इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) के लिए लिथियम बैटरी: सिलिका नैनोकणों की कोटिंग वाले विभाजक सुरक्षा बढ़ाते हैं  

इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) के लिए लिथियम-आयन बैटरियों को सेपरेटर के अधिक गर्म होने, शॉर्ट सर्किट और कम दक्षता के कारण सुरक्षा और स्थिरता के मुद्दों का सामना करना पड़ता है। इन कमियों को कम करने के उद्देश्य से, शोधकर्ताओं ने एक ग्राफ्ट पोलीमराइजेशन तकनीक का उपयोग किया और नवीन सिलिका नैनोकणों के स्तरित विभाजक विकसित किए जो थर्मल रूप से स्थिर और टिकाऊ हैं। इन विभाजकों वाली बैटरियां अधिक सुरक्षित हैं और उनका प्रदर्शन बेहतर है। यह विकास डीकार्बोनाइजिंग परिवहन क्षेत्र की दिशा में ईवी को अपनाने में योगदान दे सकता है।  

रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी (या Li-ion बैटरी या LIB) पिछले तीन दशकों में बेहद लोकप्रिय और सर्वव्यापी हो गई हैं। उच्च ऊर्जा घनत्व, हल्के वजन और रिचार्ज करने की क्षमता के कारण, इनका व्यापक रूप से मोबाइल फोन, लैपटॉप, ऑडियो-विजुअल उपकरणों, पावर स्टोरेज और इलेक्ट्रिक मोटर वाहनों (EV) में उपयोग किया जाता है और ये दैनिक जीवन का अभिन्न अंग बन गई हैं। LIB पर्यावरण के अनुकूल हैं, स्वच्छ ऊर्जा भंडारण प्रदान करती हैं और अर्थव्यवस्था को कार्बन मुक्त करने में योगदान देती हैं।

हालांकि, लिथियम-आयन बैटरियों को इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए सुरक्षा संबंधी जोखिमों का सामना करना पड़ता है, जिसका मुख्य कारण पॉलीओलेफिन सेपरेटरों का अत्यधिक गर्म होना है। ये सेपरेटर कैथोड और एनोड के बीच सीधे संपर्क को रोकते हैं, लेकिन अत्यधिक गर्मी के कारण तापमान 160 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ने पर ये पिघल जाते हैं। परिणामस्वरूप, लिथियम डेंड्राइट्स के निर्माण से एनोड और कैथोड सीधे संपर्क में आ सकते हैं, जिससे आंतरिक शॉर्ट सर्किट और इलेक्ट्रोलाइट्स का अपर्याप्त अवशोषण होता है और दक्षता कम हो जाती है।

इस कमी से निपटने के प्रयास किये गये हैं। सिरेमिक की कोटिंग लगाने के बारे में सोचा गया था लेकिन इसे अनुपयुक्त पाया गया क्योंकि इससे विभाजकों की मोटाई बढ़ गई और आसंजन कम हो गया।  

हाल ही में हुए एक अध्ययन में, इंचियोन राष्ट्रीय विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने ग्राफ्ट पॉलीमराइजेशन तकनीक का उपयोग करके सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO₂) नैनोकणों की एक समान परत को पॉलीप्रोपाइलीन (PP) सेपरेटरों से जोड़ा _{। इस प्रकार 200 nm मोटाई की SiO₂} कोटिंग से संशोधित सेपरेटर अधिक ताप प्रतिरोधी हैं और ऊर्जा भंडारण क्षमता को बनाए रखते हुए डेंड्राइट निर्माण को दबाते हैं। इससे पता चलता है कि लिथियम-आयन बैटरी के पॉलीप्रोपाइलीन-आधारित सेपरेटर (PPS) को आंतरिक शॉर्ट सर्किट को कम करने और बैटरी को अधिक सुरक्षित और कुशल बनाने के लिए बेहतर बनाया जा सकता है।

यह विकास इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में एलआईबी के लिए प्रासंगिक और आशाजनक है। एक बार व्यावसायीकरण हो जाने पर, बेहतर सुरक्षा और दक्षता के साथ तात्कालिक एलआईबी पर्यावरण-अनुकूल इलेक्ट्रिक वाहनों को आगे बढ़ाने में मदद कर सकते हैं।  

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सन्दर्भ:  

1. मंथिराम, ए. लिथियम-आयन बैटरी कैथोड रसायन विज्ञान पर एक प्रतिबिंब। नेट कम्यून 11, 1550 (2020)। https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0  

2. पार्क जे., एट अल 2024. ली-मेटल बैटरियों के लिए सतह बहु-कार्यात्मक रणनीति द्वारा अल्ट्रा-थिन SiO2 नैनोकण स्तरित विभाजक: अत्यधिक उन्नत ली-डेंड्राइट प्रतिरोध और थर्मल गुण। ऊर्जा भंडारण सामग्री. खंड 65, फरवरी 2024, 103135। डीओआई: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135  

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