හානිකර ලිතියම් තැන්පත් වීම වැළැක්වීම සඳහා සෝල් ටෙක් ආයතනය විසින් නවතම අතිශය වේගවත් බැටරි ආරෝපණ උපාය මාර්ගයක් සකස් කරයි.

විදුලි වාහන සහ අධි බලැති ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල වේගවත් දියුණුව අතිශය වේගයෙන් ආරෝපණය වන ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා වැඩිවන ඉල්ලුම වැඩි කර ඇත. කෙසේ වෙතත්, වත්මන් ලිතියම්-අයන නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බැටරි වේගවත් ආරෝපණ ක්‍රියාවලීන්හිදී දැඩි බල ක්ෂය වීමකට ලක් වන අතර ව්‍යසනකාරී අසාර්ථකත්වයන්ට පවා හේතු විය හැකි අතර එමඟින් ආරක්ෂිත අවදානම් මතු වේ. මෙය ප්‍රධාන වශයෙන් ඇනෝඩ-ඉලෙක්ට්‍රෝලයිට් අතුරුමුහුණතේ විද්‍යුත් රසායනික අස්ථාවරත්වය, බැටරි මතුපිට හානිකර ලෝහ-ලිතියම් තැන්පත් වීම සහ දුර්වල තාප ස්ථායිතාව නිසා ඇතිවේ.
මෑත වසරවලදී, අධි-වෝල්ටීයතා ඇනෝඩ ද්‍රව්‍ය අධික ලිතියම් තැන්පත් වීම වැළැක්වීම සහ අස්ථායී ඝන-ඉලෙක්ට්‍රෝලයිට් අතුරුමුහුණත (SEI) ස්ථර සෑදීම වැළැක්වීම සඳහා ඉතා පොරොන්දු වූ විකල්ප බවට පත්ව ඇත. මෙම ශක්තීන් තිබියදීත්, අති නවීන ද්‍රව්‍ය තවමත් අසතුටුදායක අයනික සන්නායකතාවය සහ තාප ස්ථායිතාවයෙන් සීමා වී ඇති අතර එමඟින් බල ප්‍රතිදානය සහ දිගුකාලීන විශ්වසනීයත්වය දුර්වල වේ.

විදේශීය මාධ්‍ය වාර්තාවලට අනුව, මෙම ගැටළු විසඳීම සඳහා, සෝල් ජාතික විද්‍යා හා තාක්ෂණ විශ්ව විද්‍යාලයේ සහකාර මහාචාර්ය ඩොන්ග්වූක් හැන්ගේ ප්‍රධානත්වයෙන් යුත් පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් NASICON වර්ගයේ ව්‍යුහයක් සහිත ඕෆ්-ස්ටොයිකියෝමිතික (OS) ලිතියම් ටයිටේනියම් පොස්පේට් ඇනෝඩ ද්‍රව්‍යයක් සංවර්ධනය කර ඇත. මෙම ද්‍රව්‍යය සුවිශේෂී ව්‍යුහාත්මක සහ තාප ස්ථායිතාව සඳහා ප්‍රසිද්ධය. මෙම සැලසුමට ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය අංශු මතුපිටට යටින් ස්වයංසිද්ධ අවධි පරිවර්තනයක් ඇති කළ හැකි අතර එමඟින් චාලක සීමාවන් බිඳ දමා ස්ථාවර වේගවත් ආරෝපණ කාර්ය සාධනයක් ලබා ගත හැකිය.
අදාළ පර්යේෂණ සොයාගැනීම් Advanced Functional Materials සඟරාවේ ප්‍රකාශයට පත් කර ඇත.

