परत द्वारा एक बेहतर बैटरी परत का निर्माण
Oct 17, 2018
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जापान के नागानो में शिनशु विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम अब पतली, उच्च क्षमता वाली लिथियम-आयन बैटरी के करीब है जो बिजली के वाहनों के लिए बेहतर ऊर्जा भंडारण प्रणाली के द्वार खोल सकती है।
सीईईएस के प्रोफेसर नोब्यूकी ज़ेट्सु और शिनशु विश्वविद्यालय में मैटेरियल केमिस्ट्री विभाग में कहा गया है, "लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बहुत ही आशाजनक ऊर्जा भंडारण प्रणाली हैं, जिनकी अपेक्षाकृत उच्च ऊर्जा घनत्व की आवश्यकता होती है।" "हालांकि, उनके उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज आमतौर पर इलेक्ट्रोड सतह के ऑक्सीडेटिव अपघटन में परिणामस्वरूप होते हैं, जो बाद में विभिन्न पक्ष प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देता है।"
लिथियम-आयन बैटरी बहुत सारी ऊर्जा संग्रह करती है, लेकिन बैटरी को ऊर्जा फैलाने के लिए जो बल लगता है वह बहुत अधिक है - वास्तव में, परिणामस्वरूप क्षति बैटरी को स्टोरेज क्षमता खो देती है।
इस मुद्दे का मुकाबला करने के लिए, ज़ेट्सु और सहयोगियों ने उच्च वोल्टेज (> 4.8 वी, बनाम ली + / ली) कैथोड के इलेक्ट्रिक और इलेक्ट्रोकेमिकल गुणों की जांच की, जहां इलेक्ट्रॉन बैटरी सेल में प्रवेश करते हैं।
Zettsu एक आत्म-assembled monolayer के उपयोग के माध्यम से सतह संशोधक पर ज्वार बदल दिया हो सकता है। उनकी टीम ने कैथोड की सतह पर फ्लूरोलाकाइसिलिसिन की एक अति पतली कोटिंग लागू की। Fluoroalkylisilane, एक प्रकार का सिलिकॉन, खुद को लिथियम आयनों का संचालन करने के लिए सबसे प्रभावी व्यवस्था में व्यवस्थित करता है और इलेक्ट्रॉनों को इन्सुलेट करता है जबकि केवल एक परमाणु मोटा रहता है।
"हमने पाया ... सक्रिय सामग्री की सतह को एक आत्म-संयोजित monolayer के साथ कोटिंग ... इलेक्ट्रोड के भीतर कुशल परिवहन को बढ़ावा दिया, जबकि इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेस पर होने वाली साइड प्रतिक्रियाओं को दबाकर भी" Zettsu ने कहा। "इस कोटिंग ने उच्च वोल्टेज लिथियम-आयन बैटरी में बिजली घनत्व और चक्रीयता दोनों में सुधार प्रदान किया।"
शोधकर्ताओं ने देखा कि कैथोड और बैटरी में प्रवेश करने वाले इलेक्ट्रोलाइट के बीच सीधा संपर्क कम किया गया था, और बैटरी की क्षमता एक सौ गुना चक्रवात के बाद भी गिरावट नहीं आई थी।
"विश्व के पर्यावरण नियमों के कारण, बिजली और हाइब्रिड ऑटोमोबाइल की ओर धक्का स्थिर गति से आगे बढ़ रहा है। लिथियम आयन बैटरी के लिए आवश्यक प्रदर्शन स्तर बहुत अधिक है," ज़ेट्सु ने कहा। "वर्तमान में, हम स्वचालित ड्राइविंग मोड में कोटिंग प्रक्रिया और प्रयोगों का उपयोग करके प्लग-इन हाइब्रिड वाहनों और बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए वास्तविक बैटरी कोशिकाओं के निर्माण पर काम कर रहे हैं।"
इस काम को जापान विज्ञान और प्रौद्योगिकी एजेंसी और जापान सोसाइटी फॉर द प्रोमोशन ऑफ साइंस द्वारा समर्थित किया गया था।
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