अधिकांश रिचार्जेबल बैटरियां जो खिलौने, हैंडहेल्ड वैक्यूम और ई-बाइक जैसे पोर्टेबल उपकरणों को शक्ति प्रदान करती हैं, लिथियम-आयन तकनीक का उपयोग करती हैं।लेकिन इन बैटरियों का जीवनकाल छोटा हो सकता है और क्षतिग्रस्त होने पर उनमें आग लग सकती है।
स्थिरता और सुरक्षा के मुद्दों को संबोधित करने के लिए, शोधकर्तारिपोर्टिंगमेंएसीएस ऊर्जा पत्रने एक लिथियम-सल्फर (Li-S) बैटरी डिज़ाइन की है जिसमें बेहतर आयरन की सुविधा हैसल्फाइडकैथोड .एक प्रोटोटाइप 300 से अधिक स्थिर रहता हैचार्ज-डिस्चार्ज चक्र, और दूसरा मुड़ने या कटने के बाद भी बिजली प्रदान करता है।
सल्फर को एक सामग्री के रूप में सुझाया गया हैलिथियम आयन बैटरीइसकी कम लागत और लिथियम-धातु ऑक्साइड और पारंपरिक आयन-आधारित संस्करणों में उपयोग की जाने वाली अन्य सामग्रियों की तुलना में अधिक ऊर्जा धारण करने की क्षमता के कारण।ली-एस बैटरियों को उच्च तापमान पर स्थिर बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने पहले दो इलेक्ट्रोड (एक लौह सल्फाइड कैथोड और एक लिथियम धातु युक्त एनोड) को अलग करने के लिए कार्बोनेट-आधारित इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है।
हालाँकि, जैसे ही कैथोड में सल्फाइड इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाता है, यह एक अभेद्य अवक्षेप बनाता है, जिससे कोशिका जल्दी ही अपनी क्षमता खो देती है।लिपिंग वांग और सहकर्मियों को आश्चर्य हुआ कि क्या वे कार्यक्षमता और रिचार्जेबिलिटी को कम किए बिना इस संक्षारण को कम करने के लिए कैथोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच एक परत जोड़ सकते हैं।
टीम ने विभिन्न पॉलिमर में आयरन सल्फाइड कैथोड को लेपित किया और प्रारंभिक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन परीक्षणों में पाया कि पॉलीएक्रेलिक एसिड (पीएए) ने सबसे अच्छा प्रदर्शन किया, 300 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद इलेक्ट्रोड की डिस्चार्ज क्षमता को बरकरार रखा।
इसके बाद, शोधकर्ताओं ने एक प्रोटोटाइप बैटरी डिज़ाइन में एक पीएए-लेपित आयरन सल्फाइड कैथोड को शामिल किया, जिसमें एक कार्बोनेट-आधारित इलेक्ट्रोलाइट, आयन स्रोत के रूप में एक लिथियम धातु फ़ॉइल और एक ग्रेफाइट-आधारित एनोड भी शामिल था।उन्होंने पाउच सेल और सिक्का सेल बैटरी प्रोटोटाइप दोनों का उत्पादन और परीक्षण किया।
100 से अधिक चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद, वांग और उनके सहयोगियों ने पाउच सेल में कोई महत्वपूर्ण क्षमता क्षय नहीं देखा।अतिरिक्त प्रयोगों से पता चला कि थैली सेल मोड़ने और आधा काटने के बाद भी काम करता है।300 चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद सिक्का सेल ने अपनी क्षमता का 72% बरकरार रखा।
इसके बाद उन्होंने अन्य धातुओं से बने कैथोड पर पॉलिमर कोटिंग लागू की, जिससे लिथियम-मोलिब्डेनम और लिथियम-वैनेडियम बैटरी बनाई गईं।इन कोशिकाओं में स्थिर भी थेक्षमता300 से अधिक चार्ज-डिस्चार्ज चक्र।कुल मिलाकर, नतीजे बताते हैं कि वैंग की टीम के अनुसार, लेपित कैथोड न केवल लंबे जीवनकाल के साथ सुरक्षित ली-एस बैटरी का उत्पादन कर सकते हैं, बल्कि अन्य धातु सल्फाइड के साथ कुशल बैटरी भी बना सकते हैं।
अधिक जानकारी:स्थिर साइक्लिंग और उच्च-सुरक्षा संक्रमण-धातु सल्फाइड-आधारित लिथियम बैटरियों की ओर चेलेटिंग-प्रकार के बाइंडर्स,एसीएस ऊर्जा पत्र(2024)।डीओआई: 10.1021/एसीएसएनर्जीलेट.4सी01907.pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.4c01907उद्धरण
:मोड़ा या काटा, शोधकर्ताओं ने एक लिथियम-सल्फर बैटरी डिजाइन की जो चलती रहती है (2024, 13 सितंबर)13 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-lithium-sulfur-battery.html से
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