పనితీరు, ధర లేదా భద్రతాపరమైన అంశాలతో సంబంధం లేకుండా, శిలాజ శక్తిని భర్తీ చేయడానికి మరియు చివరికి కొత్త శక్తి వాహనాలకు రహదారిని గుర్తించడానికి ఆల్-సాలిడ్-స్టేట్ రీఛార్జ్ చేయగల బ్యాటరీలు ఉత్తమ ఎంపిక.
LiCoO2, LiMn2O4 మరియు LiFePO4 వంటి కాథోడ్ పదార్థాల ఆవిష్కర్తగా, గూడెనఫ్ రంగంలో ప్రసిద్ధి చెందింది.లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలుమరియు నిజంగా "లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల తండ్రి".
NatureElectronicsలో ఇటీవలి కథనంలో, 96 సంవత్సరాల వయస్సులో ఉన్న జాన్ B. గూడెనఫ్, పునర్వినియోగపరచదగిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క ఆవిష్కరణ చరిత్రను సమీక్షించారు మరియు ముందుకు వెళ్లే మార్గాన్ని చూపారు.
1970వ దశకంలో యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో చమురు సంక్షోభం ఏర్పడింది. చమురు దిగుమతులపై అధిక ఆధారపడటాన్ని గ్రహించిన ప్రభుత్వం సౌర మరియు పవన శక్తిని అభివృద్ధి చేయడానికి పెద్ద ప్రయత్నాన్ని ప్రారంభించింది. సౌర మరియు పవన శక్తి యొక్క అడపాదడపా స్వభావం కారణంగా,పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీలుఈ పునరుత్పాదక మరియు స్వచ్ఛమైన ఇంధన వనరులను నిల్వ చేయడానికి చివరికి అవసరమైంది.
రివర్సిబుల్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ కీ రసాయన ప్రతిచర్య యొక్క రివర్సిబిలిటీ!
ఆ సమయంలో, చాలా వరకు పునర్వినియోగపరచలేని బ్యాటరీలు లిథియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్లు మరియు సేంద్రీయ ఎలక్ట్రోలైట్లను ఉపయోగించాయి. పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీలను సాధించడానికి, ప్రతి ఒక్కరూ లిథియం అయాన్లను లేయర్డ్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ సల్ఫైడ్ కాథోడ్‌లలోకి రివర్సిబుల్ ఎంబెడ్డింగ్‌పై పని చేయడం ప్రారంభించారు. ఎక్సాన్‌మొబిల్‌కు చెందిన స్టాన్లీ విటింగ్‌హామ్, లేయర్డ్ TiS2ని క్యాథోడ్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించి ఇంటర్‌కలేషన్ కెమిస్ట్రీ ద్వారా రివర్సిబుల్ ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ సాధించవచ్చని కనుగొన్నారు, డిశ్చార్జ్ ఉత్పత్తి LiTiS2.
1976లో విట్టింగ్‌హామ్ అభివృద్ధి చేసిన ఈ సెల్ మంచి ప్రారంభ సామర్థ్యాన్ని సాధించింది. అయినప్పటికీ, ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ యొక్క అనేక పునరావృతాల తర్వాత, సెల్ లోపల లిథియం డెండ్రైట్‌లు ఏర్పడతాయి, ఇది ప్రతికూల నుండి సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌కు పెరిగింది, ఇది ఎలక్ట్రోలైట్‌ను మండించగల షార్ట్ సర్క్యూట్‌ను సృష్టిస్తుంది. ఈ ప్రయత్నం, మళ్ళీ, విఫలమైంది!
ఇంతలో, ఆక్స్‌ఫర్డ్‌కు మారిన గుడ్‌నఫ్, నిర్మాణం మారకముందే లేయర్డ్ LiCoO2 మరియు LiNiO2 కాథోడ్ పదార్థాల నుండి ఎంతవరకు లిథియం డీ-ఎంబెడ్ చేయబడుతుందో పరిశోధించారు. చివరికి, వారు కాథోడ్ పదార్థం నుండి సగం కంటే ఎక్కువ లిథియం యొక్క రివర్సిబుల్ డీ-ఎంబెడ్డింగ్‌ను సాధించారు.
ఈ పరిశోధన చివరికి అసహికేసీకి చెందిన అకిరా యోషినో మొదటిదాన్ని సిద్ధం చేయడానికి మార్గనిర్దేశం చేసిందిపునర్వినియోగపరచదగిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ: LiCoO2 సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా మరియు గ్రాఫిటిక్ కార్బన్ ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా. ఈ బ్యాటరీ సోనీ యొక్క తొలి సెల్ ఫోన్‌లలో విజయవంతంగా ఉపయోగించబడింది.
