موجودہ تجارتی لتیم آئن بیٹری سسٹم میں، محدود کرنے والا عنصر بنیادی طور پر برقی چالکتا ہے۔خاص طور پر، مثبت الیکٹروڈ مواد کی ناکافی چالکتا براہ راست الیکٹرو کیمیکل رد عمل کی سرگرمی کو محدود کرتی ہے۔مواد کی چالکتا کو بڑھانے کے لیے ایک مناسب کنڈکٹیو ایجنٹ کو شامل کرنا اور الیکٹران کی نقل و حمل کے لیے تیز رفتار چینل فراہم کرنے کے لیے کنڈکٹیو نیٹ ورک کی تعمیر اور اس بات کو یقینی بنانا ضروری ہے کہ فعال مواد مکمل طور پر استعمال ہو۔لہذا، کوندکٹاوی ایجنٹ بھی لتیم آئن بیٹری میں ایک ناگزیر مادّہ ہے جو فعال مادّے کی نسبت ہے۔
کوندکٹو ایجنٹ کی کارکردگی کافی حد تک مواد کی ساخت اور آداب پر منحصر ہے جس میں یہ فعال مواد کے ساتھ رابطے میں ہے۔عام طور پر استعمال ہونے والے لتیم آئن بیٹری کوندنے والے ایجنٹوں میں درج ذیل خصوصیات ہیں:
(1) کاربن بلیک: کاربن بلیک کی ساخت کا اظہار کاربن بلیک ذرات کی زنجیر یا انگور کی شکل میں جمع ہونے کی ڈگری سے ہوتا ہے۔باریک ذرات، گھنے بھرے نیٹ ورک کی زنجیر، سطح کا بڑا مخصوص رقبہ، اور یونٹ ماس، جو الیکٹروڈ میں زنجیر کی ترسیلی ساخت بنانے کے لیے فائدہ مند ہیں۔روایتی conductive ایجنٹوں کے نمائندے کے طور پر، کاربن بلیک اس وقت سب سے زیادہ استعمال ہونے والا conductive ایجنٹ ہے۔نقصان یہ ہے کہ قیمت زیادہ ہے اور اسے منتشر کرنا مشکل ہے۔
(2)گریفائٹ: کنڈکٹیو گریفائٹ مثبت اور منفی فعال مواد کے قریب ذرہ سائز، ایک معتدل مخصوص سطح کا رقبہ، اور اچھی برقی چالکتا کی خصوصیت رکھتا ہے۔یہ بیٹری میں ترسیلی نیٹ ورک کے نوڈ کے طور پر کام کرتا ہے، اور منفی الیکٹروڈ میں، یہ نہ صرف چالکتا بلکہ صلاحیت کو بھی بہتر بنا سکتا ہے۔
(3) P-Li: سپر P-Li چھوٹے ذرات کے سائز کی خصوصیت رکھتا ہے، کنڈکٹیو کاربن بلیک کی طرح، لیکن سطح کے اعتدال پسند علاقے، خاص طور پر بیٹری میں شاخوں کی شکل میں، جو ایک کنڈکٹو نیٹ ورک بنانے کے لیے بہت فائدہ مند ہے۔نقصان یہ ہے کہ اسے منتشر کرنا مشکل ہے۔
(4)کاربن نانوٹوبس (CNTs): CNTs وہ کنڈکٹیو ایجنٹ ہیں جو حالیہ برسوں میں سامنے آئے ہیں۔ان کا عام طور پر قطر تقریباً 5nm اور لمبائی 10-20um ہوتی ہے۔وہ نہ صرف ترسیلی نیٹ ورکس میں "تاروں" کے طور پر کام کر سکتے ہیں، بلکہ سپر کیپسیٹرز کی اعلیٰ شرح کی خصوصیات کو کھیلنے کے لیے ڈبل الیکٹروڈ پرت کا اثر بھی رکھتے ہیں۔اس کی اچھی تھرمل چالکتا بیٹری چارج اور ڈسچارج کے دوران گرمی کی کھپت، بیٹری پولرائزیشن کو کم کرنے، بیٹری کے اعلی اور کم درجہ حرارت کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور بیٹری کی زندگی کو بڑھانے کے لیے بھی سازگار ہے۔
ایک ترسیلی ایجنٹ کے طور پر، مواد/بیٹری کی صلاحیت، شرح، اور سائیکل کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے CNTs کو مختلف مثبت الیکٹروڈ مواد کے ساتھ مل کر استعمال کیا جا سکتا ہے۔مثبت الیکٹروڈ مواد جو استعمال کیا جا سکتا ہے ان میں شامل ہیں: LiCoO2، LiMn2O4، LiFePO4، پولیمر مثبت الیکٹروڈ، Li3V2(PO4)3، مینگنیج آکسائیڈ، اور اس طرح کے۔
