செயல்திறன், செலவு அல்லது பாதுகாப்புக் கருத்தாய்வுகளைப் பொருட்படுத்தாமல், அனைத்து திட-நிலை ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரிகள் புதைபடிவ ஆற்றலை மாற்றுவதற்கும் இறுதியில் புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கான பாதையை உருவாக்குவதற்கும் சிறந்த தேர்வாகும்.
LiCoO2, LiMn2O4 மற்றும் LiFePO4 போன்ற கேத்தோடு பொருட்களின் கண்டுபிடிப்பாளராக, Goodenough துறையில் நன்கு அறியப்பட்டவர்.லித்தியம் அயன் பேட்டரிகள்மேலும் அவர் உண்மையிலேயே "லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் தந்தை" ஆவார்.
நேச்சர் எலக்ட்ரானிக்ஸில் ஒரு சமீபத்திய கட்டுரையில், 96 வயதான ஜான் பி. குட்னஃப், ரிச்சார்ஜபிள் லித்தியம்-அயன் பேட்டரியின் கண்டுபிடிப்பின் வரலாற்றை மதிப்பாய்வு செய்து முன்னோக்கி செல்லும் வழியைக் காட்டுகிறார்.
1970 களில், அமெரிக்காவில் எண்ணெய் நெருக்கடி வெடித்தது. எண்ணெய் இறக்குமதியைச் சார்ந்திருப்பதை உணர்ந்து, சூரிய மற்றும் காற்றாலை ஆற்றலை மேம்படுத்துவதற்கான பெரும் முயற்சியை அரசாங்கம் தொடங்கியது. சூரிய மற்றும் காற்று ஆற்றலின் இடைவிடாத தன்மை காரணமாக,ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகள்இந்த புதுப்பிக்கத்தக்க மற்றும் சுத்தமான எரிசக்தி ஆதாரங்களை சேமிக்க இறுதியில் தேவைப்பட்டது.
ரிவர்சிபிள் சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங்கிற்கான திறவுகோல் இரசாயன எதிர்வினையின் மீள்தன்மையாகும்!
அந்த நேரத்தில், பெரும்பாலான ரீசார்ஜ் செய்ய முடியாத பேட்டரிகள் லித்தியம் எதிர்மறை மின்முனைகள் மற்றும் கரிம எலக்ட்ரோலைட்களைப் பயன்படுத்தியது. ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளை அடைவதற்காக, அனைவரும் லித்தியம் அயனிகளை லேயர்டு டிரான்சிஷன் மெட்டல் சல்பைட் கத்தோட்களாக மாற்றக்கூடிய உட்பொதிப்பில் வேலை செய்யத் தொடங்கினர். ExxonMobil இன் ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம், டிஸ்சார்ஜ் தயாரிப்பு LiTiS2 உடன், அடுக்கு TiS2 ஐ கேத்தோடு பொருளாகப் பயன்படுத்தி இடைக்கணிப்பு வேதியியல் மூலம் மீளக்கூடிய சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங்கை அடைய முடியும் என்பதைக் கண்டறிந்தார்.
1976 இல் விட்டிங்ஹாம் உருவாக்கிய இந்த செல், நல்ல ஆரம்ப செயல்திறனை அடைந்தது. இருப்பினும், சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் பல முறை செய்த பிறகு, செல்லுக்குள் லித்தியம் டென்ட்ரைட்டுகள் உருவாகின்றன, இது எதிர்மறையிலிருந்து நேர்மறை மின்முனையாக வளர்ந்தது, இது எலக்ட்ரோலைட்டைப் பற்றவைக்கும் ஒரு குறுகிய சுற்று உருவாக்குகிறது. இந்த முயற்சி, மீண்டும் தோல்வியில் முடிந்தது!
இதற்கிடையில், ஆக்ஸ்போர்டுக்கு குடிபெயர்ந்த குட்எனஃப், கட்டமைப்பை மாற்றுவதற்கு முன்பு அடுக்கு LiCoO2 மற்றும் LiNiO2 கேத்தோடு பொருட்களில் இருந்து அதிகபட்சமாக எவ்வளவு லித்தியம் உட்பொதிக்கப்படலாம் என்பதை ஆராய்ந்தார். இறுதியில், அவர்கள் கேத்தோடு பொருளிலிருந்து லித்தியத்தில் பாதிக்கும் மேற்பட்டவற்றை மீளக்கூடிய டி-உட்பொதிப்பை அடைந்தனர்.
இந்த ஆராய்ச்சி இறுதியில் அசாஹிகேசியின் அகிரா யோஷினோவை முதலில் தயாரிப்பதற்கு வழிகாட்டியதுரிச்சார்ஜபிள் லித்தியம் அயன் பேட்டரி: LiCoO2 நேர்மறை மின்முனையாகவும், கிராஃபிடிக் கார்பன் எதிர்மறை மின்முனையாகவும். சோனியின் ஆரம்பகால செல்போன்களில் இந்த பேட்டரி வெற்றிகரமாக பயன்படுத்தப்பட்டது.