ත්වරණය කරන ලද අයන ප්‍රවාහනය සඳහා මතුපිට මොඩියුලේෂන්

ලිතියම් ටයිටේනියම් පොස්පේට් (LTP) සතුව සෝඩියම්-සුපිරි-අයන-සන්නායක (NASICON) වර්ගයේ ව්‍යුහයක් ඇති අතර එය කැපී පෙනෙන ව්‍යුහාත්මක සහ තාප ස්ථායිතාව මෙන්ම වේගවත් ලිතියම්-අයන විසරණ නාලිකා ද ඇත. එහි පූර්ණ-පරිමාණ විභවය භාවිතා කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් ඕෆ්-ස්ටොයිකියෝමිතික සැලසුම් උපාය මාර්ගයක් අනුගමනය කළ අතර පොස්පරස් (P) සහ ටයිටේනියම් (Ti) අනුපාතය හිතාමතාම වැඩි කළේය. එවැනි ටයිටේනියම්-ඌන සංයුතිය LTP අංශු මතුපිටට ආසන්නව ටයිටේනියම් පොස්පේට් (TPO) වසම් ජනනය කරයි.
මෙම TPO-පොහොසත් කලාප ඉහළ කාර්යක්ෂමතා චාලක නාලිකා ලෙස ක්‍රියා කරන අතර, ඇනෝඩ-ඉලෙක්ට්‍රෝලයිට් අතුරුමුහුණත හරහා ලිතියම්-අයන ප්‍රවාහනය සඳහා ශක්ති බාධකය අඩු කරන අතර අංශු මතුපිට අසල වේගවත් අයන-හුවමාරු මාර්ග සාදයි. ඊට අමතරව, TPO රාමුව තුළ ඉතා නම්‍යශීලී P-O-P බන්ධන වේගවත් ආරෝපණ චක්‍රවලදී පරිමාවේ විචලනයට අනුවර්තනය වීමට සහ NASICON-වර්ගයේ ව්‍යුහය ආපසු හැරවිය නොහැකි හානිවලින් ආරක්ෂා කිරීමට ව්‍යුහාත්මක නම්‍යශීලී බවක් ලබා දෙයි.

වේගවත් ආරෝපණ තත්වයන් යටතේ ශක්තිමත් කාර්ය සාධනය

ඒ අනුව, වේගවත් ආරෝපණ ධාරිතාව තක්සේරු කරන වැදගත් දර්ශකය වන අනුපාත-ධාරිතා පරීක්ෂණ වලදී, OS-LTP-කාබන් (OS-LTP/C) සංයුක්ත ඇනෝඩය 10C ආරෝපණ අනුපාතය යටතේ එහි ආරම්භක ධාරිතාවෙන් කැපී පෙනෙන 86% ක් රඳවා ගත් අතර, පෞරාණික LTP/C සංයුක්ත ඇනෝඩයේ ධාරිතාව විශාල ලෙස පහත වැටුණි.
මෙම ද්‍රව්‍යය චක්‍ර 250කට වැඩි ගණනකට පසු විශිෂ්ට චක්‍ර ස්ථාවරත්වයක් ද ලබා දෙයි. පූර්ණ-සෛල වින්‍යාසයන් ඒ හා සමානව විශිෂ්ට අනුපාත කාර්ය සාධනයක් සහ ඉහළ වෝල්ටීයතා කැතෝඩ සමඟ පුළුල් පරාසයක අනුකූලතාවයක් පෙන්නුම් කරයි.

ආරක්ෂිත බැටරි සඳහා පුළුල් මාවතක්

"අපගේ ක්‍රමය වේගයෙන් ආරෝපණය වන බැටරි නිර්මාණය සඳහා නවතම ආදර්ශයක් නිර්මාණය කරන අතර, එය සියලු ඝන-තත්ව බැටරි ඇතුළු බහු අනාගත බලශක්ති ගබඩා පද්ධති සඳහා පුළුල් ලෙස යෙදිය හැකිය," හැන් පෙන්වා දුන්නේය. "මෙම සැලසුම් උපාය මාර්ගය ආරෝපණ කාලය කෙටි කිරීම, ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීම සහ පුනර්ජනනීය බලශක්ති බල ජාල සඳහා සහාය ලබා දීම මගින් විදුලි වාහන වඩාත් ප්‍රායෝගික කළ හැකිය."
නිගමනයක් ලෙස, මෙම off-stoichiometric සැලසුම් උපාය මාර්ගය නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බැටරි මුහුණ දෙන ප්‍රධාන බාධකවලින් එකක් ආමන්ත්‍රණය කරන අතර වාණිජමය වශයෙන් සූදානම් අතිශය වේගවත් ආරෝපණ බලශක්ති ගබඩා තාක්ෂණය සඳහා පොරොන්දු වූ ප්‍රවේශයක් ලබා දෙයි.