एक शोध दल ने पर्यावरण-अनुकूल, उच्च-प्रदर्शन बैटरी प्रौद्योगिकी को आगे बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया एक नया फ्लोरीन-मुक्त बाइंडर और इलेक्ट्रोलाइट विकसित किया है।उनके निष्कर्ष हाल ही में थेप्रकाशितमेंकेमिकल इंजीनियरिंग जर्नल.
जैसे-जैसे पर्यावरणीय चिंताएँ बढ़ती जा रही हैं, टिकाऊ सामग्रियों का महत्व बढ़ता जा रहा हैबैटरीप्रौद्योगिकी बढ़ रही है.पारंपरिक लिथियम बैटरियां फ्लोराइडयुक्त यौगिकों जैसे पर निर्भर करती हैंपोलीविनीलीडेंस फ्लोराइड(पीवीडीएफ) बाइंडर्स और लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट (LiPF)।6, एलपी) लवण।हालाँकि, यह "पीवीडीएफ-एलपी" प्रणाली अत्यधिक विषाक्त हाइड्रोजन फ्लोराइड (एचएफ) छोड़ती है, जो बैटरी के प्रदर्शन और जीवनकाल को कम कर देती है।इसके अलावा, पीवीडीएफ गैर-बायोडिग्रेडेबल है, और यूरोपीय संघ (ईयू) द्वारा पीएफएएस पर नियमों को कड़ा करने के साथ, 2026 तक इन पदार्थों पर प्रतिबंध लगने की उम्मीद है।
POSTECH और हैंसोल केमिकल के शोधकर्ताओं ने आगामी पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करने और बैटरी प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए एक गैर-फ्लोरीनयुक्त बैटरी प्रणाली डिजाइन की है।उन्होंने लिथियम परक्लोरेट (LiClO.) बनाया4, एलसी)-आधारित इलेक्ट्रोलाइट, हंसोल केमिकल की मालिकाना तकनीक का उपयोग करके एक गैर-फ्लोरिनेटेड एरोमैटिक पॉलियामाइड (एपीए) बाइंडर के साथ फ्लोरिनेटेड एलपी इलेक्ट्रोलाइट्स को प्रतिस्थापित करने के लिए।यह नवोन्मेषी "एपीए-एलसी" प्रणाली फ्लोरिनेटेड यौगिकों से पूरी तरह मुक्त है।
"एपीए बाइंडर" कैथोड की सक्रिय सामग्री और एल्यूमीनियम वर्तमान कलेक्टर के बीच संबंध को मजबूत करता है, इलेक्ट्रोलाइट में इलेक्ट्रोड क्षरण को रोकता है और बैटरी जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।इसके अतिरिक्त, "एलसी प्रणाली", लिथियम क्लोराइड (LiCl) और लिथियम ऑक्साइड (Li) से समृद्ध है2ओ), आयन प्रवासन को बढ़ावा देने के लिए इंटरफ़ेस पर ऊर्जा अवरोध को कम करता है, जिससे मौजूदा एलपी प्रणाली की तुलना में तेजी से लिथियम प्रसार और बेहतर आउटपुट प्रदर्शन होता है।
कुल मिलाकर, एपीए-एलसी प्रणाली ने पारंपरिक पीवीडीएफ-एलपी प्रणाली की तुलना में अधिक ऑक्सीकरण स्थिरता प्रदर्शित की और 2.8-4.3 वी रेंज के भीतर, 1 सी की तीव्र चार्ज/डिस्चार्ज दर पर 200 चक्रों के बाद 20% अधिक क्षमता बनाए रखी।सिक्का सेल परीक्षण.
शोध दल ने उच्च क्षमता वाली 1.5 आह (एम्पीयर-घंटा) पाउच सेल का उत्पादन करने के लिए एपीए-एलसी प्रणाली लागू की।सेल ने उत्कृष्ट डिस्चार्ज क्षमता बनाए रखी और फास्ट-चार्जिंग परीक्षणों के दौरान मजबूत प्रदर्शन किया।यह दुनिया में बैटरी सिस्टम का पहला सफल प्रदर्शन है जो पूरी तरह से स्केलेबल और व्यावहारिक है, जो पूरी तरह से गैर-फ्लोरीनयुक्त सामग्रियों से बना है, बिना किसी फ्लोराइड युक्त यौगिक के।
POSTECH के प्रोफेसर सूजिन पार्क ने कहा, "हमने सिर्फ फ्लोरिनेटेड सिस्टम को ही नहीं बदला है; हमने उच्च क्षमता प्रतिधारण और उत्कृष्ट स्थिरता साबित की है। हमारा समाधान बैटरी उद्योग की स्थिरता को आगे बढ़ाएगा, जबकि गैर-फ्लोरिनेटेड बैटरी सिस्टम में बदलाव की सुविधा प्रदान करेगा।"पर्यावरणीय अनुपालन सुनिश्चित करना।"
हंसोल केमिकल के सेकेंडरी बैटरी मैटेरियल्स बिजनेस के प्रबंध निदेशक यंग-हो यून ने टिप्पणी की, "पीएफएएस नियामक चिंताओं को संबोधित करके, हमने वैश्विक कैथोड बाइंडर बाजार में पैर जमा लिया है, जिसके 2026 तक केआरडब्ल्यू 1.7 ट्रिलियन तक पहुंचने का अनुमान है। निरंतर शोध हमारी स्थिति को मजबूत करेगापर्यावरण-अनुकूल माध्यमिक बैटरी सामग्री के अग्रणी आपूर्तिकर्ता के रूप में।"
टीम का नेतृत्व हंसोल केमिकल के बैटरी सामग्री अनुसंधान एवं विकास केंद्र के साथ साझेदारी में, POSTECH में रसायन विज्ञान विभाग के प्रोफेसर सूजिन पार्क और सेओहा नाम ने किया था।
अधिक जानकारी:सियोहा नाम एट अल, उच्च दर क्षमता वाली सभी फ्लोरीन-मुक्त लिथियम-आयन बैटरियां,केमिकल इंजीनियरिंग जर्नल(2024)।डीओआई: 10.1016/जे.सीईजे.2024.154790
उद्धरण:फ्लोराइड-मुक्त बैटरियां: पर्यावरण की सुरक्षा करना और प्रदर्शन बढ़ाना (2024, 26 सितंबर)26 सितंबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-09-fluoride-free-batteries-safeguarding-environment.html से
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