தற்போதைய வணிக லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அமைப்பில், கட்டுப்படுத்தும் காரணி முக்கியமாக மின் கடத்துத்திறன் ஆகும்.குறிப்பாக, நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் போதிய கடத்துத்திறன் மின்வேதியியல் எதிர்வினையின் செயல்பாட்டை நேரடியாகக் கட்டுப்படுத்துகிறது.பொருளின் கடத்துத்திறனை அதிகரிக்க பொருத்தமான கடத்தும் முகவரைச் சேர்ப்பது மற்றும் எலக்ட்ரான் போக்குவரத்திற்கான வேகமான சேனலை வழங்க கடத்தும் வலையமைப்பை உருவாக்குவது மற்றும் செயலில் உள்ள பொருள் முழுமையாகப் பயன்படுத்தப்படுவதை உறுதி செய்வது அவசியம்.எனவே, கடத்தும் முகவர் செயலில் உள்ள பொருளுடன் ஒப்பிடும்போது லித்தியம் அயன் பேட்டரியில் ஒரு தவிர்க்க முடியாத பொருளாகும்.
ஒரு கடத்தும் முகவரின் செயல்திறன், பொருட்களின் அமைப்பு மற்றும் செயலில் உள்ள பொருளுடன் தொடர்பு கொள்ளும் நடத்தை ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் லித்தியம் அயன் பேட்டரி கடத்தும் முகவர்கள் பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன:
(1) கார்பன் கருப்பு: கார்பன் கருப்பு நிறத்தின் அமைப்பு, கார்பன் கருப்பு துகள்களை ஒரு சங்கிலி அல்லது திராட்சை வடிவத்தில் திரட்டுவதன் மூலம் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.நுண்ணிய துகள்கள், அடர்த்தியாக நிரம்பிய பிணைய சங்கிலி, பெரிய குறிப்பிட்ட பரப்பளவு மற்றும் அலகு நிறை ஆகியவை மின்முனையில் ஒரு சங்கிலி கடத்தும் கட்டமைப்பை உருவாக்க நன்மை பயக்கும்.பாரம்பரிய கடத்தும் முகவர்களின் பிரதிநிதியாக, கார்பன் கருப்பு தற்போது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் கடத்தும் முகவர்.இதன் குறைபாடு என்னவென்றால், விலை அதிகமாக இருப்பதால், கலைப்பது கடினம்.
(2)கிராஃபைட்: கடத்தும் கிராஃபைட் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருட்களின் துகள் அளவு, மிதமான குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு மற்றும் நல்ல மின் கடத்துத்திறன் ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.இது பேட்டரியில் உள்ள கடத்தும் நெட்வொர்க்கின் முனையாக செயல்படுகிறது, மேலும் எதிர்மறை மின்முனையில், இது கடத்துத்திறனை மட்டுமல்ல, திறனையும் மேம்படுத்த முடியும்.
(3) பி-லி: சூப்பர் பி-லி சிறிய துகள் அளவு, கடத்தும் கார்பன் கருப்பு போன்றது, ஆனால் மிதமான குறிப்பிட்ட மேற்பரப்பு, குறிப்பாக மின்கலத்தில் கிளைகள் வடிவத்தில், இது கடத்தும் நெட்வொர்க்கை உருவாக்க மிகவும் சாதகமானது.தீமை என்னவென்றால், கலைந்து செல்வது கடினம்.
(4)கார்பன் நானோகுழாய்கள் (CNTகள்): CNTகள் என்பது சமீபத்திய ஆண்டுகளில் வெளிப்பட்ட கடத்தும் முகவர்கள்.அவை பொதுவாக 5nm விட்டம் மற்றும் 10-20um நீளம் கொண்டவை.அவை கடத்தும் நெட்வொர்க்குகளில் "கம்பிகளாக" செயல்படுவது மட்டுமல்லாமல், சூப்பர் கேபாசிட்டர்களின் உயர்-விகித பண்புகளுக்கு விளையாடுவதற்கு இரட்டை மின்முனை அடுக்கு விளைவையும் கொண்டிருக்கும்.அதன் நல்ல வெப்ப கடத்துத்திறன் பேட்டரி சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் போது வெப்பச் சிதறலுக்கும், பேட்டரி துருவமுனைப்பைக் குறைப்பதற்கும், பேட்டரி உயர் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை செயல்திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிப்பதற்கும் உகந்தது.
ஒரு கடத்தும் முகவராக, பொருள்/பேட்டரியின் திறன், வீதம் மற்றும் சுழற்சி செயல்திறனை மேம்படுத்த பல்வேறு நேர்மறை மின்முனை பொருட்களுடன் இணைந்து CNTகளைப் பயன்படுத்தலாம்.பயன்படுத்தக்கூடிய நேர்மறை மின்முனை பொருட்கள்: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, பாலிமர் நேர்மறை மின்முனை, Li3V2(PO4)3, மாங்கனீசு ஆக்சைடு மற்றும் பல.
