ሴኡል ቴክ ጎጂ የሊቲየም ክምችትን ለመከላከል አዲስ እጅግ ፈጣን የባትሪ ኃይል መሙያ ስትራቴጂ አዘጋጅቷል

የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች እና ከፍተኛ ኃይል ያላቸው የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ፈጣን እድገት እጅግ በጣም ፈጣን ኃይል የሚሞሉ የሊቲየም አዮን ባትሪዎች ፍላጎት እንዲጨምር አድርጓል። ያም ሆኖ፣ አሁን ያሉት የሊቲየም አዮን ዳግም ሊሞሉ የሚችሉ ባትሪዎች በፍጥነት በሚሞሉ ሂደቶች ወቅት ከባድ የኃይል መበስበስ ያጋጥማቸዋል፣ እና እንዲያውም ወደ አስከፊ ውድቀቶች ሊመሩ ይችላሉ፣ ይህም የደህንነት አደጋዎችን ያስከትላል። ይህ በዋነኝነት የሚመነጨው በአኖድ ኤሌክትሮላይት በይነገጽ ላይ ባለው ኤሌክትሮኬሚካል አለመረጋጋት ሲሆን፣ በባትሪው ወለል ላይ ጎጂ የሆነ የብረት-ሊቲየም ክምችት እና ደካማ የሙቀት መረጋጋት ያስከትላል።
በቅርብ ዓመታት ውስጥ፣ ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸው አኖድ ቁሶች ከመጠን በላይ የሊቲየም ክምችትን ለመከላከል እና ያልተረጋጉ ጠንካራ ኤሌክትሮላይት ኢንተርፋዝ (SEI) ንብርብሮችን ለመፍጠር ከፍተኛ ተስፋ ሰጪ አማራጮች ሆነዋል። እነዚህ ጥንካሬዎች ቢኖሩም፣ ዘመናዊ ቁሶች አሁንም አጥጋቢ ባልሆነ የአዮኒክ ኮንዳክቲቭሽን እና የሙቀት መረጋጋት የተገደቡ ናቸው፣ ይህም የኃይል ውፅዓትን እና የረጅም ጊዜ አስተማማኝነትን ያዳክማል።

በውጭ ሚዲያ ዘገባዎች መሠረት፣ እነዚህን ችግሮች ለመፍታት፣ በሴኡል ብሔራዊ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ ተባባሪ ፕሮፌሰር ዶንግዎክ ሃን የሚመራ የምርምር ቡድን በናሲኮን አይነት መዋቅር ያለው ከስቶይቺዮሜትሪክ (OS) የሊቲየም ቲታኒየም ፎስፌት አኖድ ቁሳቁስ አዘጋጅቷል። ይህ ቁሳቁስ በልዩ መዋቅራዊ እና የሙቀት መረጋጋት የታወቀ ነው። ዲዛይኑ የኪነቲክ ገደቦችን በመጣስ እና የተረጋጋ ፈጣን የኃይል መሙያ አፈፃፀም ለማሳካት ከንቁ-ቁሳቁስ ቅንጣቶች ወለል በታች ድንገተኛ የደረጃ ለውጥን ሊያስከትል ይችላል።
ተዛማጅ የምርምር ግኝቶች በ Advanced Functional Materials መጽሔት ላይ ታትመዋል።

