লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ অৰ্থ?

◆জলীয় ইলেক্ট্ৰ’লাইট কি কি?

◆কঠিন ইলেক্ট্ৰলাইটৰ পৰিচয়

ইলেক্ট্ৰলাইট, এটা অপৰিহাৰ্য উপাদান...লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী, বেটাৰীৰ চাৰ্জ-ডিচাৰ্জ চক্ৰত গুৰুত্বপূৰ্ণ ভূমিকা পালন কৰে।

ই কেৱল লিথিয়াম আয়নৰ কাৰ্যক্ষম পৰিবহণ আৰু বিদ্যুৎ প্ৰবাহৰ পৰিবাহীৰ বাবেই দায়বদ্ধ নহয়, ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ মাজত প্ৰত্যক্ষ ইলেক্ট্ৰন প্ৰবাহ ফলপ্ৰসূভাৱে ৰোধ কৰিবলৈ ইলেক্ট্ৰনিক ইনচুলেচন ধৰ্মও আছে। ৰূপকভাৱে ক'বলৈ গ'লে ইলেক্ট্ৰ'লাইটটো লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ ভিতৰৰ "তেজ"ৰ দৰে, ই ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ মাজৰ সংযোগ নিশ্চিত কৰে, যাৰ ফলত সমগ্ৰ আধান-নিৰ্গমন প্ৰক্ৰিয়াৰ মসৃণ অগ্ৰগতিৰ নিশ্চয়তা পোৱা যায়।

লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বাবে এটা আদৰ্শ ইলেক্ট্ৰ'লাইটে নিম্নলিখিত পাঁচটা প্ৰয়োজনীয়তা পূৰণ কৰিব লাগে:

বেটাৰী শক্তি ঘনত্ব আৰু শক্তি ঘনত্বৰ বাবে সদায়{0}}বৰ্ধিত চাহিদাৰ সৈতে, বেটাৰী প্ৰযুক্তি দ্ৰুতগতিত বিকশিত হৈছে, আৰু ইলেক্ট্ৰ'ড সামগ্ৰীসমূহে প্ৰচণ্ড অগ্ৰগতি লাভ কৰিছে। ইয়াৰ বিপৰীতে ইলেক্ট্ৰ’লাইট ব্যৱস্থাৰ বিকাশ পিছ পৰি আছে। বৰ্তমান লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ বিকাশক বহলভাৱে তিনি প্ৰকাৰত ভাগ কৰিব পাৰি: অ-জলীয় দ্রাৱক ইলেক্ট্ৰ'লাইট, জলীয় ইলেক্ট্ৰ'লাইট আৰু কঠিন-অৱস্থাৰ ইলেক্ট্ৰ'লাইট।

অ-জলীয় দ্রাৱক ইলেক্ট্ৰলাইট

 

লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত থকা অ-জলীয় দ্রাৱক ইলেক্ট্ৰ'লাইটে এনে ইলেক্ট্ৰ'লাইট ব্যৱস্থাক বুজায় য'ত পানী নাথাকে, মূলতঃ দ্রাৱক, দ্ৰৱীভূত পদাৰ্থ (সাধাৰণতে লিথিয়াম লৱণ), আৰু যোগকৰণৰ দ্বাৰা গঠিত। এই অ-জলীয় দ্রাৱকসমূহ সাধাৰণতে জলীয় দ্রাৱক নহয়, জৈৱিক দ্রাৱক, যাতে পানীৰ বিদ্যুৎ বিশ্লেষণ বা ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ সৈতে বিৰূপ বিক্ৰিয়াৰ পৰা হাত সাৰিব পাৰি। লিথিয়াম লৱণসমূহ লিথিয়াম-আয়ন পৰিবহণৰ বাবে প্ৰধান বাহক, দ্রাৱকসমূহে লিথিয়াম লৱণৰ বাবে দ্ৰৱণ, বিক্ষিপ্তকৰণ আৰু সমৰ্থন হিচাপে কাম কৰে আৰু যোগকৰণসমূহে প্ৰধানকৈ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক কাৰ্য্যক্ষমতা বা সুৰক্ষা উন্নত কৰাৰ বাবে কাম কৰে।

লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত ব্যৱহৃত বাণিজ্যিকভাৱে উপলব্ধ ইলেক্ট্ৰ'লাইট (অৰ্থাৎ, তৰল ইলেক্ট্ৰ'লাইট) প্ৰধানকৈ দুটা বা ততোধিক জৈৱিক দ্রাৱকত দ্ৰৱীভূত এটা বা ততোধিক লিথিয়াম লৱণৰ দ্বাৰা গঠিত; একক দ্রাৱকৰ দ্বাৰা গঠিত ইলেক্ট্ৰ’লাইট অতি বিৰল। একাধিক দ্রাৱক ব্যৱহাৰ কৰাৰ কাৰণ হ'ল বাস্তৱ-জগতৰ বেটাৰীৰ বিভিন্ন, আনকি পৰস্পৰ বিৰোধী, প্ৰয়োজনীয়তা থাকে যিবোৰ এটা দ্রাৱক ব্যৱহাৰ কৰি পূৰণ কৰাটো কঠিন। উদাহৰণস্বৰূপে, ইলেক্ট্ৰ’লাইটৰ বাবে উচ্চ তৰলতাৰ প্ৰয়োজন হ’ব পাৰে আৰু লগতে ইয়াৰ ডাইলেক্ট্ৰিক ধ্ৰুৱকও বেছি; সেয়েহে বিভিন্ন ভৌতিক ৰাসায়নিক ধৰ্মৰ দ্রাৱকসমূহ প্ৰায়ে একেলগে ব্যৱহাৰ কৰা হয়, একেলগে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য প্ৰদৰ্শন কৰে। তদুপৰি লিথিয়াম লৱণৰ নিৰ্বাচন সীমিত হোৱাৰ বাবে সাধাৰণতে লিথিয়াম লৱণ একেলগে ব্যৱহাৰ কৰা নহয়, আৰু ইয়াৰ সুবিধা সহজে দেখা নাযায়।

আদৰ্শ জৈৱিক দ্রাৱকৰ তলত দিয়া মূল ধৰ্মসমূহ থাকিব লাগে: প্ৰথমতে, লিথিয়াম লৱণৰ ভাল দ্ৰৱণ নিশ্চিত কৰিবলৈ ইহঁতক উচ্চ ডাইলেক্ট্ৰিক ধ্ৰুৱকৰ প্ৰয়োজন; দ্বিতীয়তে, ইলেক্ট্ৰ'লাইটৰ কাৰ্য্যকৰী উষ্ণতাৰ পৰিসৰ বহল কৰিবলৈ ইহঁতৰ গলনাংক কম আৰু উতলাংক উচ্চ হ'ব লাগে; তৃতীয়তে, কম আঠাযুক্ততাই মাধ্যমত লিথিয়াম আয়নৰ কাৰ্যক্ষম প্ৰব্ৰজনত সহায় কৰে; আৰু শেষত, এই দ্রাৱকসমূহ সস্তা হ'ব লাগে আৰু ইয়াৰ বিষাক্ততা কম হ'ব লাগে (আদৰ্শগতভাৱে অ-বিষাক্ত)। লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী উদ্যোগৰ অন্যতম প্ৰাচীন আৰু বহুলভাৱে ব্যৱহৃত জৈৱিক দ্রাৱক হিচাপে কাৰ্বনেট যৌগসমূহে বেটাৰী ইলেক্ট্ৰলাইটৰ ক্ষেত্ৰত এক গুৰুত্বপূৰ্ণ স্থান দখল কৰে।

বৰ্তমান এই ধৰণৰ দ্রাৱকত মূলতঃ দুটা গাঁথনিগত ৰূপ থাকে: চক্ৰীয় আৰু শৃংখলাবদ্ধ। তলৰ তালিকাখনত সাধাৰণতে ব্যৱহৃত কেইবাটাও অ-জলীয় দ্রাৱক, ইলেক্ট্ৰ'লাইট আৰু জৈৱিক দ্রাৱকৰ প্রাসংগিক ভৌতিক পৰিমাপসমূহৰ সাৰাংশ দিয়া হৈছে।

