बॅटरी वृद्धत्वाचे रहस्य

बॅटरी रेंज ही संशोधकांसाठी नेहमीच चिंतेची बाब आहे, कारण बॅटरी कितीही मोठी असली तरी ती अनेक वेळा चार्ज न करण्यात अर्थ नाही. आपल्या सर्वांना माहित आहे की लिथियम बॅटरी वापरताना क्षमता कमी करतात, परंतु त्याचे कारण कोणालाही माहित नाही. अलीकडे, यूएस ऊर्जा विभागाने बॅटरी वृद्धत्वाचे कारण शोधले: नॅनो-स्केल क्रिस्टल्स.

संशोधकांनी आधुनिक बॅटरीच्या कॅथोड सामग्री आणि कॅथोड सामग्रीचा बारकाईने अभ्यास केला आहे आणि असे आढळले आहे की ही सामग्री वापरताना थेट गंजतात, परंतु गंज यंत्रणा अद्याप अस्पष्ट आहे. ब्रुकहेव्हन नॅशनल लॅबोरेटरी टीमने ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोप अंतर्गत उच्च-गुणवत्तेच्या निकेल-ऑक्सिजन कॅथोड्सचा अभ्यास केला आणि वारंवार चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंग दरम्यान त्यांचे बदल रेकॉर्ड केले.

आपण जितके जास्त वापरता तितके कमी वापरता

प्रयोगांनी दर्शविले आहे की जेव्हा लिथियम आयन सकारात्मक आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोडमधून जातात तेव्हा ते आयन चॅनेलमध्ये अडकतात आणि निकेल ऑक्साईडसह प्रतिक्रिया देऊन लहान क्रिस्टल्स तयार करतात. हे क्रिस्टल्स बॅटरीची अंतर्गत रचना बदलतील ज्यामुळे इतर आयन प्रभावीपणे प्रतिक्रिया देऊ शकत नाहीत, ज्यामुळे बॅटरीची वापरण्यायोग्य क्षमता कमी होईल. आश्चर्याची गोष्ट म्हणजे, ही कमजोरी यादृच्छिक आहे, नियमित नाही.

लिथियम बॅटरी अपूर्ण असण्याचे कारण म्हणजे त्यांचे घटक अपूर्ण आहेत. आम्ही एनोड आणि कॅथोडच्या संरचनेकडे कसे लक्ष दिले हे महत्त्वाचे नाही, थोडेसे क्रिस्टल नुकसान होईल. उकळत्या पाण्याप्रमाणेच, असमान पृष्ठभागामुळे गरम पाण्याला फेस येण्याची अधिक शक्यता असते. असे मानले जाते की जेव्हा बॅटरी डेटामध्ये अंतर असेल तेव्हा नॅनोक्रिस्टल्स दिसून येतील.

आपण जितके जास्त वापरता तितके कमी वापरता

डावा बाण: लिथियम आयन चॅनेल; उजवीकडे अणू नुकसान थर आहे

यूएस एनर्जी एजन्सीने बॅटरी क्षमतेवर चार्जिंग गतीच्या प्रभावावर दुसरा अभ्यास देखील सुरू केला. त्यांना आढळले की आधुनिक बॅटरी लहान होत आहेत, ज्यामुळे त्यांचे आयुष्य कमी होते. बॅटरी जितकी मोठी आणि जलद चार्ज होईल तितका नॅनोक्रिस्टल तयार होण्याचा वेग कमी होईल.

तर, आपण नॅनोक्रिस्टल्सचे स्वरूप कसे थांबवू शकतो? किमान ते मंद होऊ द्या. एक सैद्धांतिक उपाय आहे. संशोधकांना असे आढळले की अणू डिपॉझिशनचा वापर करून, ते बॅटरी डेटामधील अंतर भरू शकतात, जे कमीतकमी नॅनोक्रिस्टल्सचा विकास कमी करू शकतात. हे वेदना कमी करते, परंतु कमीतकमी क्षमतेचा त्याग न करता बॅटरी कमी होऊ देते. अर्थात, संशोधक क्रिस्टल्स तोडण्याच्या आणि जुन्या बॅटरी पुन्हा निर्माण करण्याच्या पद्धतींचा अभ्यास करत आहेत.

हे संशोधन नवीन बॅटरी क्षमतेपेक्षा अधिक मौल्यवान असू शकते. हार्डवेअरसाठी, उत्पादनाचे आयुष्य चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगच्या संख्येवर अवलंबून असते. आता, बर्‍याच हार्डवेअरद्वारे वापरलेली पॉवर सिस्टम बंद केली जाऊ शकत नसल्यामुळे, हे संशोधन आपल्याला सत्तेचे गुलाम होण्याचे थांबविण्यास मदत करू शकते.
此 有关 的 其他