লিথিয়াম সালফার ব্যাটারি কী?

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি (LiCo02) একক-ইলেকট্রন ডিন্টেরেক্লেশন হয়, তবে লিথিয়াম সালফার ব্যাটারিগুলি 8-ইলেক্ট্রন রেডক্স হয়, তাই লিথিয়াম সালফার ব্যাটারি থিয়োরি রয়েছে যে তারা লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ধারণক্ষমতা 7-8 গুণ বেশি। যদিও পলিমার লিথিয়াম ব্যাটারি 3 সি পণ্যগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, সীমিত শক্তির ঘনত্বের কারণে, অর্থাৎ সীমিত ব্যাটারির আয়ুষ্কতার জন্য, তাদের ঘন ঘন চার্জ করা দরকার যা একটি ঝামেলাজনক বিষয়। সর্বাধিক স্বজ্ঞাত অনুভূতিটি হ'ল স্মার্ট ফোনটি পরিবর্তনের পরে প্রত্যেকেই প্রতিদিন চার্জ করছে, এমনকি চার্জিংয়ের ধনও রাজ্যটি ছাড়ছে না। আজকের সমাজে দীর্ঘ ব্যাটারি লাইফ এবং দ্রুত চার্জিং গতির প্রয়োজন মেটাতে স্বল্প ব্যয় সহ কোনও নতুন ধরণের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রয়োজন, কোনও দূষণ, স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা, বৃহত নির্দিষ্ট ক্ষমতা এবং উচ্চ শক্তি ঘনত্ব প্রয়োজন।

লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি বিকাশের ইতিহাস: লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির 30 বছরেরও বেশি ইতিহাস থাকে এবং লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি কম থাকে। 1962 সালে, হার্বেট এবং উলাম প্রথমে সালথারকে ক্যাথোড উপাদান হিসাবে এবং ক্ষারীয় পার্ক্লোরেটকে বৈদ্যুতিন হিসাবে ব্যবহারের প্রস্তাব করেছিলেন।

প্রারম্ভিক লিথিয়াম সালফার সিস্টেমটি প্রাথমিক ব্যাটারি হিসাবে অধ্যয়ন করা হয়েছিল এবং এমনকি কিছু সময়ের জন্য বাণিজ্যিকীকরণ করা হয়েছিল, তবে এটি পরে রিচার্জেবল ব্যাটারি দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল এবং ধরে রাখা হয়েছিল। ২০০৯ সালে লিন্ডা এফ নজরুল প্রকৃতি সামগ্রীতে লিথিয়াম সালফার মাধ্যমিক রিচার্জেবল ব্যাটারি প্রস্তাব করেছিলেন এবং ১৩২০ এমএএইচ / জি উচ্চতর সক্ষমতা অর্জনের জন্য সিএমকে -৩ ব্যবহার করেছিলেন। সেই থেকে, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারি সত্যিকার অর্থে বিকাশের একটি অধ্যায় চালু করেছে।

লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারির নীতি: লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারির ধনাত্মক বৈদ্যুতিন হ'ল সালফার বা সালফারযুক্ত উপাদান, এবং theণাত্মক বৈদ্যুতিন লিথিয়াম। গড় ভোল্টেজ 2.1V। তত্ত্ব অনুসারে, লিথিয়াম-সালফার সিস্টেমের (লি-এস) একটি নির্দিষ্ট ক্ষমতা 1672 এমএএইচ / জি এবং একটি শক্তি ঘনত্ব 2600Wh / কেজি রয়েছে। এটি ইতিবাচক বৈদ্যুতিন (তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট ক্ষমতা 273.8 এমএএইচ / জি, শক্তি ঘনত্ব 360Wh / কেজি) হিসাবে LiCo02 সহ traditionalতিহ্যগত বাণিজ্যিক লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি about বার। সাধারণ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাথে তুলনা করে, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিগুলির স্রাবের প্রকৃতিটি সহজ লিথিয়াম আয়ন ডিন্টারক্লেশন নয়, তবে একটি রেডক্স প্রক্রিয়া বিপুল সংখ্যক অন্তর্বর্তী পণ্যগুলির সাথে রয়েছে। লিথিয়াম-সালফার স্রাব ব্যাটারির স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন, প্রাথমিক সালফার চক্রীয় এস 8 এর রিং-খোলার থেকে লি সাথে প্রতিক্রিয়া প্রকাশ করে এবং লম্বা চেইন Li2S8 থেকে সংক্ষিপ্ত শৃঙ্খলে লি 2 এস রূপান্তর দুটি সুস্পষ্ট স্রাব প্ল্যাটফর্মের সাথে থাকে, উচ্চ সম্ভাব্য স্রাব প্ল্যাটফর্মটি 2.45V—- 2.1V, প্রক্রিয়াটি S8 থেকে S42- রূপান্তর হিসাবে একটি বিশাল পরিমাণ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে, এবং কম-সম্ভাব্য স্রাবটি 2.1V-1.7V হয়, এই প্রক্রিয়াটি S22- এর S22- এবং এস 2 তে একটি বৃহত পরিমাণে হয় -। অন্যদিকে, বিভিন্ন রূপান্তর ডিগ্রি বিভিন্ন ক্যাপাসিটেন্সগুলির সাথেও মিল রাখে।