செலவைக் குறைப்பதற்கும் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துவதற்கும். எலெக்ட்ரோலைட் போன்ற திடத்துடன் கூடிய அனைத்து திடமான ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரி எதிர்கால வளர்ச்சிக்கு ஒரு முக்கிய திசையாகத் தெரிகிறது.
1960 களின் முற்பகுதியில், ஐரோப்பிய வேதியியலாளர்கள் லித்தியம் அயனிகளை அடுக்கு மாற்ற உலோக சல்பைடு பொருட்களில் மாற்றியமைக்கும் பணியில் ஈடுபட்டனர். அந்த நேரத்தில், ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகளுக்கான நிலையான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் முக்கியமாக H2SO4 அல்லது KOH போன்ற வலுவான அமில மற்றும் கார அக்வஸ் எலக்ட்ரோலைட்டுகள். ஏனெனில், இந்த அக்வஸ் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில், H+ நல்ல டிஃப்யூசிவிட்டியைக் கொண்டுள்ளது.
அந்த நேரத்தில், மிகவும் நிலையான ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரிகள் அடுக்கு NiOOH கேத்தோடு பொருளாகவும், வலுவான கார அக்வஸ் எலக்ட்ரோலைட்டை எலக்ட்ரோலைட்டாகவும் கொண்டு தயாரிக்கப்பட்டன. நி(OH)2 ஐ உருவாக்க அடுக்கு NiOOH கேத்தோடில் h+ ஐ மாற்றியமைக்க முடியும். பிரச்சனை என்னவென்றால், அக்வஸ் எலக்ட்ரோலைட் பேட்டரியின் மின்னழுத்தத்தை மட்டுப்படுத்தியது, இதன் விளைவாக குறைந்த ஆற்றல் அடர்த்தி ஏற்பட்டது.
1967 ஆம் ஆண்டில், ஃபோர்டு மோட்டார் நிறுவனத்தின் ஜோசப் கும்மர் மற்றும் நீல்வெபர் ஆகியோர், 300 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் உள்ள செராமிக் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் Na+ நல்ல பரவல் பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தனர். பின்னர் அவர்கள் ஒரு Na-S ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரியைக் கண்டுபிடித்தனர்: உருகிய சோடியம் எதிர்மறை மின்முனையாகவும், உருகிய கந்தகம் கார்பன் பட்டைகள் நேர்மறை மின்முனையாகவும் உள்ளது. இதன் விளைவாக, அவர்கள் ஒரு Na-S ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரியைக் கண்டுபிடித்தனர்: உருகிய சோடியம் எதிர்மறை மின்முனையாகவும், உருகிய கந்தகம் ஒரு கார்பன் பேண்டை நேர்மறை மின்முனையாகவும் மற்றும் திடமான பீங்கான் எலக்ட்ரோலைட்டாகவும் உள்ளது. இருப்பினும், 300 டிகிரி செல்சியஸ் இயக்க வெப்பநிலை இந்த பேட்டரியை வணிகமயமாக்குவது சாத்தியமற்றது.
1986 ஆம் ஆண்டில், குட்எனஃப் நாசிகானைப் பயன்படுத்தி டென்ட்ரைட் உற்பத்தி இல்லாமல் அனைத்து திட-நிலை ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய லித்தியம் பேட்டரியை உணர்ந்தார். தற்போது, NASICON போன்ற திட-நிலை எலக்ட்ரோலைட்டுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட அனைத்து-திட-நிலை ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய லித்தியம் மற்றும் சோடியம் பேட்டரிகள் வணிகமயமாக்கப்பட்டுள்ளன.
2015 ஆம் ஆண்டில், போர்டோ பல்கலைக்கழகத்தின் மரியா ஹெலினா ப்ராகா தற்போது லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தப்படும் கரிம எலக்ட்ரோலைட்டுகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய லித்தியம் மற்றும் சோடியம் அயன் கடத்துத்திறன் கொண்ட இன்சுலேடிங் போரஸ் ஆக்சைடு திட எலக்ட்ரோலைட்டையும் நிரூபித்தார்.
சுருக்கமாகச் சொன்னால், செயல்திறன், செலவு அல்லது பாதுகாப்புக் கருத்தில் இல்லாமல், அனைத்து திட-நிலை ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய பேட்டரிகள் புதைபடிவ ஆற்றலை மாற்றுவதற்கான சிறந்த தேர்வாகும், இறுதியில் புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கான பாதையை உருவாக்குகின்றன!
இடுகை நேரம்: ஆகஸ்ட்-25-2022