ऑर्गेनिक कैथोड बैटरी की सीमा को बढ़ाता है

एक प्रवाहकीय पॉलिमर डिज़ाइन जो लिथियम आयन कोशिकाओं में उच्च ऊर्जा घनत्व, व्यापक तापमान सहनशीलता और बेहतर सुरक्षा प्रदान कर सकता है।

तियानजिन विश्वविद्यालय और दक्षिण चीन प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक इंजीनियर्ड कैथोड सामग्री के आसपास निर्मित एक कार्बनिक लिथियम आयन बैटरी विकसित की है।अध्ययन में एक प्रवाहकीय पॉलिमर इलेक्ट्रोड का वर्णन किया गया है जिसे कार्बनिक बैटरी प्रदर्शन में लंबे समय से चली आ रही सीमाओं को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

पारंपरिक लिथियम आयन बैटरियां कोबाल्ट और निकल जैसी धातुओं वाले अकार्बनिक कैथोड पर निर्भर करती हैं, जिससे संसाधन उपलब्धता, सुरक्षा और यांत्रिक कठोरता को लेकर चिंताएं बढ़ जाती हैं।इसके विपरीत, कार्बनिक इलेक्ट्रोड सामग्री अधिक प्रचुर स्रोतों से प्राप्त होती है और इसे संरचनात्मक रूप से तैयार किया जा सकता है, लेकिन ऐतिहासिक रूप से उच्च ऊर्जा घनत्व और तेज़ लिथियम आयन परिवहन प्राप्त करने में चुनौतियों का सामना करना पड़ा है।

शोध दल ने कैथोड सामग्री के रूप में एक एन प्रकार का प्रवाहकीय बहुलक विकसित किया जिसे पॉली बेंज़ोफ्यूरन डायोन या पीबीएफडीओ के रूप में जाना जाता है।पॉलिमर विभिन्न परिस्थितियों में उच्च इलेक्ट्रॉनिक चालकता, तीव्र लिथियम आयन परिवहन और स्थिर संरचनात्मक व्यवहार प्रदर्शित करता है।इस सामग्री का उपयोग करके, टीम ने एक पाउच सेल इकट्ठा किया जिसने प्रति किलोग्राम 250 वाट घंटे से ऊपर ऊर्जा घनत्व हासिल किया।तुलना के लिए, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरियां आमतौर पर 160 से 200 वाट घंटे प्रति किलोग्राम के बीच होती हैं।

बैटरी शून्य से 70 डिग्री सेल्सियस से 80 डिग्री सेल्सियस नीचे तापमान विंडो पर संचालित होती है।यांत्रिक परीक्षणों में, कार्बनिक कैथोड ने झुकने और संपीड़न के बाद संरचना और क्षमता बनाए रखी।एम्पीयर आवर लेवल पाउच सेल ने भी आग या विस्फोट के बिना पंचर परीक्षण पास कर लिया।

प्रमुख शोधकर्ता प्रोफेसर जू यूनहुआ ने कहा, "यह शोध संसाधन निर्भरता और पर्यावरणीय प्रभाव के मामले में बैटरी प्रौद्योगिकी की पारंपरिक बाधाओं को तोड़ता है।""यह न केवल वाणिज्यिक बैटरियों की ऊर्जा घनत्व से मेल खाता है बल्कि बेहतर सुरक्षा और बहुत व्यापक परिचालन तापमान सीमा भी प्रदान करता है।"

शोधकर्ता पायलट पैमाने पर उत्पादन की दिशा में काम कर रहे हैं और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स, पहनने योग्य उपकरणों और हल्के ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में अनुप्रयोगों की खोज कर रहे हैं जहां सुरक्षा, अनुकूलनशीलता और तापमान लचीलापन महत्वपूर्ण हैं।