ለተፋጠነ የአዮን ትራንስፖርት የገጽታ ሞዱሌሽን

ሊቲየም ቲታኒየም ፎስፌት (LTP) የሶዲየም ሱፐር-አዮኒክ-ኮንዳክተር (NASICON) አይነት መዋቅር አለው፣ እሱም እጅግ በጣም ጥሩ የመዋቅር እና የሙቀት መረጋጋት እንዲሁም ፈጣን የሊቲየም-አዮን ስርጭት ቻናሎችን ያካትታል። ሙሉውን እምቅ አቅም ለመጠቀም ተመራማሪዎች ከስቶይቺዮሜትሪክ ዲዛይን ስትራቴጂ ውጭ የሆነ ስትራቴጂ ወስደዋል እና የፎስፈረስ (P) ከቲታኒየም (Ti) ጋር ያለውን ጥምርታ ሆን ብለው ጨምረዋል። ​​እንዲህ ዓይነቱ የቲታኒየም እጥረት ያለበት ቅንብር ከLTP ቅንጣቶች ወለል አጠገብ የቲታኒየም ፎስፌት (TPO) ጎራዎችን ያመነጫል።
እነዚህ የTPO-ሀብታም ክልሎች እንደ ከፍተኛ ቅልጥፍና ያለው የኪነቲክ ቻናሎች ሆነው ያገለግላሉ፣ በአኖድ-ኤሌክትሮላይት በይነገጽ ላይ የሊቲየም-አዮን ትራንስፖርት የኃይል እንቅፋትን ይቀንሳሉ እና በቅንጣት ቦታዎች አቅራቢያ ፈጣን የአዮን ዝውውር መንገዶችን ይገነባሉ። በተጨማሪም፣ በTPO ማዕቀፍ ውስጥ በጣም ተለዋዋጭ የሆኑ የP-O-P ቦንዶች በፈጣን የኃይል መሙያ ዑደቶች ወቅት ከድምጽ ልዩነት ጋር ለመላመድ መዋቅራዊ ተለዋዋጭነትን ይሰጣሉ እና የNASICON አይነት መዋቅርን ከማይቀለበስ ጉዳት ይከላከላሉ።

በፍጥነት በሚሞላ ሁኔታ ውስጥ ጠንካራ አፈፃፀም

በዚህ መሠረት፣ በፍጥነት-አቅም ፈተናዎች፣ ፈጣን የኃይል መሙያ አቅምን የሚገመግመው ወሳኝ አመላካች፣ የOS-LTP-ካርቦን (OS-LTP/C) ኮምፖዚት አኖድ ከ10C የኃይል መሙያ ፍጥነት በታች የመጀመሪያ አቅሙን 86% ያህል አስጠብቆ ቆይቷል፣ የንፁህ LTP/C ኮምፖዚት አኖድ አቅም ግን በከፍተኛ ሁኔታ ቀንሷል።
ይህ ቁሳቁስ ከ250 በላይ ዑደቶችን ከተከተለ በኋላ እጅግ በጣም ጥሩ የብስክሌት መረጋጋትን ይሰጣል። የሙሉ ሕዋስ ውቅሮች በተመሳሳይ መልኩ ከፍተኛ የፍጥነት አፈጻጸም እና ከከፍተኛ ቮልቴጅ ካቶዶች ጋር ሰፊ ተኳሃኝነት ያሳያሉ።

ወደ ደህንነታቸው የተጠበቀ ባትሪዎች የሚወስድ ሰፊ መንገድ

“የእኛ ዘዴ ለፈጣን ባትሪ ዲዛይን አዲስ ፓራግራም ይፈጥራል፣ እና ለሁሉም ጠንካራ ባትሪዎች ጨምሮ ለብዙ የወደፊት የኃይል ማከማቻ ስርዓቶች በስፋት ሊተገበር ይችላል” ሲሉ ሃን አመልክተዋል። “ይህ የዲዛይን ስትራቴጂ የኃይል መሙያ ጊዜን በማሳጠር፣ ደህንነትን በማሻሻል እና ለታዳሽ የኃይል ማመንጫዎች ድጋፍ በመስጠት የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎችን የበለጠ ተግባራዊ ማድረግ ይችላል።”
ለማጠቃለል ያህል፣ ይህ ከስቶይቺዮሜትሪክ ዲዛይን ውጭ ያለው ስትራቴጂ ዳግም ሊሞሉ የሚችሉ ባትሪዎች ከሚያጋጥሟቸው ዋና ዋና እንቅፋቶች አንዱን የሚፈታ ሲሆን ለንግድ ዝግጁ ለሆነ እጅግ ፈጣን የኃይል መሙያ ኃይል ማከማቻ ቴክኖሎጂ ተስፋ ሰጪ አቀራረብን ይሰጣል።