பேட்டரி உள் அமைப்பு: பெரிய திறன்

தூய்மையான ஆற்றலின் பரவலான பயன்பாட்டின் புதிய சகாப்தத்தை நாங்கள் எதிர்நோக்குகிறோம். சகாப்தத்தின் ஒரு சின்னமான காட்சியில், டெஸ்லாவின் மின்சார கார்கள் போன்ற புதிய கார்கள் தெருக்களில் ஓட்டுவதைக் காணலாம், அவை பெட்ரோலால் அல்ல, முழு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட லித்தியம் பேட்டரிகளால் இயக்கப்படுகின்றன. வழியில் உள்ள எரிவாயு நிலையங்கள் சார்ஜிங் நிலையங்களால் மாற்றப்படும். சமீபத்திய செய்தி என்னவென்றால், ஷாங்காய் நகரம் இப்போது டெஸ்லாவின் மின்சார கார்களுக்கு உரிமம் இல்லாத கொள்கையை அறிவித்துள்ளது மற்றும் சீனாவில் அதிவேகமான சூப்பர்சார்ஜர்களை உற்பத்தி செய்வதை ஆதரிக்கிறது.

ஆனால் மின்சார கார் பேட்டரிகள் செல்போன் பேட்டரிகளிலிருந்து வேறுபட்டவை அல்ல என்பதன் மூலம் பிரகாசமான எதிர்காலம் மேகமூட்டமாக இருக்கலாம். செல்போன் பயன்படுத்துபவர்கள் பெரும்பாலும் பேட்டரி ஆயுளைப் பற்றி கவலைப்படுகிறார்கள். பலரது போன்கள் காலையில் நிரம்பி, மதியம் நெருங்கும் போது, ​​ஒரு நாளைக்கு ஒருமுறை சார்ஜ் செய்ய வேண்டிய நிலை ஏற்படுகிறது. மடிக்கணினிகளிலும் இதே பிரச்சனை இருப்பதால் சில மணிநேரங்களில் சாறு தீர்ந்துவிடும். எலெக்ட்ரிக் கார்கள் விபத்துக்குள்ளாகும் அளவுக்கு தூரம் பயணிக்காததாலும், அடிக்கடி ரீசார்ஜ் செய்ய வேண்டியதாலும் அவற்றின் பயன்பாடு கேள்விக்குறியாகியுள்ளது. டெஸ்லாவின் மாடல் தற்போது சந்தையில் உள்ள ஒரே மின்சார கார் ஆகும், இது ஒரு சாதனையாகும். ஒருமுறை சார்ஜ் செய்தால் 480 கிலோமீட்டர் தூரம் வரை பயணிக்கும் இந்த மாடல் கண்ணை கவரும் வகையில் உள்ளது.

பேட்டரிகள் ஏன் நீடிக்கவில்லை? கொடுக்கப்பட்ட இடத்தில் ஒரு பொருள் சேமிக்கக்கூடிய ஆற்றலின் அளவு ஆற்றல் அடர்த்தி எனப்படும். பேட்டரியின் ஆற்றல் அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது. ஒரு கிலோகிராமிற்கு உற்பத்தி செய்யப்படும் ஆற்றலின் அடிப்படையில், நாம் ஒரு நாளைக்கு 50 மெகாஜூல் பெட்ரோல் வரை பயன்படுத்தலாம், அதே நேரத்தில் லித்தியம் பேட்டரிகள் சராசரியாக 1 மெகாஜூலுக்கும் குறைவாக இருக்கும். மற்ற வகை பேட்டரிகளும் மிகக் குறைந்த மட்டத்தில் இயங்குகின்றன. வெளிப்படையாக, நாம் பேட்டரியை எல்லையற்றதாக மாற்ற முடியாது; பேட்டரியின் திறனை அதிகரிக்க, பேட்டரியின் ஆற்றல் அடர்த்தியை மேம்படுத்துவதில் மட்டுமே கவனம் செலுத்த முடியும், ஆனால் பல சிரமங்கள் உள்ளன. இந்த தொழில்நுட்பத்தில் உள்ள சிரமங்கள் என்ன? ஜெஜியாங் பல்கலைக்கழகத்தின் வேதியியல் இணைப் பேராசிரியரான லியு ரன் என்பவரை நிருபர் நேர்காணல் செய்தார், மேலும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் லித்தியம் பேட்டரியின் (சுருக்கமாக லித்தியம் பேட்டரி) உள் கட்டமைப்பின் மர்மத்தை ஆய்வு செய்தார்.

