ପୃଷ୍ଠଭୂମି

1800 ମସିହାରେ, ଇଟାଲୀୟ ପଦାର୍ଥବିଜ୍ଞାନୀ ଏ ଭୋଲ୍ଟା ଭୋଲ୍ଟିକ୍ ଗଦା ନିର୍ମାଣ କରିଥିଲେ, ଯାହା ବ୍ୟବହାରିକ ବ୍ୟାଟେରୀର ଆରମ୍ଭ ଖୋଲିଥିଲା ​​ଏବଂ ପ୍ରଥମ ଥର ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ର ମହତ୍ତ୍ described ବର୍ଣ୍ଣନା କରିଥିଲା ​​|ନକାରାତ୍ମକ ଏବଂ ସକରାତ୍ମକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ମଧ୍ୟରେ ଭର୍ତ୍ତି ହୋଇଥିବା ତରଳ କିମ୍ବା କଠିନ ଆକାରରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଇନସୁଲେଟିଂ ଏବଂ ଆୟନ-ପରିଚାଳନା ସ୍ତର ଭାବରେ ଦେଖାଯାଇପାରେ |ସମ୍ପ୍ରତି, ଅତ୍ୟାଧୁନିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ କଠିନ ଲିଥିୟମ୍ ଲୁଣ (ଯଥା LiPF6) କୁ ଅଣ-ଜଳୀୟ ଜ organic ବ କାର୍ବୋନାଟ୍ ଦ୍ରବଣରେ (ଯଥା EC ଏବଂ DMC) ଦ୍ରବଣ କରି ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଏ |ସାଧାରଣ ସେଲ୍ ଫର୍ମ ଏବଂ ଡିଜାଇନ୍ ଅନୁଯାୟୀ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସାଧାରଣତ the କୋଷର ଓଜନର 8% ରୁ 15% ଅଟେ |କଣ's ଅଧିକ, ଏହାର ଜ୍ୱଳନ୍ତତା ଏବଂ -10 ର ସର୍ବୋଚ୍ଚ ଅପରେଟିଂ ତାପମାତ୍ରା ପରିସର |°C ରୁ 60°C ବ୍ୟାଟେରୀ ଶକ୍ତି ସାନ୍ଧ୍ରତା ଏବଂ ନିରାପତ୍ତାକୁ ଆହୁରି ଉନ୍ନତ କରିବାରେ ବାଧା ସୃଷ୍ଟି କରିଥାଏ |ତେଣୁ, ନୂତନ ବ୍ୟାଟେରୀର ପରବର୍ତ୍ତୀ ପି generation ଼ିର ବିକାଶ ପାଇଁ ଅଭିନବ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସୂତ୍ରଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟ ସକ୍ଷମକାରୀ ଭାବରେ ବିବେଚନା କରାଯାଏ |

ଅନୁସନ୍ଧାନକାରୀମାନେ ବିଭିନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସିଷ୍ଟମର ବିକାଶ ପାଇଁ ମଧ୍ୟ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଛନ୍ତି |ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଫ୍ଲୋରାଇଟେଡ୍ ଦ୍ରବଣର ବ୍ୟବହାର ଯାହା ଦକ୍ଷ ଲିଥିୟମ୍ ଧାତୁ ସାଇକ୍ଲିଂ, ଜ organic ବିକ କିମ୍ବା ଅଜ organ ବିକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ହାସଲ କରିପାରିବ ଯାହା ଯାନ ଶିଳ୍ପ ଏବଂ “କଠିନ ରାଜ୍ୟ ବ୍ୟାଟେରୀ” (SSB) ପାଇଁ ଲାଭଦାୟକ |ଏହାର ମୁଖ୍ୟ କାରଣ ହେଉଛି ଯଦି କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମୂଳ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଡାଇଫ୍ରାଗମ୍ କୁ ବଦଳାଇଥାଏ, ତେବେ ବ୍ୟାଟେରୀର ସୁରକ୍ଷା, ଏକକ ଶକ୍ତି ସାନ୍ଧ୍ରତା ଏବଂ ଜୀବନ ଯଥେଷ୍ଟ ଉନ୍ନତ ହୋଇପାରିବ |ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ, ଆମେ ମୁଖ୍ୟତ different ବିଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀ ସହିତ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ର ଗବେଷଣା ଅଗ୍ରଗତିକୁ ସଂକ୍ଷିପ୍ତ କରିଥାଉ |

