सामग्री

• जागा बचत
• दीर्घ आयुष्य
• सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्सचे प्रकार
• पातळ फिल्म बॅटरी
• मोठी, बल्कीअर बॅटरी
• अत्यंत वाहक
• लपेटणे

काही आठवड्यांपूर्वी, क्रिसने सॉलिड-स्टेट बॅटरी आणि स्मार्टफोन बॅटरी तंत्रज्ञानाची पुढील मोठी प्रगती कशी असू शकते या विषयावर आमची ओळख करून दिली. थोडक्यात, सॉलिड-स्टेट बॅटरी अधिक सुरक्षित आहेत, जास्त रसात पॅक करू शकतात आणि अगदी पातळ उपकरणांसाठी देखील वापरल्या जाऊ शकतात. दुर्दैवाने, ते सध्या मध्यम आकाराच्या स्मार्टफोन सेलमध्ये घालणे अत्यंत महागड्या आहेत, परंतु येणा years्या काही वर्षांत ते कदाचित बदलतील.

तर, जर आपण विचार करत असाल की सॉलिड-स्टेट बॅटरी नेमकी काय आहे आणि आजच्या लिथियम-आयन सेलपेक्षा ती कशी वेगळी आहे, तर वाचा.

सामान्यत: वापरली जाणारी लिथियम-आयन बॅटरी आणि सॉलिड-स्टेट बॅटरी दरम्यानचा महत्त्वाचा फरक असा आहे की पूर्वी विद्युत् प्रवाह नियंत्रित करण्यासाठी द्रव इलेक्ट्रोलायटिक द्रावणाचा वापर केला जातो, तर सॉलिड-स्टेट बॅटरी घन इलेक्ट्रोलाइटची निवड करतात. बॅटरीची इलेक्ट्रोलाइट एक वाहक रासायनिक मिश्रण आहे जे एनोड आणि कॅथोड दरम्यान चालू प्रवाहास अनुमती देते.

सॉलिड स्टेट बॅटरी अजूनही चालू असलेल्या बॅटरीप्रमाणेच कार्य करतात, परंतु सामग्रीमधील बदल बॅटरीच्या काही गुणांमध्ये बदल करतो, ज्यात जास्तीत जास्त स्टोरेज क्षमता, चार्जिंग वेळा, आकार आणि सुरक्षितता यांचा समावेश आहे.

बॅटरीच्या आत विद्युत् प्रवाह वाहक इलेक्ट्रोलाइटमधून एनोड आणि कॅथोड दरम्यान जाते, तर शॉर्ट सर्किट रोखण्यासाठी विभाजकांचा वापर केला जातो.

जागा बचत

द्रव ते घन इलेक्ट्रोलाइटमध्ये स्विच करण्याचा त्वरित फायदा म्हणजे बॅटरीची उर्जा घनता वाढू शकते. हे असे आहे कारण द्रव पेशींमध्ये मोठे विभाजक आवश्यक करण्याऐवजी, सॉल्ट स्टेट बॅटरीमध्ये शॉर्ट सर्किट टाळण्यासाठी केवळ अत्यंत पातळ अडथळे आवश्यक असतात.

सॉलिड स्टेट बॅटरी ली-आयनपेक्षा दुप्पट उर्जा पॅक करू शकते

पारंपारिक द्रव-भिजवलेल्या बॅटरी विभाजक 20-30 मायक्रॉन जाडीसह येतात. सॉलिड-स्टेट तंत्रज्ञान विभाजक कमी करून प्रत्येकी 3-4 ते r मायक्रॉन पर्यंत कमी करू शकते, जे केवळ सामग्री स्विचद्वारे अंदाजे 7 पट जागेची बचत करते.

तथापि, या विभाजक केवळ बॅटरीमध्येच घटक नसतात आणि सॉलिड-स्टेट बॅटरीच्या स्पेस-सेव्हिंग क्षमतेवर मर्यादा घालून इतर बिट्स तितके कमी होऊ शकत नाहीत.

तरीही, सॉलिड स्टेट बॅटरी ली-आयनपेक्षा दुप्पट उर्जा पॅक करू शकतात, जेव्हा एनोडची जागा लहान पर्यायासोबत घेते.

दीर्घ आयुष्य

सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स सामान्यत: आजच्या द्रव किंवा जेलपेक्षा कमी प्रतिक्रियाशील असतात, म्हणूनच त्यांना बर्‍याच काळ टिकण्याची अपेक्षा केली जाऊ शकते आणि फक्त 2 किंवा 3 वर्षांनंतर त्यास बदली करण्याची आवश्यकता नाही. याचा अर्थ असा आहे की या बैटरी फुटल्या किंवा आग विझविणार नाहीत जर त्या खराब झाल्या आहेत किंवा मॅन्युफॅक्चरिंग दोषात आहेत, म्हणजे ग्राहकांसाठी सुरक्षित उत्पादने.

