ઇલેક્ટ્રિક વાહનો (EVs) માટે લિથિયમ-આયન બેટરીઓ સેપરેટર્સ, શોર્ટ સર્કિટ અને ઓછી કાર્યક્ષમતાને કારણે સલામતી અને સ્થિરતાની સમસ્યાઓનો સામનો કરે છે. આ ખામીઓને ઘટાડવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે, સંશોધકોએ કલમ પોલિમરાઇઝેશન તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો અને નવીન સિલિકા નેનોપાર્ટિકલ્સ સ્તરવાળા વિભાજકો વિકસાવ્યા જે થર્મલી સ્થિર અને ટકાઉ છે. આ વિભાજકો સાથેની બેટરીઓ વધુ સુરક્ષિત છે અને બહેતર પ્રદર્શન દર્શાવે છે. આ વિકાસ ટ્રાન્સપોર્ટ સેક્ટરને ડીકાર્બોનાઇઝ કરવા માટે ઇવીને અપનાવવામાં ફાળો આપી શકે છે.
રિચાર્જેબલ લિથિયમ-આયન બેટરી (અથવા લિ-આયન બેટરી અથવા LIB) છેલ્લા ત્રણ દાયકામાં અત્યંત લોકપ્રિય અને સર્વવ્યાપક બની છે. ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતા, ઓછા વજન અને રિચાર્જિબિલિટીને લીધે, આનો વ્યાપકપણે મોબાઈલ ફોન, લેપટોપ, ઓડિયો-વિઝ્યુઅલ ઉપકરણો, પાવર સ્ટોરેજ અને ઇલેક્ટ્રિક મોટર વાહનો (EVs)માં ઉપયોગ થાય છે અને તે રોજિંદા જીવનનો અભિન્ન ભાગ બની ગયા છે. LIBs ઇકો-ફ્રેન્ડલી છે, સ્વચ્છ ઊર્જા સંગ્રહ પ્રદાન કરે છે અને તેમાં યોગદાન આપે છે ડીકાર્બોનાઇઝિંગ અર્થતંત્ર
જો કે, લિથિયમ-આયન બેટરી ઈલેક્ટ્રિક વાહનો (EVs) અને એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ માટે મુખ્યત્વે પોલિઓલેફિન સેપરેટર્સના ઓવરહિટીંગને કારણે સુરક્ષા જોખમનો સામનો કરવો પડે છે. વિભાજક કેથોડ અને એનોડ વચ્ચેનો સીધો સંપર્ક અટકાવે છે, પરંતુ જ્યારે વધુ ગરમ થવાને કારણે તાપમાન 160 °C સુધી વધે છે ત્યારે તેઓ ઓગળી જાય છે. પરિણામે, એનોડ અને કેથોડ લિ ડેંડ્રાઇટ્સની રચના દ્વારા સીધા સંપર્કમાં આવી શકે છે તેથી આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનું અપૂરતું શોષણ અને કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે.
આ ખામીને દૂર કરવાના પ્રયાસો હાથ ધરાયા છે. સિરામિક્સનું કોટિંગ લાગુ કરવાનું વિચારવામાં આવ્યું હતું પરંતુ તે અયોગ્ય જણાયું હતું કારણ કે તે વિભાજકોની જાડાઈમાં વધારો કરે છે અને સંલગ્નતા ઘટાડે છે.
તાજેતરના અભ્યાસમાં, ઇન્ચેન નેશનલ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ (SiO) ના એક સમાન સ્તરને જોડવા માટે કલમ પોલિમરાઇઝેશન તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો2) નેનોપાર્ટિકલ્સ થી પોલીપ્રોપીલીન (PP) વિભાજક. વિભાજકો આમ SiO ના કોટિંગ સાથે સંશોધિત થાય છે2 200 nm જાડાઈ વધુ ઉષ્મા પ્રતિરોધક છે અને ઉર્જા સંગ્રહ કરવાની ક્ષમતા જાળવી રાખીને ડેન્ડ્રાઈટની રચના દબાવી દે છે. આ સૂચવે છે કે લિ-આયન બેટરીના પોલીપ્રોપીલીન-આધારિત વિભાજક (PPS) ને આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ ઘટાડવા અને બેટરીને સુરક્ષિત અને કાર્યક્ષમ બનાવવા માટે સુધારી શકાય છે.
ઇલેક્ટ્રિક વાહનો (EVs) અને એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સમાં LIB માટે આ વિકાસ સુસંગત અને આશાસ્પદ છે. એકવાર વ્યાપારીકરણ થઈ ગયા પછી, વધુ સારી સલામતી અને કાર્યક્ષમતા સાથે ઇમ્પ્રુવાઇઝ્ડ LIB ઇકો-ફ્રેન્ડલી ઇલેક્ટ્રિક વાહનોને લેવામાં મદદ કરી શકે છે.
***
સંદર્ભ:
- મંથીરામ, એ. લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ રસાયણશાસ્ત્ર પર પ્રતિબિંબ. નેટ કોમ્યુન 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- પાર્ક જે., એટ અલ 2024. લિ-મેટલ બેટરીઓ માટે સપાટી મલ્ટિ-ફંક્શનલાઇઝેશન વ્યૂહરચના દ્વારા અલ્ટ્રા-થિન SiO2 નેનોપાર્ટિકલ લેયર્ડ સેપરેટર્સ: અત્યંત ઉન્નત લિ-ડેન્ડ્રાઇટ પ્રતિકાર અને થર્મલ ગુણધર્મો. ઊર્જા સંગ્રહ સામગ્રી. વોલ્યુમ 65, ફેબ્રુઆરી 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