ଜ organ ବିକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ |

ବ୍ୟବସାୟିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ ଶକ୍ତି ସଂରକ୍ଷଣ ଉପକରଣରେ ଅଜ organ ବିକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଛି, ଯେପରିକି କିଛି ଉଚ୍ଚ-ତାପମାତ୍ରା ରିଚାର୍ଜ ବ୍ୟାଟେରୀ Na-S, Na-NiCl2 ବ୍ୟାଟେରୀ ଏବଂ ପ୍ରାଥମିକ Li-I2 ବ୍ୟାଟେରୀ |2019 ରେ, ହିଟାଚି ଜୋସେନ୍ (ଜାପାନ) ମହାକାଶରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେବା ଏବଂ ଆନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ସ୍ପେସ୍ ଷ୍ଟେସନ୍ (ISS) ରେ ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ 140 mAh ର ଏକ କଠିନ-ସ୍ଥିତ ଥଳି ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରିଥିଲା ​​|ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀ ଏକ ସଲଫାଇଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅଜ୍ଞାତ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉପାଦାନକୁ ନେଇ ଗଠିତ, -40 ମଧ୍ୟରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବାକୁ ସମର୍ଥ |°C ଏବଂ 100°C. 2021 ମସିହାରେ କମ୍ପାନୀ 1000 mAh ର ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତା ବିଶିଷ୍ଟ କଠିନ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉପସ୍ଥାପନ କରୁଛି |ଏକ ସାଧାରଣ ପରିବେଶରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ସ୍ଥାନ ଏବଂ ଶିଳ୍ପ ଉପକରଣ ପରି କଠିନ ପରିବେଶ ପାଇଁ କଠିନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଆବଶ୍ୟକତା ହିଟାଚି ଜୋସେନ୍ ଦେଖନ୍ତି |କମ୍ପାନୀ 2025 ସୁଦ୍ଧା ବ୍ୟାଟେରୀ କ୍ଷମତାକୁ ଦ୍ୱିଗୁଣିତ କରିବାକୁ ଯୋଜନା କରିଛି। କିନ୍ତୁ ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ କ no ଣସି ଅଫ୍ ଦି ସେଲ୍-କଠିନ-ସ୍ଥିତ ବ୍ୟାଟେରୀ ଉତ୍ପାଦ ନାହିଁ ଯାହା ବ electric ଦ୍ୟୁତିକ ଯାନରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରିବ |

ଜ Organ ବିକ ଅର୍ଦ୍ଧ-କଠିନ ଏବଂ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ |

ଜ organic ବ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବର୍ଗରେ, ଫ୍ରାନ୍ସର ବୋଲୋରେ ଏକ ଜେଲ୍ ପ୍ରକାରର PVDF-HFP ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଏବଂ ଏକ ଜେଲ୍ ପ୍ରକାର PEO ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍କୁ ସଫଳତାର ସହିତ ବ୍ୟବସାୟିକରଣ କରିଛି |ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିକୁ ବ electric ଦ୍ୟୁତିକ ଯାନରେ ପ୍ରୟୋଗ କରିବା ପାଇଁ କମ୍ପାନୀ ଉତ୍ତର ଆମେରିକା, ୟୁରୋପ ଏବଂ ଏସିଆରେ କାର୍ ସେୟାରିଂ ପାଇଲଟ୍ ପ୍ରୋଗ୍ରାମ ମଧ୍ୟ ଆରମ୍ଭ କରିଛି, କିନ୍ତୁ ଯାତ୍ରୀବାହୀ କାରରେ ଏହି ପଲିମର ବ୍ୟାଟେରୀ କେବେବି ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇ ନାହିଁ।ସେମାନଙ୍କର ଖରାପ ବାଣିଜ୍ୟିକ ଗ୍ରହଣରେ ସହାୟକ ହେଉଥିବା ଗୋଟିଏ କାରଣ ହେଉଛି ସେଗୁଡିକ କେବଳ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ |°C ରୁ 80°ଗ) ଏବଂ ଲୋ ଭୋଲଟେଜ୍ ରେଞ୍ଜ |ଏହି ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ବର୍ତ୍ତମାନ କେତେକ ସିଟି ବସ୍ ଭଳି ବ୍ୟବସାୟିକ ଯାନରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଛି |କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ ଶୁଦ୍ଧ କଠିନ ପଲିମର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ସହିତ କାମ କରିବାର କ cases ଣସି ମାମଲା ନାହିଁ (ଅର୍ଥାତ୍ ପ୍ରାୟ 25 |°ଗ)