सॉलिड-स्टेट बॅटरी खराब झाल्यास किंवा मॅन्युफॅक्चरिंग दोषात ग्रस्त असल्यास ते स्फोट किंवा आग पकडणार नाहीत

सध्याच्या स्मार्टफोनमध्ये, बर्‍याच वर्षांपासून समान फोन वापरू पाहणा for्या बदलांच्या बॅटरीची मागणी केली जाते, कारण जेव्हा ते ब्रेक होण्यास सुरवात करतात तेव्हा त्या बदलल्या जाऊ शकतात.

स्मार्टफोन बॅटरी बर्‍याच वर्षांनंतर त्यांचा चार्ज ठेवत नाहीत आणि यामुळे हार्डवेअर अस्थिर, रीसेट होण्याची किंवा बर्‍याच वर्षांनंतर वापरणे थांबविण्यास कारणीभूत ठरू शकते. सॉलिड-स्टेट बॅटरीसह, स्मार्टफोन आणि इतर गॅझेट्स प्रतिस्थापन सेलची आवश्यकता न घेता जास्त काळ टिकू शकतात.

बॅटरीमध्ये वापरली जाऊ शकते अशा घन रासायनिक संयुगे आहेत, फक्त एक नाही.

लिक्विड विरूद्ध सॉलिड बॅटरीची चर्चा या विषयाचे ओव्हरस्प्लीफिकेशन आहे, कारण बॅटरीमध्ये फक्त एकच नव्हे तर बर्‍याच ठोस रासायनिक संयुगे वापरल्या जाऊ शकतात.

सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्सचे प्रकार

सॉलिड-स्टेट बॅटरीच्या आठ भिन्न प्रमुख श्रेण्या आहेत, ज्या प्रत्येक इलेक्ट्रोलाइटसाठी भिन्न सामग्री वापरतात. हे ली-हॅलाइड, पेरोव्स्काईट, ली-हायड्रॉइड, नासिकॉन-सारखे, गार्नेट, अर्गिरोडाइट, लिपॉन आणि लिसकोन सारखे आहेत.

आम्ही अद्याप एक उदयोन्मुख तंत्रज्ञानाचा व्यवहार करीत आहोत, संशोधक अद्याप भिन्न उत्पादनांच्या श्रेणींमध्ये वापरण्यासाठी सर्वोत्तम प्रकारचे सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्स पकडत आहेत. अद्याप अद्याप कोणीही स्पष्ट नेते म्हणून समोर आले नाही, परंतु सल्फाइड-आधारित, लिपॉन आणि गार्नेट सेल्स सध्या सर्वात आशादायक म्हणून पाहिले जातात.

आपणास कदाचित हे लक्षात आले असेल की यापैकी बरेच प्रकार अजूनही काही प्रमाणात लिथियम (ली) आहेत, कारण ते अद्याप लिथियम इलेक्ट्रोड वापरत आहेत. परंतु बरेच कार्यप्रदर्शन सुधारण्यासाठी नवीन एनोड आणि कॅथोड इलेक्ट्रोड मटेरियलची निवड करत आहेत.

पातळ फिल्म बॅटरी

सॉलिड-स्टेट बॅटरी प्रकारातही दोन स्पष्ट कट उपप्रकार आहेत - पातळ फिल्म आणि बल्क. बाजारात आधीच सर्वात यशस्वी पातळ-फिल्म प्रकारांपैकी एक म्हणजे लिपॉन, बहुतेक उत्पादक लिथियम एनोडसह तयार करतात.

लिओपॉन इलेक्ट्रोलाइट उत्कृष्ट वजन, जाडी आणि अगदी लवचिकता गुणधर्म प्रदान करते, ज्यामुळे हे अंगावर घालण्यास योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स आणि लहान पेशी आवश्यक असणार्‍या गॅझेट्ससाठी एक आशाजनक सेल प्रकार बनते. दीर्घकाळ टिकणार्‍या पेशींच्या विषयाकडे परत जाताना, लिपॉनने देखील 40,000 चक्रांनंतर केवळ 5% क्षमता कमी केल्यामुळे उत्कृष्ट स्थिरता दर्शविली आहे.

लिऑन बॅटरी त्याऐवजी ली-आयन बॅटरीपेक्षा 40 ते 130 पट जास्त काळ टिकू शकतात.

तुलनासाठी, लिथियम-आयन बॅटरी केवळ समानतेची किंवा जास्त क्षमता कमी होण्याआधी 300 आणि 1000 दरम्यान चक्र देतात. याचा अर्थ असा की लीपॉन बैटरी बदलण्यापूर्वी ली-आयन बॅटरीपेक्षा 40 ते 130 पट जास्त लांब असू शकतात.

लिपॉनची नकारात्मक बाजू अशी आहे की त्याची एकूण उर्जा संचय क्षमता आणि चालकता तुलनात्मकदृष्ट्या खराब आहे. तथापि, वैकल्पिक सॉलिड-स्टेट बॅटरी तंत्रज्ञान स्मार्टवॉचवर दीर्घकाळ बॅटरीचे आयुष्य जगण्याची गुरुकिल्ली असू शकते, जे सध्या बर्‍याच ग्राहकांना घालण्यायोग्य निवडण्यापासून रोखत आहे.

