බැටරි අභ්යන්තර ව්යුහය: විශාල ධාරිතාව

පිරිසිදු බලශක්තිය පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීමේ නව යුගයක් අපි බලා සිටිමු. යුගයේ සුවිශේෂී දර්ශනයක, ටෙස්ලාගේ විදුලි මෝටර් රථ වැනි නව මෝටර් රථ වීදිවල ධාවනය වන අතර, පෙට්‍රල් වලින් නොව සම්පූර්ණයෙන්ම ආරෝපිත ලිතියම් බැටරි වලින් බල ගැන්වේ. මාර්ගය දිගේ ඇති ඉන්ධන පිරවුම්හල් ආරෝපණ මධ්‍යස්ථාන මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වේ. නවතම පුවත වන්නේ ෂැංහයි නගරය දැන් ටෙස්ලාගේ විදුලි මෝටර් රථ සඳහා බලපත්‍ර රහිත ප්‍රතිපත්තියක් ප්‍රකාශයට පත් කර ඇති අතර චීනයේ ඔවුන්ගේ වේගවත් සුපර්චාර්ජර් නිෂ්පාදනය සඳහා සහාය දක්වන බවයි.

නමුත් විදුලි මෝටර් රථ බැටරි ජංගම දුරකථන බැටරි වලින් එතරම් වෙනස් නොවීම නිසා දීප්තිමත් අනාගතය අඳුරු විය හැකිය. ජංගම දුරකථන භාවිතා කරන්නන් බොහෝ විට බැටරි ආයු කාලය ගැන කනස්සල්ලට පත්ව සිටිති. බොහෝ දෙනෙකුගේ දුරකථන උදේට පිරී ඇති අතර දහවල් ළං වන විට දිනකට වරක් ඒවා ආරෝපණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. ලැප්ටොප් පරිගණකවල ද එම ගැටලුව ඇති අතර පැය කිහිපයකින් යුෂ නැති විය හැක. විදුලි මෝටර් රථවල ප්‍රයෝජනය ප්‍රශ්න කර ඇත්තේ ඒවා කඩා වැටීමට ප්‍රමාණවත් දුරක් ගමන් නොකරන නිසා සහ නිතර නැවත ආරෝපණය කළ යුතු බැවිනි. Tesla’s Model යනු දැනට වෙළඳපොලේ ඇති එකම විදුලි මෝටර් රථය වන අතර එය දස්කමකි. එක් ආරෝපණයකින් කිලෝමීටර් 480 ක පරාසයක් සහිත, වඩාත්ම නෙත් සිත් ඇදගන්නා මාදිලිය වේ.

බැටරි කල් පවතින්නේ නැත්තේ ඇයි? යම් අවකාශයක ද්‍රව්‍යයකට ගබඩා කළ හැකි ශක්ති ප්‍රමාණය ශක්ති ඝනත්වය ලෙස හැඳින්වේ. බැටරියේ ශක්ති ඝනත්වය අඩුයි. කිලෝග්‍රෑමයකට නිපදවන ශක්තිය අනුව, අපට දිනකට පෙට්‍රල් මෙගාජූල් 50ක් දක්වා භාවිතා කළ හැකි අතර ලිතියම් බැටරි සාමාන්‍යයෙන් මෙගාජූල් 1කට වඩා අඩුය. අනෙකුත් බැටරි වර්ග ද ඉතා අඩු මට්ටම් වල සැරිසරයි. පැහැදිලිවම, අපට බැටරිය අනන්ත කළ නොහැක; බැටරියේ ධාරිතාව වැඩි කිරීම සඳහා, අපට අවධානය යොමු කළ හැක්කේ බැටරියේ ශක්ති ඝනත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා පමණි, නමුත් බොහෝ දුෂ්කරතා ඇත. මෙම තාක්ෂණය සමඟ ඇති දුෂ්කරතා මොනවාද? වාර්තාකරු Zhejiang විශ්ව විද්‍යාලයේ රසායන විද්‍යාව පිළිබඳ සහකාර මහාචාර්ය Liu Run සමඟ සම්මුඛ සාකච්ඡාවකට එක් වූ අතර බහුලව භාවිතා වන ලිතියම් බැටරියේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහයේ අභිරහස විශ්ලේෂණය කළේය (කෙටියෙන් ලිතියම් බැටරි).

