बैटरी उम्र बढ़ने का रहस्य

बैटरी रेंज हमेशा शोधकर्ताओं के लिए एक चिंता का विषय रही है, क्योंकि बैटरी कितनी भी बड़ी क्यों न हो, इसे कई बार चार्ज न करने का कोई मतलब नहीं है। हम सभी जानते हैं कि लिथियम बैटरी उपयोग के दौरान क्षमता को कम कर देगी, लेकिन इसका कारण कोई नहीं जानता। हाल ही में, अमेरिकी ऊर्जा विभाग ने बैटरी की उम्र बढ़ने के कारण की खोज की: नैनो-स्केल क्रिस्टल।

शोधकर्ताओं ने आधुनिक बैटरियों की कैथोड सामग्री और कैथोड सामग्री का सावधानीपूर्वक अध्ययन किया है, और पाया है कि ये सामग्रियां उपयोग के दौरान सीधे खराब हो जाएंगी, लेकिन जंग तंत्र अभी भी स्पष्ट नहीं है। ब्रुकहेवन नेशनल लेबोरेटरी टीम ने ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत उच्च गुणवत्ता वाले निकल-ऑक्सीजन कैथोड का अध्ययन किया और बार-बार चार्ज करने और निर्वहन के दौरान उनके परिवर्तनों को रिकॉर्ड किया।

जितना अधिक आप उपयोग करते हैं, उतना ही कम आप उपयोग करते हैं

Experiments have shown that when lithium ions pass through the positive and negative electrodes, they will get stuck in the ion channel and react with nickel oxide to form tiny crystals. These crystals will change the internal structure of the battery so that other ions cannot react effectively, thereby reducing the battery’s usable capacity. Surprisingly, this weakness is random, not regular.

लिथियम बैटरी अपूर्ण होने का कारण यह है कि उनके घटक अपूर्ण हैं। कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम एनोड और कैथोड की संरचना पर कितना ध्यान देते हैं, क्रिस्टल की मामूली क्षति होगी। उबलते पानी की तरह, एक असमान सतह से गर्म पानी में झाग आने की संभावना बढ़ जाती है। माना जा रहा है कि जब बैटरी डेटा में गैप होगा तो नैनो क्रिस्टल दिखाई देंगे।

जितना अधिक आप उपयोग करते हैं, उतना ही कम आप उपयोग करते हैं

Left arrow: lithium ion channel; the right is the atomic loss layer

अमेरिकी ऊर्जा एजेंसी ने बैटरी क्षमता पर चार्जिंग गति के प्रभाव पर एक दूसरा अध्ययन भी शुरू किया। उन्होंने पाया कि आधुनिक बैटरियां छोटी और छोटी होती जा रही हैं, जो बदले में उनके जीवनकाल को कम करती हैं। बैटरी जितनी बड़ी होती है और जितनी तेजी से चार्ज होती है, नैनोक्रिस्टल बनने की दर उतनी ही धीमी होती है।

So, how can we stop the appearance of nanocrystals? At least let it slow down. There is a theoretical solution. The researchers found that by using atomic deposition, they can fill in the gaps in battery data, which can at least slow the development of nanocrystals. This reduces the pain, but at least allows the battery to shrink without sacrificing capacity. Of course, researchers are also studying ways to break crystals and regenerate old batteries.

This research may be more valuable than the new battery capacity. For hardware, the life of the product depends on the number of charging and discharging. Now, because the power system used by many hardware cannot be shut down, this research can help us stop being slaves to power.
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