বৰ্তমান ইলেক্ট্ৰ’লাইটত এলকাইল কাৰ্বনেট দ্রাৱক বহুলভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়। এই দ্রাৱকবোৰৰ অক্সিডেচন প্ৰতিৰোধ ক্ষমতা ভাল আৰু উচ্চ ভল্টেজৰ অৱস্থাত ই উৎকৃষ্ট স্থিৰতা প্ৰদৰ্শন কৰে। চক্ৰীয় কাৰ্বনেট, যেনে ইথাইলিন কাৰ্বনেট আৰু প্ৰপাইলিন কাৰ্বনেট, ইয়াৰ উচ্চ ডাইলেক্ট্ৰিক ধ্ৰুৱকৰ বাবে জনাজাত, অৰ্থাৎ ই লিথিয়াম লৱণ অধিক ফলপ্ৰসূভাৱে দ্ৰৱীভূত কৰিব পাৰে; কিন্তু প্ৰবল আন্তঃআণৱিক বলৰ বাবে এই দ্রাৱকবোৰৰ আঠালতীয়াতা অধিক হয়, যাৰ ফলত ইহঁতৰ ভিতৰত লিথিয়াম আয়নৰ গতি লেহেমীয়া হয়। ইয়াৰ বিপৰীতে ডাইমিথাইল কাৰ্বনেট আৰু ডাইথাইল কাৰ্বনেটৰ দৰে শৃংখলাবদ্ধ কাৰ্বনেটৰ আঠাযুক্ততা কম হ’লেও ইয়াৰ ডাইলেক্ট্ৰিক ধ্ৰুৱক তুলনামূলকভাৱে কম, যাৰ ফলত লিথিয়াম লৱণৰ বাবে দ্ৰৱণৰ কাৰ্যক্ষমতা তুলনামূলকভাৱে কম। গতিকে উচ্চ আয়নিক পৰিবাহীতা থকা দ্ৰৱণ ব্যৱস্থা প্ৰস্তুত কৰিবলৈ বিভিন্ন ধৰণৰ দ্রাৱক প্ৰায়ে মিহলি কৰা হয়, যেনে পিচি+ডিইচি বা ইচি+ডিএমচি সংমিশ্ৰণ। ইলেক্ট্ৰ'লাইটত লিথিয়াম আয়নৰ উৎস হিচাপে লিথিয়ামৰ লৱণে লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ চাৰ্জিং আৰু ডিচাৰ্জিং প্ৰক্ৰিয়াৰ সময়ত লিথিয়াম-আয়ন আয়ন পৰিবহণত মুখ্য ভূমিকা পালন কৰে। ইহঁতৰ কাৰ্য্যক্ষমতাই লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ বহু দিশত প্ৰত্যক্ষভাৱে প্ৰভাৱ পেলায়, য'ত শক্তিৰ ঘনত্ব, শক্তি ঘনত্ব, অপাৰেটিং ভল্টেজৰ পৰিসৰ, চক্ৰৰ জীৱনকাল আৰু সুৰক্ষা আদি অন্তৰ্ভুক্ত। বৰ্তমান পৰীক্ষাগাৰৰ গৱেষণা আৰু ঔদ্যোগিক ব্যৱহাৰত বৃহৎ এনিয়নিক ব্যাসাৰ্ধ আৰু উচ্চ ৰেডক্স স্থিৰতা থকা লিথিয়াম লৱণ সাধাৰণতে নিৰ্বাচন কৰা হয়। ইয়াৰ ৰাসায়নিক গঠনৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি লিথিয়াম লৱণক বহলভাৱে দুটা ভাগত ভাগ কৰিব পাৰি: অজৈৱিক লিথিয়াম লৱণ আৰু জৈৱিক লিথিয়াম লৱণ। LiPF6, LiClO4, LIBF, আৰু LIASFকে ধৰি কেইবাটাও অজৈৱিক লিথিয়াম লৱণ বিকশিত কৰা হৈছে। ইয়াৰ বিপৰীতে লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত সাধাৰণতে ব্যৱহৃত জৈৱিক লিথিয়াম লৱণসমূহ এই অজৈৱিক লিথিয়াম লৱণৰ এনিয়নত ইলেক্ট্ৰন-প্ৰতিগ্ৰহণকাৰী গোট যোগ কৰি প্ৰস্তুত কৰা হয়, যেনে লিথিয়াম ডাইঅক্সালেট'-ব'ৰেট (LiBOB), লিথিয়াম ডাইফ্ল'ৰ'অক্সালেট'-ব'ৰেট ([iODFB]), লিথিয়াম ডাইফ্ল'ৰ'ছালফ'নাইলিমাইড (LiFSI), আৰু লিথিয়াম ডাইট্ৰাইফ্ল'ৰ'মিথাইলছালফ'নিলিমাইড (LTFSI)। তলৰ তালিকাখনে লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীত সাধাৰণতে ব্যৱহৃত কেইবাটাও লিথিয়াম লৱণৰ প্ৰাসংগিক ভৌতিক ৰাসায়নিক ধৰ্ম দেখুৱাইছে।

যোগকৰণ হ’ল ইলেক্ট্ৰ’লাইটত কম ঘনত্বত (সাধাৰণতে ভৰৰ হিচাপত ১০%তকৈ বেছি নহয়) যোগ কৰা পদাৰ্থ যিবোৰৰ নিৰ্দিষ্ট কাৰ্য্য থাকে আৰু বেটাৰীৰ বিদ্যুৎ ৰাসায়নিক বৈশিষ্ট্য যথেষ্ট উন্নত কৰিব পাৰে। ইহঁতৰ কাৰ্য্যৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি এই যোগকৰণসমূহক কেইবাটাও ভাগত ভাগ কৰিব পাৰি: ফিল্ম-গঠনকাৰী যোগকৰণ, শিখা নিবাৰণকাৰী, আৰু অতিৰিক্ত চাৰ্জিং ৰোধ কৰিবলৈ যোগকৰণ। ইয়াৰ উপৰিও পৰিবাহীতা বৃদ্ধি কৰিবলৈ, কম উষ্ণতাৰ অৱস্থাত কাৰ্য্যক্ষমতা অনুকূল কৰিবলৈ বা ইলেক্ট্ৰ'লাইট দ্ৰৱত ট্ৰেচ পৰিমাণ আৰু HF ঘনত্ব নিয়ন্ত্ৰণ কৰিবলৈ ব্যৱহাৰ কৰা যোগকৰণ আছে।