ఖర్చు తగ్గించడానికి మరియు భద్రతను మెరుగుపరచడానికి. ఎలక్ట్రోలైట్‌గా ఘనమైన ఆల్-సాలిడ్ రీఛార్జిబుల్ బ్యాటరీ భవిష్యత్తు అభివృద్ధికి ఒక ముఖ్యమైన దిశగా కనిపిస్తోంది.
1960ల నాటికే, యూరోపియన్ రసాయన శాస్త్రవేత్తలు లిథియం అయాన్లను లేయర్డ్ ట్రాన్సిషన్ మెటల్ సల్ఫైడ్ మెటీరియల్‌లలోకి మార్చగలిగేలా పొందుపరిచారు. ఆ సమయంలో, పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీల కోసం ప్రామాణిక ఎలక్ట్రోలైట్లు ప్రధానంగా బలమైన ఆమ్ల మరియు ఆల్కలీన్ సజల ఎలక్ట్రోలైట్లు H2SO4 లేదా KOH వంటివి. ఎందుకంటే, ఈ సజల ఎలక్ట్రోలైట్స్‌లో, H+ మంచి డిఫ్యూసివిటీని కలిగి ఉంటుంది.
ఆ సమయంలో, అత్యంత స్థిరమైన పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీలు లేయర్డ్ NiOOHతో కాథోడ్ పదార్థంగా మరియు బలమైన ఆల్కలీన్ సజల ఎలక్ట్రోలైట్‌తో ఎలక్ట్రోలైట్‌గా తయారు చేయబడ్డాయి. ని(OH)2ని ఏర్పరచడానికి h+ని లేయర్డ్ NiOOH కాథోడ్‌లో రివర్స్‌గా పొందుపరచవచ్చు. సమస్య ఏమిటంటే, సజల ఎలక్ట్రోలైట్ బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజీని పరిమితం చేసింది, ఫలితంగా తక్కువ శక్తి సాంద్రత ఏర్పడుతుంది.
1967లో, ఫోర్డ్ మోటార్ కంపెనీకి చెందిన జోసెఫ్ కుమ్మర్ మరియు నీల్‌వెబర్ 300°C కంటే ఎక్కువ సిరామిక్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లలో Na+ మంచి వ్యాప్తి లక్షణాలను కలిగి ఉన్నారని కనుగొన్నారు. వారు Na-S పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీని కనుగొన్నారు: కరిగిన సోడియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా మరియు కరిగిన సల్ఫర్ కార్బన్ బ్యాండ్‌లను సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా కలిగి ఉంటుంది. ఫలితంగా, వారు Na-S పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీని కనుగొన్నారు: కరిగిన సోడియం ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా, కరిగిన సల్ఫర్ కార్బన్ బ్యాండ్‌ను సానుకూల ఎలక్ట్రోడ్‌గా మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌గా ఘనమైన సిరామిక్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అయితే, ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత 300°C ఈ బ్యాటరీని వాణిజ్యీకరించడం అసాధ్యం.
1986లో, గుడ్‌నఫ్ నాసికాన్‌ని ఉపయోగించి డెండ్రైట్ ఉత్పత్తి లేకుండా ఆల్-సాలిడ్-స్టేట్ రీఛార్జ్ చేయగల లిథియం బ్యాటరీని గుర్తించింది. ప్రస్తుతం, నాసికాన్ వంటి సాలిడ్-స్టేట్ ఎలక్ట్రోలైట్‌ల ఆధారంగా ఆల్-సాలిడ్-స్టేట్ రీఛార్జ్ చేయగల లిథియం మరియు సోడియం బ్యాటరీలు వాణిజ్యీకరించబడ్డాయి.
2015లో, పోర్టో విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన మరియాహెలెనా బ్రాగా ప్రస్తుతం లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలలో ఉపయోగించే సేంద్రీయ ఎలక్ట్రోలైట్‌లతో పోల్చదగిన లిథియం మరియు సోడియం అయాన్ వాహకతతో ఇన్సులేటింగ్ పోరస్ ఆక్సైడ్ ఘన ఎలక్ట్రోలైట్‌ను కూడా ప్రదర్శించారు.
క్లుప్తంగా చెప్పాలంటే, పనితీరు, ధర లేదా భద్రత పరిగణనలతో సంబంధం లేకుండా, ఆల్-సాలిడ్-స్టేట్ రీఛార్జిబుల్ బ్యాటరీలు శిలాజ శక్తిని భర్తీ చేయడానికి మరియు చివరికి కొత్త శక్తి వాహనాలకు దారితీసే ఉత్తమ ఎంపిక!
పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-25-2022