ඉලෙක්ට්රෝටේට් ඉතා වැදගත් වේ

ඉලෙක්ට්රෝන මාරු කිරීම හේතුවෙන් බැටරියට ශක්තිය ලබා දිය හැකිය. බැටරිය පරිපථයට සම්බන්ධ කළ විට, ස්විචය අක්රිය වන අතර ධාරාව ක්රියාත්මක වේ. මෙම අවස්ථාවේදී ඉලෙක්ට්‍රෝන සෘණ අග්‍රයෙන් ගැලවී පරිපථය හරහා ධන අග්‍රය වෙත ගලා යයි. මෙම ක්‍රියාවලියේදී, ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ ටෙස්ලා විදුළි මෝටර් රථයක් පැදවීම මෙන් ඔබේ දුරකථනය ක්‍රියාකරවනු ඇත.

ලිතියම් බැටරි වල ඉලෙක්ට්‍රෝන සපයනු ලබන්නේ ලිතියම් මගිනි. බැටරියකට ලිතියම් පුරවගත්තොත් ශක්ති ඝනත්වය වැඩි වෙන්නේ නැද්ද? අවාසනාවකට, ලිතියම් බැටරියක් නැවත ආරෝපණය කිරීම සඳහා, එහි අභ්යන්තර ව්යුහය එහි නිශ්චිත ශක්ති ඝනත්වය අනුව ඇගයීමට ලක් කළ යුතුය. ලිතියම් බැටරිවල අභ්‍යන්තර ව්‍යුහයේ ඉලෙක්ට්‍රොලයිට්, සෘණ දත්ත, ධනාත්මක දත්ත සහ හිඩැස් ඇති අතර, ඒ සෑම එකක්ම තමන්ගේම විශේෂ ක්‍රියාවලියක් ඇති අතර එය අද්විතීය කාර්යභාරයක් ඉටු කරන අතර එය අත්‍යවශ්‍ය බව ලියු පෙන්වා දුන්නේය. මෙම ව්යුහය ලිතියම්-අයන බැටරි වල ශක්ති ඝනත්වය සීමා කරයි.

පළමුවැන්න බැටරිවල අත්‍යවශ්‍ය වාහක වන ඉලෙක්ට්‍රෝලයයි. බැටරියක් විසර්ජනය වූ විට ලිතියම් පරමාණුවල ඉලෙක්ට්‍රෝන නැති වී ලිතියම් අයන බවට පත්වන අතර නැවත ආරෝපණය කිරීමේදී බැටරියේ එක් කෙළවරක සිට අනෙක් කෙළවර දක්වා දිව ගොස් නැවත ආපසු යාමට සිදුවේ. ලියු කිව්වා. ඉලෙක්ට්‍රෝලය බැටරියේ උතුරු සහ දකුණු ධ්‍රැව වල ලිතියම් අයන තබා ගනී, අඛණ්ඩ බැටරි චක්‍රය සඳහා යතුර. විද්‍යුත් විච්ඡේදක ගංගා වැනි ය, ලිතියම් අයන මාළු වැනි ය. ගඟ සිඳී මාළුන්ට එහා පැත්තට යන්න බැරි නම් ලිතියම් බැටරි හරියට වැඩ කරන්නේ නැහැ.

විද්‍යුත් විච්ඡේදකයේ ඇති අලංකාරය නම් එය රැගෙන යන්නේ ලිතියම් අයන මිස ඉලෙක්ට්‍රෝන නොව, පරිපථය සම්බන්ධ වූ විට පමණක් බැටරිය විසර්ජනය වන බව සහතික කිරීමයි. ඒ අතරම, ලිතියම් අයන, ඉලෙක්ට්‍රෝලය අනුව, පිළිවෙලට සහ හොඳින් අර්ථ දක්වා ඇති ආකාරයට චලනය වන අතර, එම නිසා ඉලෙක්ට්‍රෝන සෑම විටම එක් දිශාවකට ගමන් කරයි, ධාරාවක් නිර්මාණය කරයි.

ස්ථාවර ධනාත්මක සහ සෘණ ධ්රැව

විද්‍යුත් විච්ඡේදක බලය සපයන්නේ නැත, නමුත් ඒවා බර සහ ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ. එසේනම් මිනිරන් මත පදනම් වූ සෘණ දත්ත වැඩි නොවන්නේ මන්ද? පැන්සල් ඊයම් සෑදීමට භාවිතා කරන ද්‍රව්‍යය වන ග්‍රැෆයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝන සැපයීම සඳහා වගකිව යුතු නොවේ. ‘මෙය ආරෝපණය කරන කාලය නිවැරදි බව සහතික කර ගැනීමටයි’ ලියු මහතා පැවසීය.