மற்ற பொதுவான கடத்தும் முகவர்களுடன் ஒப்பிடுகையில், கார்பன் நானோகுழாய்கள் லித்தியம் அயன் பேட்டரிகளுக்கு நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை கடத்தும் முகவர்களாக பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன.கார்பன் நானோகுழாய்கள் அதிக மின் கடத்துத்திறன் கொண்டவை.கூடுதலாக, CNT கள் பெரிய விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் குறைந்த கூட்டல் அளவு மற்ற சேர்க்கைகளைப் போன்ற ஒரு ஊடுருவல் வரம்பை அடையலாம் (கலவையில் எலக்ட்ரான்களின் தூரத்தைப் பராமரித்தல் அல்லது உள்ளூர் இடம்பெயர்வு).கார்பன் நானோகுழாய்கள் மிகவும் திறமையான எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து வலையமைப்பை உருவாக்க முடியும் என்பதால், ஒரு கோள துகள் சேர்க்கையின் கடத்துத்திறன் மதிப்பை 0.2 wt% SWCNT களுடன் மட்டுமே அடைய முடியும்.
(5)கிராபீன்சிறந்த மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன் கொண்ட புதிய வகை இரு பரிமாண நெகிழ்வான பிளானர் கார்பன் பொருள்.கட்டமைப்பானது கிராபெனின் தாள் அடுக்கு செயலில் உள்ள பொருள் துகள்களுடன் ஒட்டிக்கொள்ள அனுமதிக்கிறது, மேலும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை செயலில் உள்ள பொருள் துகள்களுக்கு அதிக எண்ணிக்கையிலான கடத்தும் தொடர்பு தளங்களை வழங்குகிறது, இதனால் எலக்ட்ரான்களை இரு பரிமாண இடைவெளியில் உருவாக்க முடியும். பெரிய பரப்பளவு கடத்தும் நெட்வொர்க்.எனவே இது தற்போது சிறந்த கடத்தும் முகவராகக் கருதப்படுகிறது.
கார்பன் கருப்பு மற்றும் செயலில் உள்ள பொருள் புள்ளி தொடர்பில் உள்ளன, மேலும் செயலில் உள்ள பொருட்களின் பயன்பாட்டு விகிதத்தை முழுமையாக அதிகரிக்க செயலில் உள்ள பொருளின் துகள்களுக்குள் ஊடுருவ முடியும்.கார்பன் நானோகுழாய்கள் பாயிண்ட் லைன் தொடர்பில் உள்ளன, மேலும் செயலில் உள்ள பொருட்களுக்கு இடையே குறுக்கிடப்பட்டு பிணைய கட்டமைப்பை உருவாக்கலாம், இது கடத்துத்திறனை அதிகரிப்பது மட்டுமல்லாமல், அதே நேரத்தில், இது ஒரு பகுதி பிணைப்பு முகவராகவும், கிராபெனின் தொடர்பு முறையாகவும் செயல்படும். பாயிண்ட்-டு-ஃபேஸ் காண்டாக்ட் ஆகும், இது செயலில் உள்ள பொருளின் மேற்பரப்பை இணைத்து ஒரு பெரிய பரப்பளவு கடத்தும் வலையமைப்பை ஒரு முக்கிய அமைப்பாக உருவாக்க முடியும், ஆனால் செயலில் உள்ள பொருளை முழுமையாக மறைப்பது கடினம்.சேர்க்கப்படும் கிராபெனின் அளவு தொடர்ந்து அதிகரித்தாலும், செயலில் உள்ள பொருளை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவது கடினம், மேலும் Li அயனிகளைப் பரப்பி மின்முனையின் செயல்திறனை மோசமாக்குகிறது.எனவே, இந்த மூன்று பொருட்களும் ஒரு நல்ல நிரப்பு போக்கைக் கொண்டுள்ளன.கார்பன் பிளாக் அல்லது கார்பன் நானோகுழாய்களை கிராபெனுடன் கலந்து முழுமையான கடத்தும் நெட்வொர்க்கை உருவாக்குவது மின்முனையின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்தலாம்.
கூடுதலாக, கிராபெனின் பார்வையில், கிராபெனின் செயல்திறன் வெவ்வேறு தயாரிப்பு முறைகளிலிருந்து வேறுபடுகிறது, குறைப்பு அளவு, தாளின் அளவு மற்றும் கார்பன் கருப்பு விகிதம், சிதறல் மற்றும் மின்முனையின் தடிமன் அனைத்தும் இயல்புகளை பாதிக்கின்றன. கடத்தும் முகவர்கள் பெரிதும்.அவற்றில், கடத்தும் முகவரின் செயல்பாடு எலக்ட்ரான் போக்குவரத்திற்கான கடத்தும் வலையமைப்பை உருவாக்குவதால், கடத்தும் முகவர் நன்கு சிதறடிக்கப்படாவிட்டால், ஒரு பயனுள்ள கடத்தும் வலையமைப்பை உருவாக்குவது கடினம்.பாரம்பரிய கார்பன் பிளாக் கடத்தும் முகவருடன் ஒப்பிடும்போது, கிராபெனின் அதி-உயர் குறிப்பிட்ட பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் π-π கூட்டு விளைவு நடைமுறை பயன்பாடுகளில் ஒருங்கிணைப்பதை எளிதாக்குகிறது.எனவே, கிராபெனை எவ்வாறு ஒரு நல்ல சிதறல் அமைப்பாக உருவாக்குவது மற்றும் அதன் சிறந்த செயல்திறனை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவது என்பது கிராபெனின் பரவலான பயன்பாட்டில் தீர்க்கப்பட வேண்டிய ஒரு முக்கிய பிரச்சனையாகும்.
இடுகை நேரம்: டிசம்பர்-18-2020