लिथियम बैटरी के सेवा जीवन का विस्तार करने और उनकी सुरक्षा में सुधार करने के लिए कैसे?

लिथियम बैटरी के सेवा जीवन का विस्तार करने और उनकी सुरक्षा में सुधार करने के लिए कैसे?

डिजिटल स्मार्ट डिवाइस और इलेक्ट्रिक वाहन बाजार के निरंतर विकास के साथ, लिथियम धातु बैटरी को आशाजनक उच्च घनत्व ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों में से एक कहा जा सकता है । एलईडी स्ट्रीट लैंप निर्माता एक ठोस राज्य ठंड प्रकाश स्रोत हैं, जिसमें पर्यावरण संरक्षण, प्रदूषण नहीं, कम बिजली की खपत, उच्च प्रकाश दक्षता और लंबे जीवन की विशेषताएं हैं। इसलिए, एलईडी स्ट्रीट लैंप सड़क प्रकाश व्यवस्था के ऊर्जा की बचत करने वाले परिवर्तन के लिए एक अच्छा विकल्प बन जाएगा। एलईडी स्ट्रीट लाइट सेमीकंडक्टर पीएन जंक्शन द्वारा गठित उच्च दक्षता वाले ठोस-राज्य प्रकाश स्रोत का एक प्रकार है जो कमजोर विद्युत ऊर्जा के साथ प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है। एक निश्चित आगे पूर्वाग्रह वोल्टेज और इंजेक्शन वर्तमान के तहत, पी क्षेत्र में इंजेक्शन छेद और एन क्षेत्र में इंजेक्शन इलेक्ट्रॉनों सक्रिय क्षेत्र के लिए फैलाया जा रहा है के बाद में हैं, फोटॉन विकिरण पुनर्संयोजन के माध्यम से उत्सर्जित कर रहे हैं, जो सीधे प्रकाश ऊर्जा में विद्युत ऊर्जा परिवर्तित करता है । हालांकि, लिथियम धातु बैटरी प्रौद्योगिकी के लिए मुख्य बाधाओं में से एक बेकाबू लिथियम dendrites का उद्भव है, जिसके परिणामस्वरूप गरीब चार्ज क्षमताओं और संभावित सुरक्षा खतरों में जिसके परिणामस्वरूप । एलईडी स्ट्रीट लाइट सेमीकंडक्टर पीएन जंक्शन द्वारा गठित उच्च दक्षता वाले ठोस-राज्य प्रकाश स्रोत का एक प्रकार है जो कमजोर विद्युत ऊर्जा के साथ प्रकाश उत्सर्जित कर सकता है। एक निश्चित आगे पूर्वाग्रह वोल्टेज और इंजेक्शन वर्तमान के तहत, पी क्षेत्र में इंजेक्शन छेद और एन क्षेत्र में इंजेक्शन इलेक्ट्रॉनों सक्रिय क्षेत्र के लिए फैलाया जा रहा है के बाद में हैं, फोटॉन विकिरण पुनर्संयोजन के माध्यम से उत्सर्जित कर रहे हैं, जो सीधे प्रकाश ऊर्जा में विद्युत ऊर्जा परिवर्तित करता है ।

लिथियम dendrites सुई है कि लिथियम धातु की सतह पर बढ़ने जब लिथियम एक बैटरी के नकारात्मक या anode के रूप में प्रयोग किया जाता है । यह हानिकारक पक्ष प्रतिक्रियाओं का कारण बन सकता है, ऊर्जा घनत्व को कम कर सकता है, और यहां तक कि इलेक्ट्रोड के शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकता है, जिससे आग या विस्फोट हो सकता है।

एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी के एक नए अध्ययन में पाया गया कि बैटरी में लिथियम धातु एनोड के लिए मैट्रिक्स सामग्री के रूप में तीन आयामी पॉलीडिमेथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) परत का उपयोग लिथियम डेनड्राइट्स के गठन को प्रभावी ढंग से बाधित कर सकता है । बैटरी जीवन का विस्तार करें और सुरक्षा खतरों को कम करें। यह शोध 6 मार्च को नए टॉप जर्नल नेचरएनर्जी में प्रकाशित हुआ था ।

अखबार के प्रमुख शोधकर्ता प्रोफेसर जियांग हंकिंग ने कहा कि इस खोज में लिथियम आयन बैटरी, लिथियम-एयर बैटरी और अन्य मेटल एनोड बैटरी के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं । क्योंकि बैटरी एनोड्स के रूप में उपयोग की जाने वाले लगभग सभी धातुएं जिंक, सोडियम और एल्यूमीनियम बैटरी जैसे डेंड्राइट्स का उत्पादन करेंगी।

जियांगहंगकिंग ने कहा कि वह और उनकी टीम सामग्री या इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के नजरिए से समस्या को हल करने की कोशिश नहीं कर रहे हैं, बल्कि मैकेनिकल इंजीनियरों के नजरिए से । उंहोंने कहा: "ज्ञात अनुसंधान से पता चलता है कि छोटे टिन सुई या टिन मूंछ (dendrites के समान) तनाव के तहत टिन धातु की सतह से फैला हुआ । इसलिए, हमने सादृश्य द्वारा लिथियम डेंड्राइट्स के विकास के कारणों का अध्ययन किया है। - तनाव। "संभावना"

शोध के पहले दौर में शोधकर्ताओं ने बैटरी एनोड के नीचे लचीले पीडीएमएस की एक परत को जोड़ा और पाया कि लिथियम डेन्ड्रिट्स की ग्रोथ काफी कम हो गई। शोधकर्ता के विश्लेषण से पता चलता है कि धातु लिथियम इलेक्ट्रोड में संचित तनाव पीडीएमएस मैट्रिक्स द्वारा शिकन विरूपण के रूप में जारी किया जाता है, और डेंड्राइट कमी की यह प्रवृत्ति सीधे तनाव रिलीज से संबंधित है।

जियांग हंकिंग ने कहा, यह साबित करने के लिए पहला प्रयोग है कि अवशिष्ट तनाव लिथियम डेनड्राइट्स के गठन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है ।

लिथियम dendrites के विकास तंत्र का अध्ययन करने के अलावा, जियांग Hanqing की टीम ने यह भी अध्ययन किया कि कैसे इस घटना का उपयोग करने के लिए (तनाव जारी dendrite विकास को कम करने के लिए) लिथियम धातु बैटरी के जीवन का विस्तार करते हुए एक उच्च ऊर्जा घनत्व बनाए रखने ।

शोधकर्ताओं द्वारा प्रस्तावित विधि पीडीएस मैट्रिक्स को कई घुमावदार सतहों के साथ त्रि-आयामी संरचना में बनाना है। "एक टेम्पलेट के रूप में छोटे छिद्रों की एक बड़ी संख्या के साथ एक चीनी घन का उपयोग करना, pdms चीनी घन के अंदर छिद्रों में प्रवेश करने के लिए एक सतत नेटवर्क आधार बनाने के लिए, और फिर तांबे की एक पतली परत प्लेट इलेक्ट्रॉनों का संचालन करने के लिए । ये छिद्र धातु लिथियम से भरे होते हैं। जियांगहंगिंग ने बताया: "असुरक्षित स्पंज परत के रूप में, पीडीएमएस प्रभावी रूप से दबाव को कम कर सकता है और dendrites के विकास को रोक सकता है।