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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 ली-आयन बैटरी या एलआईबी) पिछले तीन दशकों में अत्यधिक लोकप्रिय और सर्वव्यापी हो गई हैं। उच्च ऊर्जा घनत्व, हल्के वजन और रिचार्जेबिलिटी के कारण, इनका व्यापक रूप से मोबाइल फोन, लैपटॉप, ऑडियो-विजुअल डिवाइस, पावर स्टोरेज और इलेक्ट्रिक मोटर वाहन (ईवी) में उपयोग किया जाता है और ये दैनिक जीवन का अभिन्न अंग बन गए हैं। एलआईबी पर्यावरण-अनुकूल हैं, स्वच्छ ऊर्जा भंडारण प्रदान करते हैं और इसमें योगदान करते हैं डीकार्बोनाइजिंग अर्थव्यवस्था.  

हालाँकि, लिथियम-आयन बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लिए मुख्य रूप से पॉलीओलेफ़िन विभाजकों के अधिक गर्म होने के कारण सुरक्षा जोखिम का सामना करना पड़ता है। विभाजक कैथोड और एनोड के बीच सीधे संपर्क को रोकते हैं, लेकिन अधिक गरम होने के कारण तापमान 160 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ने पर वे पिघल जाते हैं। परिणामस्वरूप, ली डेंड्राइट के निर्माण के माध्यम से एनोड और कैथोड सीधे संपर्क में आ सकते हैं, जिससे आंतरिक शॉर्ट सर्किट और इलेक्ट्रोलाइट्स का अपर्याप्त अवशोषण और कम दक्षता हो सकती 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 के एक अध्ययन में, इंचियोन नेशनल यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO) की एक समान परत जोड़ने के लिए ग्राफ्ट पोलीमराइजेशन तकनीक का उपयोग किया।2) नैनोकणों से पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) विभाजक। इस प्रकार विभाजकों को SiO की कोटिंग के साथ संशोधित किया गया2 200 एनएम मोटाई अधिक गर्मी प्रतिरोधी होती है और ऊर्जा भंडारण क्षमता को बनाए रखते हुए डेंड्राइट गठन को दबा देती है। इससे पता चलता है कि आंतरिक शॉर्ट सर्किट को कम करने और बैटरी को सुरक्षित और कुशल बनाने के लिए ली-आयन बैटरी के पॉलीप्रोपाइलीन-आधारित विभाजक (पीपीएस) को सुधारा 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  
  1. 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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उमेश प्रसाद
उमेश प्रसाद
विज्ञान पत्रकार | संस्थापक संपादक, साइंटिफिक यूरोपियन पत्रिका

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