीय घटाउने सम्भावना हो।

Dendrit dillmmma

डेन्डेड्सहरू सियो-जस्तो संरचनाहरू हुन् जुन चार्ज गर्दै आँगन सतहमा गठन गर्न सक्दछ, विशेष गरी लिथोयम धातुको प्रयोग गर्दा। यी संरचनाहरू इलेक्ट्रोलीको माध्यमबाट बढ्न सक्दछ, सम्भावित छोटो सर्किटहरू र सुरक्षा जोखिमहरू। तरल पदार्थ इलेक्ट्रोली ब्याट्रीमा, डेन्ड्रेस गठन भनेको लिथियम धातु जस्ता उच्च क्षमताको आवाश्यक सामग्रीको प्रयोगलाई सीमित गर्दछ।

ठोस इलेक्ट्रोइली अवरोध

ठोस नियम कोषहरूले एक ठोस इलेक्ट्रोको प्रयोगको माध्यमबाट दन्त्रालय मुद्दालाई सम्बोधन गरे। यो ठोस बाधाले डिड्रेट बृद्धि गर्न वा कम गर्न धेरै संयन्त्र प्रदान गर्दछ:

मेकानिकल प्रतिरोध: ठोस इलेक्ट्रोलीको कठोर संरचना शारीरिक रूपमा हस्तक्षेप गरिएको मनोनयन बृद्धि।

एक समान आयन वितरण: ठोस इलेक्ट्रोलाइलाइटले अधिक लिथियम आयन वितरणलाई बढावा दिन्छ, उच्च वर्तमान घनत्वको स्थानीयकृत क्षेत्रहरू घटाउँछ जसले भ्रामक हुन सक्छ।

स्थिर इन्टरफेस: Aonde र इलेक्ट्रोलाइट बीच ठोस-ठोस ईन्टरफेस तरल-ठोस इन्टरफेस भन्दा बढी स्थिर छ, दन्डा गठन को सम्भावना कम गर्न को लागी।

उन्नत ठोस इलेक्ट्रोली सामग्रीहरू

अन्वेषकहरू निरन्तर नयाँ ठोस इलेक्ट्रोलिस्टेट सामग्रीहरू विकास गर्नको लागि नयाँ ठोस इलेक्ट्रोली सामग्रीहरू विकास गर्दै छन्। केही आशावादी उम्मेदवारहरू समावेश छन्:

- सिरेमिक इलेक्ट्रोलाइट (ई.जी., Llzo - Li7la3jr2o12)

- सल्फिकोइड-आधारित इलेक्ट्रोलाइलाइट (E.g., LI10GEP2S12)

- पोलीमर इलेक्ट्रोलाइट

यी सामग्रीहरू इष्टतम आयनिक संकलन प्रदान गर्न ईन्जिनियर भइरहेको छ जबकि डेन्ड्रेट गठन रोक्न उत्कृष्ट मेकानिकल र रासायनिक स्थिरता कायम राख्न।

Choshode अनुकूलता को ठोस राज्य कोषहरूमा मुद्दाहरू

जबकि धेरै ध्यान Asode र इलेक्ट्रोली मा केन्द्रित छठोस राज्य ब्याट्री कोषहरू, क्याथ्न्ड एक समग्र ब्याट्री प्रदर्शन निर्धारण गर्न एक समान महत्त्वेपूर्ण भूमिका खेल्छ। यद्यपि, ठोस इलेक्ट्रोलाइटले उच्च-प्रदर्शन क्याथोडहरू समाहित गर्ने विशेष चुनौतीहरूलाई प्रस्तुत गर्दछ।

अन्तरजातीय प्रतिरोध

ठोस राज्य कोषहरूमा एक प्राथमिक सवालहरु मध्ये एक क्याथोड र ठोस इलेक्ट्रोली बीच उच्च अन्तर अवैध प्रतिरोध हो। यो प्रतिरोध क्षमताले ब्याट्रीको पावर आउटपुट र समग्र दक्षता उल्लेखनीय प्रभाव पार्न सक्छ। धेरै कारकहरूले यस अन्तरर्वातिक प्रतिरोधमा योगदान पुर्याउँछन्:

मेकानिकल सम्पर्क: क्याथेड कणहरू बीच राम्रो शारीरिक सम्पर्क सुनिश्चित गर्ने र ठोस इलेक्ट्रोलाइस्टले दक्ष आयन ट्रान्सफरका लागि महत्वपूर्ण छ।

रासायनिक स्थिरता: केहि क्याथ्ड सामग्रीले ठोस इलेक्ट्रोलाइटसँग प्रतिक्रिया दिन सक्छ, ईन्टरफेसमा प्रतिरोधी तहहरू गठन गर्दछ।

संरचनात्मक परिवर्तनहरू: काउन्टिंगको समयमा भोल्यूम परिवर्तनले इलेक्ट्रोलाइटसँग सम्पर्क गुमाउन सक्छ।

क्याथो सदस्यता सुधार गर्नका लागि रणनीतिहरू

अन्वेषकहरू र ईन्जिनियरहरूले ठोस भाषाको कोषहरूमा क्याथोड क्षमताहरू बृद्धि गर्न विभिन्न दृष्टिकोणहरू पत्ता लगाउँदैछन्:

क्याथेड कोष: क्याथेड कणहरूमा पातलो सुरक्षाको लागि पातलो सुरक्षाको लागि प्रयोग गरी ठोस इलेक्ट्रोलीको साथ रसायनिक स्थिरता र इन्टरफेस सुधार गर्न सक्दछ।

