(ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಆನೋಡ್) ಹೊಸ ಆನಯಾನ್-ಪಡೆದ ಘನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಇಂಟರ್ಫೇಶಿಯಲ್ ಹಂತ

ಕೆಲಸ ಮಾಡುವ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಲ್ಲಿ ಆನೋಡ್ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ನಡುವೆ ರೂಪುಗೊಂಡ ಹೊಸ ಹಂತವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಇಂಟರ್‌ಫೇಸ್ (SEI) ಅನ್ನು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಲಿಥಿಯಂ (Li) ಲೋಹದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಏಕರೂಪವಲ್ಲದ SEI ನಿಂದ ಮಾರ್ಗದರ್ಶಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಲಿಥಿಯಂ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಅಡ್ಡಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಶೇಖರಣೆಯ ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವಲ್ಲಿ ಇದು ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ, ಅಯಾನ್-ಪಡೆದ SEI ನ ಪರಿಣಾಮವು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ತ್ಸಿಂಗ್ವಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಜಾಂಗ್ ಕ್ವಿಯಾಂಗ್ ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ಸ್ಥಿರವಾದ ಅಯಾನ್-ಪಡೆದ SEI ಅನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಅಯಾನ್ ಗ್ರಾಹಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಿತು. ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ಕೊರತೆಯಿರುವ ಬೋರಾನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಟ್ರಿಸ್ (ಪೆಂಟಾಫ್ಲೋರೋಫೆನಿಲ್) ಬೋರೇನ್ ಅಯಾನ್ ಗ್ರಾಹಕ (TPFPB) FSI- ನ ಕಡಿತ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬಿಸ್ (ಫ್ಲೋರೋಸಲ್ಫೋನಿಮೈಡ್) ಅಯಾನ್ (FSI-) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, TFPPB ಯ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ನಲ್ಲಿ FSI- ನ ಅಯಾನ್ ಕ್ಲಸ್ಟರ್‌ಗಳ (AGG) ಪ್ರಕಾರವು ಬದಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು FSI- ಹೆಚ್ಚು Li+ ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, FSI- ನ ವಿಭಜನೆಯು Li2S ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಉತ್ತೇಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಯಾನು-ಪಡೆದ SEI ನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

SEI ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಕಡಿತಗೊಳಿಸುವ ವಿಭಜನೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. SEI ನ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ರಚನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ರಚನೆಯಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ದ್ರಾವಕ, ಅಯಾನು ಮತ್ತು Li+ ನಡುವಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ರಚನೆಯು ದ್ರಾವಕ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಉಪ್ಪಿನ ಪ್ರಕಾರದೊಂದಿಗೆ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ, ಉಪ್ಪಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಹ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ (HCE) ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ (LHCE) ಸ್ಥಿರವಾದ SEI ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವಲ್ಲಿ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿವೆ. ದ್ರಾವಕದ ಲಿಥಿಯಂ ಉಪ್ಪಿನ ಮೋಲಾರ್ ಅನುಪಾತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (2 ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳನ್ನು Li+ ನ ಮೊದಲ ಸಾಲ್ವೇಶನ್ ಪೊರೆಗೆ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, HCE ಅಥವಾ LHCE ನಲ್ಲಿ ಸಂಪರ್ಕ ಅಯಾನು ಜೋಡಿಗಳು (CIP) ಮತ್ತು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸುವಿಕೆ (AGG) ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. SEI ನ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ತರುವಾಯ HCE ಮತ್ತು LHCE ಯಲ್ಲಿನ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಅಯಾನು-ಪಡೆದ SEI ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲಿಥಿಯಂ ಲೋಹದ ಆನೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸುವಲ್ಲಿ ಅದರ ಆಕರ್ಷಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುವಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಯಾನು-ಪಡೆದ SEIಗಳು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ವಾಸ್ತವಿಕ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಅಯಾನು-ಪಡೆದ SEI ನ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಏಕರೂಪತೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುವುದು ಅವಶ್ಯಕ.

CIP ಮತ್ತು AGG ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಅಯಾನುಗಳು ಅಯಾನು-ಪಡೆದ SEI ಗೆ ಮುಖ್ಯ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿವೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಅಯಾನುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು Li+ ಪರೋಕ್ಷವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ದ್ರಾವಕ ಮತ್ತು ದುರ್ಬಲಗೊಳಿಸುವ ಅಣುಗಳ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶವು ದುರ್ಬಲವಾಗಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ನೇರವಾಗಿ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುವ ಮೂಲಕ ಅಯಾನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಹೊಸ ತಂತ್ರಗಳು ಹೆಚ್ಚು ನಿರೀಕ್ಷಿತವಾಗಿವೆ.