دیگر عام ترسیلی ایجنٹوں کے مقابلے میں، کاربن نانوٹوبس کے لتیم آئن بیٹریوں کے لیے مثبت اور منفی ترسیلی ایجنٹوں کے طور پر بہت سے فوائد ہیں۔کاربن نانوٹوبس میں اعلیٰ برقی چالکتا ہے۔اس کے علاوہ، CNTs کا تناسب بڑا ہوتا ہے، اور کم اضافے کی مقدار دوسرے additives (مرکب میں الیکٹرانوں کی دوری کو برقرار رکھتے ہوئے یا مقامی منتقلی) کی طرح ٹکرانے کی حد کو حاصل کر سکتی ہے۔چونکہ کاربن نانوٹوبز ایک انتہائی موثر الیکٹران ٹرانسپورٹ نیٹ ورک تشکیل دے سکتے ہیں، اس لیے کروی ذرہ اضافی کی طرح کی چالکتا کی قدر صرف 0.2 wt% SWCNTs کے ساتھ حاصل کی جا سکتی ہے۔
(5)گرافینبہترین برقی اور تھرمل چالکتا کے ساتھ دو جہتی لچکدار پلانر کاربن مواد کی ایک نئی قسم ہے۔یہ ڈھانچہ گرافین شیٹ کی تہہ کو فعال مادی ذرات پر قائم رہنے کی اجازت دیتا ہے، اور مثبت اور منفی الیکٹروڈ فعال مادی ذرات کے لیے بڑی تعداد میں ترسیلی رابطے کی جگہیں فراہم کرتا ہے، تاکہ الیکٹرانوں کو دو جہتی جگہ میں لے جایا جا سکے۔ بڑے علاقے کوندکٹو نیٹ ورک.اس طرح یہ فی الحال مثالی conductive ایجنٹ کے طور پر سمجھا جاتا ہے.
کاربن بلیک اور ایکٹو مادّہ آپس میں رابطے میں ہیں، اور فعال مواد کے استعمال کے تناسب کو مکمل طور پر بڑھانے کے لیے فعال مواد کے ذرات میں گھس سکتے ہیں۔کاربن نانوٹوبس پوائنٹ لائن رابطے میں ہیں، اور نیٹ ورک ڈھانچہ بنانے کے لیے فعال مادّوں کے درمیان آپس میں مل سکتے ہیں، جس سے نہ صرف چالکتا میں اضافہ ہوتا ہے، ساتھ ہی، یہ جزوی بانڈنگ ایجنٹ کے طور پر بھی کام کر سکتا ہے، اور گرافین کا رابطہ موڈ۔ ایک دوسرے کے ساتھ رابطہ ہے، جو فعال مواد کی سطح کو جوڑ کر ایک بڑے رقبے پر چلنے والے نیٹ ورک کو مرکزی باڈی کے طور پر تشکیل دے سکتا ہے، لیکن فعال مواد کو مکمل طور پر ڈھانپنا مشکل ہے۔یہاں تک کہ اگر شامل کیے گئے گرافین کی مقدار میں مسلسل اضافہ کیا جاتا ہے، تو فعال مواد کو مکمل طور پر استعمال کرنا، اور لی آئنوں کو پھیلانا اور الیکٹروڈ کی کارکردگی کو خراب کرنا مشکل ہے۔لہذا، ان تینوں مواد میں ایک اچھا تکمیلی رجحان ہے۔کاربن بلیک یا کاربن نانوٹوبس کو گرافین کے ساتھ ملانا زیادہ مکمل کنڈکٹیو نیٹ ورک بنانے کے لیے الیکٹروڈ کی مجموعی کارکردگی کو مزید بہتر بنا سکتا ہے۔
اس کے علاوہ، گرافین کے نقطہ نظر سے، گرافین کی کارکردگی مختلف تیاری کے طریقوں سے مختلف ہوتی ہے، کمی کی ڈگری میں، شیٹ کا سائز اور کاربن بلیک کا تناسب، پھیلاؤ، اور الیکٹروڈ کی موٹائی سبھی فطرت کو متاثر کرتی ہیں۔ conductive ایجنٹوں کی بہت.ان میں، چونکہ کنڈکٹیو ایجنٹ کا کام الیکٹران کی نقل و حمل کے لیے ایک کنڈکٹو نیٹ ورک بنانا ہے، اگر کنڈکٹیو ایجنٹ خود اچھی طرح سے منتشر نہیں ہوتا ہے، تو ایک موثر کوندکٹو نیٹ ورک بنانا مشکل ہے۔روایتی کاربن بلیک کنڈکٹیو ایجنٹ کے مقابلے میں، گرافین میں ایک انتہائی اعلیٰ مخصوص سطح کا رقبہ ہے، اور π-π کنجوگیٹ اثر اسے عملی استعمال میں جمع کرنا آسان بناتا ہے۔اس لیے گرافین کو ایک اچھا ڈسپریشن سسٹم کیسے بنایا جائے اور اس کی بہترین کارکردگی کا بھرپور استعمال کیا جائے یہ ایک اہم مسئلہ ہے جسے گرافین کے وسیع پیمانے پر استعمال میں حل کرنے کی ضرورت ہے۔
پوسٹ ٹائم: دسمبر-18-2020