विद्युतीय सवारी साधन र उच्च-शक्ति इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको द्रुत विकासले अल्ट्रा-फास्ट-चार्ज हुने लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको बढ्दो मागलाई बढाएको छ। यद्यपि, हालको लिथियम-आयन रिचार्जेबल ब्याट्रीहरू द्रुत-चार्ज गर्ने प्रक्रियाहरूको क्रममा गम्भीर पावर क्षयबाट ग्रस्त हुन्छन् र विनाशकारी विफलताहरू पनि निम्त्याउन सक्छन्, जसले सुरक्षा जोखिमहरू बढाउँछ। यो मुख्यतया एनोड-इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेसमा इलेक्ट्रोकेमिकल अस्थिरताबाट उत्पन्न हुन्छ, जसले ब्याट्री सतहमा हानिकारक धातु-लिथियम निक्षेपण र कमजोर थर्मल स्थिरतालाई ट्रिगर गर्दछ।
हालैका वर्षहरूमा, उच्च-भोल्टेज एनोड सामग्रीहरू अत्यधिक लिथियम निक्षेपण र अस्थिर ठोस-इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेस (SEI) तहहरूको गठनलाई रोक्नको लागि अत्यधिक आशाजनक विकल्पहरू बनेका छन्। यी शक्तिहरूको बावजुद, अत्याधुनिक सामग्रीहरू अझै पनि असंतोषजनक आयनिक चालकता र थर्मल स्थिरता द्वारा सीमित छन्, जसले पावर आउटपुट र दीर्घकालीन विश्वसनीयतालाई कमजोर बनाउँछ।
विदेशी मिडिया रिपोर्टहरूका अनुसार, यी समस्याहरू समाधान गर्न, सियोल राष्ट्रिय विज्ञान र प्रविधि विश्वविद्यालयका सह-प्राध्यापक डोङवुक हानको नेतृत्वमा रहेको अनुसन्धान टोलीले NASICON-प्रकारको संरचना भएको अफ-स्टोइचियोमेट्रिक (OS) लिथियम टाइटेनियम फस्फेट एनोड सामग्री विकास गरेको छ। यो सामग्री असाधारण संरचनात्मक र थर्मल स्थिरताको लागि प्रसिद्ध छ। डिजाइनले गतिज प्रतिबन्धहरू तोड्न र स्थिर द्रुत-चार्जिङ प्रदर्शन प्राप्त गर्न सक्रिय-सामग्री कणहरूको सतह मुनि सहज चरण रूपान्तरणलाई प्रेरित गर्न सक्छ।
सान्दर्भिक अनुसन्धान निष्कर्षहरू एडभान्स्ड फंक्शनल मटेरियल्स जर्नलमा प्रकाशित भएका छन्।
द्रुत आयन यातायातको लागि सतह मोड्युलेसन
लिथियम टाइटेनियम फस्फेट (LTP) मा सोडियम-सुपर-आयनिक-कन्डक्टर (NASICON)-प्रकारको संरचना हुन्छ, जसले उत्कृष्ट संरचनात्मक र थर्मल स्थिरता साथै द्रुत लिथियम-आयन प्रसार च्यानलहरू गर्व गर्दछ। यसको पूर्ण-स्केल क्षमताको प्रयोग गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले अफ-स्टोइचियोमेट्रिक डिजाइन रणनीति अपनाए र जानाजानी फस्फोरस (P) र टाइटेनियम (Ti) को अनुपात बढाए। यस्तो टाइटेनियम-कमजोरी संरचनाले LTP कणहरूको सतहको नजिक टाइटेनियम फस्फेट (TPO) डोमेनहरू उत्पन्न गर्दछ।
यी TPO-समृद्ध क्षेत्रहरूले उच्च-दक्षता गतिज च्यानलहरूको रूपमा काम गर्छन्, एनोड-इलेक्ट्रोलाइट इन्टरफेस मार्फत लिथियम-आयन ढुवानीको लागि ऊर्जा अवरोध कम गर्छन् र कण सतहहरू नजिक द्रुत आयन-स्थानान्तरण मार्गहरू निर्माण गर्छन्। यसका साथै, TPO ढाँचा भित्र अत्यधिक लचिलो P-O-P बन्डहरूले द्रुत-चार्जिङ चक्रको समयमा भोल्युम भिन्नतामा अनुकूलन गर्न संरचनात्मक लचिलोपन प्रदान गर्दछ र NASICON-प्रकारको संरचनालाई अपरिवर्तनीय क्षतिबाट जोगाउँछ।
द्रुत चार्जिङ परिस्थितिहरूमा बलियो प्रदर्शन
तदनुसार, दर-क्षमता परीक्षणहरूमा, छिटो-चार्ज क्षमताको मूल्याङ्कन गर्ने महत्त्वपूर्ण सूचक, OS-LTP-कार्बन (OS-LTP/C) कम्पोजिट एनोडले 10C चार्जिङ दर अन्तर्गत यसको प्रारम्भिक क्षमताको उल्लेखनीय 86% कायम राख्यो, जबकि प्रिस्टिन LTP/C कम्पोजिट एनोडको क्षमतामा नाटकीय रूपमा गिरावट आयो।
यो सामग्रीले २५० भन्दा बढी चक्र पछि उत्कृष्ट साइकल चलाउने स्थिरता पनि प्रदान गर्दछ। पूर्ण-सेल कन्फिगरेसनहरूले पनि त्यस्तै उत्कृष्ट दर प्रदर्शन र उच्च-भोल्टेज क्याथोडहरूसँग व्यापक अनुकूलता देखाउँछन्।
सुरक्षित ब्याट्रीहरू तर्फ फराकिलो बाटो
"हाम्रो विधिले छिटो चार्ज हुने ब्याट्री डिजाइनको लागि एकदमै नयाँ प्रतिमान सिर्जना गर्दछ, र यसलाई सबै ठोस-राज्य ब्याट्रीहरू सहित धेरै भविष्यका ऊर्जा-भण्डारण प्रणालीहरूमा व्यापक रूपमा लागू गर्न सकिन्छ," हानले औंल्याए। "यो डिजाइन रणनीतिले चार्जिङ समय छोटो पारेर, सुरक्षा सुधार गरेर र नवीकरणीय-ऊर्जा पावर ग्रिडहरूको लागि समर्थन प्रदान गरेर विद्युतीय सवारी साधनहरूलाई अझ व्यावहारिक बनाउन सक्छ।"
निष्कर्षमा, यो अफ-स्टोइचियोमेट्रिक डिजाइन रणनीतिले रिचार्जेबल ब्याट्रीहरूले सामना गर्ने मुख्य अवरोधहरू मध्ये एकलाई सम्बोधन गर्दछ र व्यावसायिक रूपमा तयार अल्ट्रा-फास्ट-चार्जिङ ऊर्जा-भण्डारण प्रविधिको लागि एक आशाजनक दृष्टिकोण प्रदान गर्दछ।
पोस्ट समय: अगस्ट-०७-२०२६