कम्पोजिट क्याथोडहरू: ठोस इलेक्ट्रोली कणहरूको साथ क्याथइड सामग्रीहरू मिश्रणले अधिक एकीकृत र कुशल इन्टरफेस सिर्जना गर्न सक्दछ।

उपन्यास क्याबर्ड सामग्रीहरू: नयाँ क्याथोड सामग्रीहरू विकास गर्दै जुन ठोस राज्य कोषहरूको लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको जमीनबाट मैदानबाट अनुकूलतालाई सम्बोधन गर्न सकिन्छ।

इन्टरफेस ईन्जिनियरि :: ऑर्टीनिक स्तरमा carethical स्तरमा capeode-इलेक्ट्रोल ईन्टरफेस ऑन ट्रान्सफर गर्न र प्रतिरोध कम गर्न को लागी Chothodely-इन्ट्रोल ईन्टरफेस।

प्रदर्शनको प्रदर्शन र अनुकूलता

चुनौती क्याथइड सामग्री र डिजाइनहरू पत्ता लगाउँदछ जुन उच्चतम ऊर्जा घनत्व र लामो चक्र जीवन प्रदान गर्दछ जबकि उत्कृष्ट इलेक्ट्रोलाइलाइटलीहरूको साथ उत्कृष्ट अनुकूलता कायम गर्दछ। यसले प्राय: विभिन्न प्रदर्शन मेट्रिक्स बीचको ट्रेड अफहरू समावेश गर्दछ, र अनुसन्धानकर्ताहरूले ध्यानपूर्वक यी कारकहरूलाई ध्यानपूर्वक सन्तुलन गर्नुपर्दछठोस राज्य ब्याट्री कोषहरू.

ठोस राज्यको ब्याट्रीका लागि केहि आशावादी क्याथोड सामग्रीहरू समावेश गर्दछ:

- निक्केल-रिन NMC (लिनक्सिनीकोजो 2)

- उच्च-भोल्टेज स्पिनल सामग्रीहरू (E.g., लिन 0.5mn1.5o4)

- सल्फर-आधारित क्याफडहरू

यी सबै सामग्रीहरूले ठोस भाषाको कोषहरू र चुनौतीहरू प्रस्तुत गर्दछ जब ठोस भाषाको कोषहरूमा एकीकृत हुन्छ, र चलिरहेको अनुसन्धानले उनीहरूको प्रदर्शन र अनुकूलतालाई अनुकूलित गर्ने लक्ष्य राख्छ।

निष्कर्ष

ठोस स्थितिको ब्याट्री कोशिकाको विकासले ऊर्जा भण्डारण टेक्नोलोजीमा उत्कृष्ट लीपलाई अगाडि बढाउँदछ। आवाश्यक कुराकानीहरू, दन्डेड गठन, मानद्रित गठन, अनुसन्धानकर्ता र ईन्जिनियरहरू सुरक्षित, अधिक सक्षम र उच्च क्षमता ब्याट्रीहरूको लागि मार्ग बहाउँदै छन्।

जब यो टेक्नोलोजी विकसित हुँदैछ, हामी ठोस राज्य ब्याट्रीहरू विभिन्न अनुप्रयोगमा बढ्दो महत्त्वमा महत्वपूर्ण भूमिका खेलेको आशा गर्न सक्छौं, इलेक्ट्रिक सवारी साधनहरूको ग्रिड-स्केल ऊर्जा भण्डारणमा। यी उन्नत कोषहरूको सम्भावित सुविधाहरू उनीहरूलाई हाम्रो बढ्दो ऊर्जा भण्डारणको आवश्यकताहरूको लागि एक आशाजनक समाधान बनाउँदछ।

यदि तपाईं ब्याट्री टेक्नोलोजीको अगाडि रहन इच्छुक हुनुहुन्छ भने, काट्ने-धार अन्वेषण गर्नुहोस्ठोस राज्य ब्याट्री कोशिकासमाधान द्वारा प्रस्ताव गरिएको समाधानहरू। हाम्रो विशेषज्ञहरूको टोलीले तपाईंको विशिष्ट आवश्यकताहरूको लागि अनुरूप राज्य-सेट-आर्ट-अडान भण्डारण समाधानहरूको विकास र निर्माण गर्न समर्पित छ। कसरी हाम्रो ठोस राज्य ब्याट्री टेक्नोलोजीले तपाईंको प्रोजेक्टहरू कसरी फाइदा पुर्याउन सक्छ भन्ने बारे अधिक जान्न सक्नुहुन्छ, कृपया हामीलाई सम्पर्क गर्नुहोस्क्याथी @zezepphive.com.

संदेश

1. Zhang, H., एट अल। (202)। "ठोस-राज्यको ब्याट्रीहरू: सामग्री, डिजाइन, डिजाइन, र इन्टरफेस।" रासायनिक समीक्षा।

2. जेनक, जे।, र जोइजर, w. g. (2021)। "ब्याट्री विकासको लागि एक ठोस भविष्य।" प्रकृति उर्जा।

Man। म्याथथराम, ए एट अल। (2020)। "लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरू: प्रगति र सम्भावनाहरू।" उन्नत सामग्रीहरू।

Xu, lu, l।, एट अल। (202))। "ठोस-राज्य लिथियम धातु ब्याट्रीमा इन्टरफेस ईन्जिनियरि।"। उन्नत ऊर्जा सामग्री।

Ren। राण्डु, एस, एट अल। (2021)। "सबै-ठोस-राज्य लिथियम ब्याट्रीको प्रदर्शन बेन्चमार्क गर्दै।" प्रकृति उर्जा।