ସେମିସୋଲିଡ୍ ବର୍ଗରେ ଅତ୍ୟଧିକ ଭିଜକସ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯେପରିକି ଲୁଣ-ଦ୍ରବଣକାରୀ ମିଶ୍ରଣ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମାଧାନ ଯେଉଁଥିରେ ଲୁଣର ଏକାଗ୍ରତା ଷ୍ଟାଣ୍ଡାର୍ଡ 1 mol / L ଠାରୁ ଅଧିକ, ଏକାଗ୍ରତା କିମ୍ବା ସାଚୁଚରେସନ୍ ପଏଣ୍ଟ 4 mol / L ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ |ଏକାଗ୍ର ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମିଶ୍ରଣ ସହିତ ଏକ ଚିନ୍ତା ହେଉଛି ଫ୍ଲୋରାଇଟେଡ୍ ଲୁଣର ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଅଧିକ ବିଷୟବସ୍ତୁ, ଯାହା ଲିଥିୟମ୍ ବିଷୟବସ୍ତୁ ଏବଂ ଏହିପରି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ର ପରିବେଶ ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ମଧ୍ୟ ପ୍ରଶ୍ନ ସୃଷ୍ଟି କରେ |ଏହାର କାରଣ ହେଉଛି ଏକ ପରିପକ୍ୱ ଦ୍ରବ୍ୟର ବ୍ୟବସାୟିକରଣ ଏକ ବ୍ୟାପକ ଜୀବନଚକ୍ର ବିଶ୍ଳେଷଣ ଆବଶ୍ୟକ କରେ |ଏବଂ ପ୍ରସ୍ତୁତ ସେମି-କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ପାଇଁ କଞ୍ଚାମାଲ ମଧ୍ୟ ସରଳ ଏବଂ ସହଜରେ ବ electric ଦ୍ୟୁତିକ ଯାନରେ ଏକୀଭୂତ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ |

ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ |

ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍, ମିଶ୍ରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଭାବରେ ମଧ୍ୟ ଜଣାଶୁଣା, ଜଳୀୟ / ଜ organic ବ ଦ୍ରବଣକାରୀ ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଉପରେ ଆଧାର କରି କିମ୍ବା କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ର ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ମାପନୀୟତା ଏବଂ ଷ୍ଟାକିଂ ଟେକ୍ନୋଲୋଜିର ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ବିଚାର କରି ଏକ କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟରେ ଏକ ଅଣ-ଜଳୀୟ ତରଳ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ସମାଧାନ ଯୋଗ କରି ପରିବର୍ତ୍ତନ କରାଯାଇପାରିବ |ତଥାପି, ଏହିପରି ହାଇବ୍ରିଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଗବେଷଣା ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ଅଛି ଏବଂ ସେଠାରେ କ commercial ଣସି ବ୍ୟବସାୟିକ ଉଦାହରଣ ନାହିଁ |

ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ର ବ୍ୟବସାୟିକ ବିକାଶ ପାଇଁ ବିଚାର |

କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ର ସବୁଠାରୁ ବଡ ସୁବିଧା ହେଉଛି ଉଚ୍ଚ ନିରାପତ୍ତା ଏବଂ ଦୀର୍ଘ ଚକ୍ର ଜୀବନ, ​​କିନ୍ତୁ ବିକଳ୍ପ ତରଳ କିମ୍ବା କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ କରିବା ସମୟରେ ନିମ୍ନଲିଖିତ ବିନ୍ଦୁଗୁଡିକ ଯତ୍ନର ସହିତ ବିଚାର କରାଯିବା ଉଚିତ:

• କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ର ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏବଂ ସିଷ୍ଟମ୍ ଡିଜାଇନ୍ |ଲାବୋରେଟୋରୀ ଗେଜ୍ ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକ ସାଧାରଣତ solid କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ କଣିକାକୁ ନେଇ ଗଠିତ, ଶହ ଶହ ମାଇକ୍ରନ୍ ମୋଟା, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ର ଗୋଟିଏ ପାର୍ଶ୍ୱରେ ଆବୃତ |ଏହି ଛୋଟ କଠିନ କୋଷଗୁଡ଼ିକ ବୃହତ କୋଷଗୁଡ଼ିକ (10 ରୁ 100Ah) ପାଇଁ ଆବଶ୍ୟକ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାର ପ୍ରତିନିଧୀ ନୁହଁନ୍ତି, କାରଣ ସାମ୍ପ୍ରତିକ ଶକ୍ତି ବ୍ୟାଟେରୀ ପାଇଁ 10 ~ 100Ah କ୍ଷମତା ସର୍ବନିମ୍ନ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ ଅଟେ |
• କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ମଧ୍ୟ ଡାଇଫ୍ରାଗମର ଭୂମିକାକୁ ବଦଳାଇଥାଏ |ଯେହେତୁ ଏହାର ଓଜନ ଏବଂ ଘନତା PP / PE ଡାଇଫ୍ରାଗମ୍ ଠାରୁ ଅଧିକ, ତେଣୁ ଓଜନ ସାନ୍ଧ୍ରତା ହାସଲ କରିବା ପାଇଁ ଏହାକୁ ସଜାଡିବା ଆବଶ୍ୟକ |≥350Wh / kgଏବଂ ଶକ୍ତି ସାନ୍ଧ୍ରତା |≥900Wh /ଏହାର ବ୍ୟବସାୟିକରଣରେ ବାଧା ସୃଷ୍ଟି ନକରିବା ପାଇଁ L |

ବ୍ୟାଟେରୀ ସବୁବେଳେ କିଛି ମାତ୍ରାରେ ସୁରକ୍ଷା ବିପଦ ଅଟେ |କଠିନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍, ଯଦିଓ ଏହା ତରଳ ଅପେକ୍ଷା ନିରାପଦ ଅଟେ, ଅବଶ୍ୟ ଜ୍ୱଳନ୍ତ ନୁହେଁ |କେତେକ ପଲିମର ଏବଂ ଅଜ organ ବିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ଅମ୍ଳଜାନ କିମ୍ବା ଜଳ ସହିତ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରି ଉତ୍ତାପ ଏବଂ ବିଷାକ୍ତ ଗ୍ୟାସ୍ ଉତ୍ପାଦନ କରିପାରନ୍ତି ଯାହା ଅଗ୍ନି ଏବଂ ବିସ୍ଫୋରଣ ବିପଦ ମଧ୍ୟ ସୃଷ୍ଟି କରିଥାଏ |ଏକକ କୋଷ ବ୍ୟତୀତ, ପ୍ଲାଷ୍ଟିକ୍, କେସ୍ ଏବଂ ପ୍ୟାକ୍ ସାମଗ୍ରୀ ଅନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଜାଳେଣି ସୃଷ୍ଟି କରିପାରେ |ତେଣୁ ପରିଶେଷରେ, ଏକ ସାମଗ୍ରିକ, ସିଷ୍ଟମ ସ୍ତରୀୟ ସୁରକ୍ଷା ପରୀକ୍ଷା ଆବଶ୍ୟକ |