ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ശേഷി മൂന്നിലൊന്നായി എങ്ങനെ വർദ്ധിപ്പിക്കാമെന്ന് ജർമ്മൻകാർ കണ്ടുപിടിച്ചു

ജർമ്മൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി കാൾസ്റൂഹിലെ (KIT) ഗവേഷകർ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു നേച്ചർ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസിൽ ഒരു ലേഖനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു, അത് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ കാഥോഡ് ഡീഗ്രേഡേഷന്റെ സംവിധാനത്തെക്കുറിച്ച് വിശദീകരിച്ചു. ശേഷിയും കാര്യക്ഷമതയുമുള്ള ബാറ്ററികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ഭാഗമായാണ് ഗവേഷണം നടത്തിയത്. കാഥോഡ് ഡീഗ്രഡേഷൻ പ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ച് കൃത്യമായ ധാരണയില്ലാതെ, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെ വികസനത്തിന് ആവശ്യമായ ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയോടെ ബാറ്ററികളുടെ ശേഷി വിജയകരമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്. നേടിയ അറിവ് ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ശേഷി 30% വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ സഹായിക്കുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് ഉറപ്പുണ്ട്.

ഓട്ടോമോട്ടീവിനും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുമുള്ള ഉയർന്ന പ്രകടന ബാറ്ററികൾക്ക് വ്യത്യസ്തമായ കാഥോഡ് ഘടന ആവശ്യമാണ്. ആധുനിക ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ, നിക്കൽ, മാംഗനീസ്, കോബാൾട്ട് എന്നിവയുടെ വ്യത്യസ്ത അനുപാതങ്ങളുള്ള ഓക്സൈഡുകളുടെ ഒരു മൾട്ടി ലെയർ ഘടനയാണ് കാഥോഡ്. ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ബാറ്ററികൾക്ക് അധിക ലിഥിയം ഉള്ള മാംഗനീസ്-സമ്പുഷ്ടമായ കാഥോഡുകൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിന്റെ യൂണിറ്റ് വോളിയം / പിണ്ഡത്തിൽ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കാനുള്ള കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. എന്നാൽ അത്തരം വസ്തുക്കൾ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള അപചയത്തിന് വിധേയമായിരുന്നു.

സാധാരണ പ്രവർത്തന സമയത്ത്, കാഥോഡ് സമ്പുഷ്ടമാകുമ്പോൾ അല്ലെങ്കിൽ ലിഥിയം അയോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുമ്പോൾ, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഒരു നിശ്ചിത സമയത്തിനുശേഷം, ലേയേർഡ് ഓക്സൈഡ് വളരെ പ്രതികൂലമായ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു സ്ഫടിക ഘടനയായി മാറുന്നു. ബാറ്ററി പ്രവർത്തനത്തിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ ഇത് ഇതിനകം സംഭവിക്കുന്നു, ഇത് ശരാശരി ചാർജിലും ഡിസ്ചാർജ് മൂല്യങ്ങളിലും ദ്രുതഗതിയിലുള്ള കുറവിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയിൽ, ജർമ്മൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡീഗ്രഡേഷൻ നേരിട്ട് സംഭവിക്കുന്നില്ലെന്ന് കണ്ടെത്തി, മറിച്ച് ഖര ലിഥിയം അടങ്ങിയ ലവണങ്ങൾ രൂപപ്പെടുന്നതിലൂടെ നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രയാസമുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലൂടെ പരോക്ഷമായി. കൂടാതെ, പ്രതികരണങ്ങളിൽ ഓക്സിജൻ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ കാഥോഡ് ശോഷണത്തിന് കാരണമാകാത്ത രാസപ്രക്രിയകളെക്കുറിച്ച് പുതിയ നിഗമനങ്ങളിൽ എത്തിച്ചേരാനും ഗവേഷകർക്ക് കഴിഞ്ഞു. ലഭിച്ച ഫലങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച്, ശാസ്ത്രജ്ഞർ കാഥോഡ് ഡീഗ്രേഡേഷൻ കുറയ്ക്കുകയും ഒടുവിൽ വർധിച്ച ശേഷിയുള്ള ഒരു പുതിയ തരം ബാറ്ററി വികസിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

അവലംബം: 3dnews.ru