স্রাব প্রতিক্রিয়া সমীকরণ নীচে:

ইতিবাচক বৈদ্যুতিন: S8 {{1}} 16Li+e- → 8Li2S

Gণাত্মক বৈদ্যুতিন: Li → Li++e-

মোট প্রতিক্রিয়া: 2Li + nS → Li2Sn → Li2S

সাধারণ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি সিঙ্গল-ইলেক্ট্রন ডিন্টেরেকলেশন হয় এবং লিথিয়াম সালফার ব্যাটারিগুলি 8-ইলেক্ট্রন রেডক্স হয়, তাই তাদের তাত্ত্বিক ক্ষমতা এবং শক্তির ঘনত্বের 7-8 গুণ রয়েছে। Traditionalতিহ্যবাহী লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির অনুরূপ, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিগুলির মধ্যে একটি ধনাত্মক বৈদ্যুতিন, নেতিবাচক বৈদ্যুতিন, একটি বিভাজক, একটি তড়িৎ এবং একটি পৃথক রয়েছে। অতএব, লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারিগুলি traditionalতিহ্যবাহী লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সর্বাধিক প্রতিশ্রুতিবদ্ধ বিকল্প হিসাবে বিবেচিত হয় এবং একটি নতুন প্রজন্মের শক্তি সঞ্চয়ের সরঞ্জামগুলির জন্য একটি নতুন শক্তির উত্স হয়ে ওঠে।

সালফার ক্যাথোড উপকরণগুলি লিথিয়াম-সালফার ব্যাটারির বিকাশ এবং প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করার একটি মূল কারণ, তাই আমরা সালফার ক্যাথোডগুলিতে ফোকাস করি। বর্তমানে, লিথিয়াম-সালফার সিস্টেমের সালফার ক্যাথোডেও বেশ কয়েকটি সমস্যা সমাধান করা যায়: শাটল এফেক্ট, দুর্বল পরিবাহিতা এবং ভলিউম সম্প্রসারণ।

1. পলিসফ্লাইডগুলি স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন দ্রবীভূত হয় (Li2Sx, 3 ＜ x ＜ 8), ফলে জটিল জটিলতা এবং একটি জিজি কোট হয়; শাটল এফেক্ট জিজি কোট ;, কুলম্ব দক্ষতা এবং চক্রকে হ্রাস করে প্রচুর পরিমাণে স্ব-স্রাব ঘটায় কর্মক্ষমতা, এবং অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা ক্ষয় কারণ;

2. প্রাথমিক সালফার এবং স্রাবজাতীয় লিথিয়াম সালফাইডের পরিবাহিতা কম, এস এর পরিবাহিতা (5 × 10-30S / সেমি, 25 ℃), Li2S / Li2S2 (~ 10-30S / সেমি) এর পরিবাহিতা সালফার ব্যবহার প্রায় 50-70%।

৩. orthorhombic α-S (ρ1=2.03g / cm3) থেকে বিপরীতমুখী ফ্লোরাইট স্ট্রাকচার (ρ2=1.66g / সেমি 3) সহ Li2S এ রূপান্তরটির বিশাল পরিমাণ রয়েছে, বৈদ্যুতিন কাঠামো ধ্বংস করে এবং চক্রের স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করে।