लिथियम-आयन बॅटरीसाठी मँगनीज मेकओव्हर
22 मार्च 2021 - लिथियम-आयन बॅटरी ऊर्जा संचय लिथियम-आयन ऊर्जा संचयन
कोबाल्ट-मुक्त कॅथोड्स उपलब्ध असलेल्या स्वस्त धातूंपैकी एक वापरून पुरवठ्यातील समस्या सोडवू शकतात.
यूएस संशोधकांनी लिथियम-आयन बॅटरी बनवली आहे जी पारंपारिक कोबाल्ट किंवा निकेलऐवजी कॅथोड सामग्री म्हणून मँगनीज वापरते. हे काम या वाढत्या महागड्या आणि मर्यादित संसाधनांना स्वस्त आणि मुबलक पर्याय देऊ शकते, ज्यामुळे लिथियम-आयन ऊर्जा संचयनाची झपाट्याने वाढणारी मागणी पूर्ण करण्याचा मार्ग उपलब्ध होऊ शकतो.
बहुतेक लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोड्स कोबाल्ट किंवा निकेलवर अवलंबून असतात कारण ते संरचना सहजपणे स्तरित आणि व्यवस्थित ठेवतात. पण 2014 मध्ये जरब्रँड सेडर यांच्या नेतृत्वाखालील मॅसॅच्युसेट्स इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी (एमआयटी) मधील एका गटाने असे दाखवून दिले की विस्कळीत रचना असलेल्या लिथियम-आयन बॅटरी लिथियममध्ये समृद्ध असेपर्यंत कार्य करू शकतात, ज्यामुळे नवीन वापरण्याची शक्यता उघडली जाते, आणि शक्यतो. चांगले, साहित्य.
युनिव्हर्सिटी ऑफ कॅलिफोर्निया आणि लॉरेन्स बर्कले नॅशनल लॅबोरेटरी, यूएस मधील सेडर आणि सहकाऱ्यांनी आता विस्कळीत मँगनीज-आधारित कॅथोड असलेली लिथियम-आयन बॅटरी विकसित केली आहे आणि हे दाखवून दिले आहे की ते कोबाल्ट किंवा निकेलपेक्षा अधिक ऊर्जा साठवू शकते. 'आमची कल्पना अशी होती की जर आपण कॅथोड्स बनवू शकलो जिथे आपल्याला लेअरिंगची काळजी नाही, तर आपण धातूंचा अधिक विस्तृत स्पेक्ट्रम वापरू शकतो,' एमआयटीचे प्रमुख लेखक जिनह्यूक ली म्हणतात. ‘आम्ही मँगनीजचा वापर करण्याचा निर्णय घेतला कारण हा सर्वात स्वस्त धातूंपैकी एक आहे.’
पारंपारिक स्तरित लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोड्समध्ये मँगनीजचा वापर आधीच केला जातो परंतु इलेक्ट्रॉन स्टोरेजमध्ये कमी सहभागासह स्थिर धातू म्हणून. अव्यवस्थित मँगनीज आणि इतर धातूच्या ऑक्साईड्सपासून कॅथोड्स बनवण्याचे अलीकडील प्रयत्न मर्यादित आहेत कारण चार्जिंग दरम्यान लिथियम आयन कॅथोडमधून लिथियम-आधारित एनोडकडे जातात तेव्हा ते अस्थिर होतात आणि खूप जास्त ऑक्सिजन रेडॉक्स क्रियाकलापांमुळे क्षमता गमावतात.
ही क्रिया कमी करण्यासाठी आणि उच्च क्षमतेचे मँगनीज ऑक्साईड कॅथोड मिळविण्यासाठी, सेडरच्या टीमने दोन इलेक्ट्रॉन्सची देवाणघेवाण करण्यासाठी मँगनीज मिळविण्याचा मार्ग शोधला, जे उच्च क्षमतेचे निकेल-आधारित कॅथोड्स करतात. यामध्ये काही ऑक्सिजन आयनांना लोअर-व्हॅलेंट फ्लोरिन आयनांसह बदलून Mn2+ वर मँगनीज व्हॅलेन्स कमी करणे आणि काही मँगनीज केशन्स उच्च-व्हॅलेंट नायओबियम आणि टायटॅनियम आयनसह बदलणे समाविष्ट होते. याचा अर्थ असा होतो की मँगनीज केशन्सचे दुहेरी रेडॉक्स Mn2+ ते Mn4+ होऊ शकतात, ज्यामुळे लिथियम आयनचा उच्च अंश अस्थिर न होता कॅथोडमधून लिथियम एनोडकडे जाऊ शकतो.
सेडर म्हणतात, ‘आमच्या प्रयोगशाळेतील स्केल [बॅटरी सायकलिंग चाचणी] परिणाम आमच्या कॅथोड्सची ऊर्जा घनता (~1000 Wh/kg) सध्याच्या कॅथोड्सच्या (600-700 Wh/kg) तुलनेत खूप जास्त दर्शवतात. 'परंतु आमचा डेटा व्यावसायिक स्तरावर नाही, म्हणून आमच्या सामग्रीच्या पुढील चाचण्या आणि ऑप्टिमायझेशनचे पालन केले पाहिजे.'
"व्यावहारिक अनुप्रयोगांसाठी सायकल स्थिरतेमध्ये आणखी सुधारणा आवश्यक असताना, अहवाल दिलेल्या धोरणात मोठे आश्वासन आहे आणि विविध उच्च व्हॅलेंट कॅशन्सच्या विस्तृत अन्वेषणास अनुमती देते," असे ग्लेब युशिन, जॉर्जिया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजी, यूएस येथे ऊर्जा संचयनाची तपासणी करतात. 'सेल व्होल्टेज कमी मूल्यांपर्यंत कमी करण्याची गरज इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांवर अहवाल दिलेल्या तंत्रज्ञानाच्या ऍप्लिकेशन्ससाठी अडथळा निर्माण करू शकते, परंतु ऑटोमोटिव्ह ऍप्लिकेशन्ससाठी ही मोठी गोष्ट असू नये.'
दूरध्वनी: 86-0755-33065435
मेल: info@vtcpower.com
वेब: www.vtcbattery.com
पत्ता: नंबर 10, जिनलिंग रोड, झोंगकाई इंडस्ट्रियल पार्क, हुइझोउ सिटी, चीन
हॉट कीवर्ड: पॉलिमर लिथियम बॅटरी, पॉलिमर लिथियम बॅटरी निर्माता, लाइफपो 4 बॅटरी, लिथियम-आयन पॉलिमर (LiPo) बॅटरी, ली-आयन बॅटरी, LiSoci2, NiMH-NiCD बॅटरी, बॅटरी BMS
दैनंदिन जीवनात, लिथियम बॅटरीच्या वापराबद्दल अधिक जाणून घ्या, विशेषत: चार्जिंग उपकरणे आणि मोबाइल फोन, खूप वेळ चार्जिंगमुळे होणारे स्फोट टाळण्यासाठी