मोठी, बल्कीअर बॅटरी

आतापर्यंत, सॉलिड स्टेट बॅटरी स्मार्टफोन आणि टॅब्लेटमध्ये आढळणार्‍या मोठ्या सेलसाठी अद्याप उपयुक्त नाहीत, लॅपटॉप किंवा इलेक्ट्रिक कारला जाऊ द्या. मोठ्या क्षमतेसह मोठ्या प्रमाणात सॉलिड-स्टेट बॅटरीसाठी, लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट्सच्या जवळ येणा or्या किंवा त्याच्याशी जुळणारी उत्कृष्ट चालकता आवश्यक आहे, जी लिपॉन सारख्या आश्वासन तंत्रज्ञानाचा अस्वीकार करते. आयनिक वहन, आयनची सामग्रीमधून जाण्याची क्षमता मोजते आणि आवश्यक प्रवाह चालू ठेवण्यासाठी मोठ्या पेशींची आवश्यकता असणे चांगले असते.

लिझिकॉन आणि लीपीएस यांनी सशक्त राज्य क्षेत्रातील आधीचे नेते, लीपोज, लिस आणि सीआयएस बॅटरीमध्ये संशोधन मागे टाकले आहे. तथापि, अद्याप या प्रकारचे तापमान तपमानावर सेंद्रिय आणि द्रव इलेक्ट्रोलाइट्सपेक्षा कमी चालकतेमुळे ग्रस्त आहे, ज्यामुळे ते व्यावसायिक उत्पादनांसाठी अव्यवहार्य बनतात.

अत्यंत वाहक

येथेच गार्नेट-ऑक्साईड (एलएलझेडओ) इलेक्ट्रोलाइट्सचे संशोधन येते कारण ते तपमानावर उच्च आयनिक चालकता वाढवते.

द्रव लिथियम-आयन पेशींनी दिलेल्या निकालांच्या अगदी थोडी मागे येणारी सामग्री ही एक वहिवाट साध्य करते आणि एलजीपीएसमधील नवीन अभ्यासांनुसार ही सामग्री त्यास देखील जुळवू शकते.

आजचे ली-आयन पेशीइतकीच समान शक्ती आणि क्षमतेच्या सॉलिड-स्टेट बॅटरीचा अर्थ असा होईल जेव्हा कमी आकार आणि दीर्घ आयुष्य यासारखे फायदे वास्तविकता बनतील.

गार्नेट हे हवा आणि पाण्यामध्ये देखील स्थिर आहे, जे ली-एअर बॅटरीसाठी देखील योग्य आहे. दुर्दैवाने हे एक महाग सिनिंग प्रोसेसर वापरून बनावट बनवावे लागेल.

लिथियम-आयन पेशींच्या कमी किंमतीच्या तुलनेत ग्राहकांच्या बॅटरीमध्ये वापरण्यासाठी हे एक अप्रिय प्रस्ताव बनविते. भविष्यात उत्पादन तंत्र परिष्कृत झाल्याने खर्च कमी होण्याची शक्यता आहे परंतु आम्ही व्यावसायिकदृष्ट्या सक्षम ठोस-राज्य बॅटरीपासून काही अंतरावर आहोत.

लपेटणे

स्पष्टपणे अद्याप सॉलिड-स्टेट बॅटरी तंत्रज्ञानाबद्दल बरेच संशोधन चालू आहे. सुरुवातीच्या अंदाजानुसार आम्ही परिपक्व पेशी आणखी 4 किंवा 5 वर्षांसाठी स्मार्टफोनसारख्या ग्राहक उत्पादनांमध्ये प्रवेश करीत आहोत. इतर उपकरणांमधील सॉलिड-स्टेट बॅटरी (ड्रोन सारख्या) पुढच्या वर्षी लवकरच दिसू शकतात.

तरीही, नवीनतम संशोधन शेवटी असे परिणाम देत आहे जे विद्यमान लिओ-आयन बॅटरीसह गुणधर्मांच्या बाबतीत स्पर्धा करू शकतात, तर सोलिड-स्टेट इलेक्ट्रोलाइट्सचे फायदे देखील प्रदान करतात. उत्पादन प्रक्रियेस परिपक्व होण्यासाठी आम्हाला फक्त इतकेच आवश्यक आहे आणि हे वास्तव करण्यासाठी अनेक आणि मोठ्या प्रमाणात बॅटरी उत्पादक स्त्रोत आहेत.

सारांश, ग्राहकांच्या दृष्टीकोनातून या सर्व रासायनिक फरकांचे मुख्य फायदे असेः 6 पट वेगवान चार्जिंग, उर्जा घनतेच्या दुप्पट पर्यंत, 2 च्या तुलनेत 10 वर्षापर्यंतचे दीर्घ चक्र आयुष्य आणि ज्वलनशील घटक नाहीत. स्मार्टफोन आणि इतर पोर्टेबल गॅझेटसाठी निश्चितच ते वरदान ठरणार आहे.