எலக்ட்ரோலைட்டுகள் மிகவும் முக்கியம்

எலக்ட்ரான்களின் பரிமாற்றம் காரணமாக, பேட்டரி ஆற்றலை வழங்க முடியும். பேட்டரி சுற்றுடன் இணைக்கப்பட்டால், சுவிட்ச் ஆஃப் மற்றும் மின்னோட்டம் ஆன் ஆகும். இந்த கட்டத்தில், எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மறை முனையத்திலிருந்து வெளியேறி, சுற்று வழியாக நேர்மறை முனையத்திற்கு பாய்கின்றன. இந்தச் செயல்பாட்டில், டெஸ்லா எலக்ட்ரிக் காரை ஓட்டுவது போல எலக்ட்ரானிக்ஸ் உங்கள் ஃபோனை வேலை செய்யும்.

லித்தியம் பேட்டரிகளில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் லித்தியத்தால் வழங்கப்படுகின்றன. பேட்டரியில் லித்தியம் நிரப்பினால் ஆற்றல் அடர்த்தி கூடாதா? துரதிருஷ்டவசமாக, ஒரு லித்தியம் பேட்டரியை ரீசார்ஜ் செய்ய, அதன் உள் கட்டமைப்பு அதன் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் அடர்த்தியின் அடிப்படையில் மதிப்பீடு செய்யப்பட வேண்டும். லித்தியம் பேட்டரிகளின் உள் கட்டமைப்பில் எலக்ட்ரோலைட்டுகள், எதிர்மறை தரவு, நேர்மறை தரவு மற்றும் இடைவெளிகள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த சிறப்பு செயல்முறையைக் கொண்டுள்ளது, தனித்துவமான பாத்திரத்தை வகிக்கிறது மற்றும் இன்றியமையாதது என்று லியு சுட்டிக்காட்டினார். இந்த அமைப்பு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளின் ஆற்றல் அடர்த்தியைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

முதலாவது எலக்ட்ரோலைட்டுகள், அவை பேட்டரிகளில் அத்தியாவசியமான வழித்தடங்கள். ஒரு பேட்டரி டிஸ்சார்ஜ் ஆகும் போது, ​​லித்தியம் அணுக்கள் அவற்றின் எலக்ட்ரான்களை இழந்து லித்தியம் அயனிகளாக மாறுகின்றன, மேலும் ரீசார்ஜ் செய்யும் போது, ​​அவை பேட்டரியின் ஒரு முனையிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மீண்டும் இயங்க வேண்டும். லியு கூறினார். எலக்ட்ரோலைட் லித்தியம் அயனிகளை பேட்டரியின் வடக்கு மற்றும் தென் துருவங்களில் வைத்திருக்கிறது, இது தொடர்ச்சியான பேட்டரி சைக்கிள் ஓட்டுதலுக்கான திறவுகோலாகும். எலக்ட்ரோலைட்டுகள் நதிகள் போன்றவை, லித்தியம் அயனிகள் மீன் போன்றவை. நதி வறண்டு, மீன்கள் மறுபுறம் செல்ல முடியாவிட்டால், லித்தியம் பேட்டரிகள் சரியாக வேலை செய்யாது.

எலக்ட்ரோலைட்டின் அழகு என்னவென்றால், இது லித்தியம் அயனிகளை மட்டுமே கொண்டு செல்கிறது, எலக்ட்ரான்கள் அல்ல, மின்சுற்று இணைக்கப்படும்போது பேட்டரி மட்டுமே வெளியேற்றப்படுவதை உறுதி செய்கிறது. அதே நேரத்தில், லித்தியம் அயனிகள், எலக்ட்ரோலைட்டின் படி, வரிசைப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் நன்கு வரையறுக்கப்பட்ட வழியில் நகரும், எனவே எலக்ட்ரான்கள் எப்போதும் ஒரு திசையில் நகர்ந்து, மின்னோட்டத்தை உருவாக்குகின்றன.

நிலையான நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை துருவங்கள்

எலக்ட்ரோலைட்டுகள் சக்தியை வழங்காது, ஆனால் அவை கனமானவை மற்றும் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கு அவசியமானவை. கிராஃபைட்டின் அடிப்படையிலான எதிர்மறையான தரவு ஏன் இல்லை? கிராஃபைட், பென்சில் லீட்களை உருவாக்கப் பயன்படும் பொருள், எலக்ட்ரான்களை வழங்குவதற்கு பொறுப்பாகாது. ‘சார்ஜ் செய்யும் நேரம் சரியாக உள்ளதா என்பதை உறுதி செய்வதற்காக இது செய்யப்படுகிறது’ என்று திரு. லியு கூறினார்.