21 ਅਗਸਤ ਨੂੰ, ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸ ਐਂਡ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਆਫ਼ ਚਾਈਨਾ (USTC) ਤੋਂ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ ਐਮਏ ਚੇਂਗ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਸਹਿਯੋਗੀਆਂ ਨੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸੰਪਰਕ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਰਣਨੀਤੀ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ ਜੋ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀਆਂ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਲੀ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਇਸ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਬਣਾਏ ਗਏ ਠੋਸ-ਸੋਲਿਡ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੇ ਅਸਧਾਰਨ ਸਮਰੱਥਾਵਾਂ ਅਤੇ ਦਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕੀਤਾ।
ਰਵਾਇਤੀ ਲੀ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਜੈਵਿਕ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਨੂੰ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਨਾਲ ਬਦਲਣ ਨਾਲ ਸੁਰੱਖਿਆ ਦੇ ਮੁੱਦਿਆਂ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਹੱਦ ਤੱਕ ਘੱਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਸੁਧਾਰ ਲਈ "ਸ਼ੀਸ਼ੇ ਦੀ ਛੱਤ" ਨੂੰ ਸੰਭਾਵੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਤੋੜਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਮੁੱਖ ਧਾਰਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵੀ ਠੋਸ ਹਨ। ਕਿਉਂਕਿ ਦੋ ਠੋਸਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਪਰਕ ਠੋਸ ਅਤੇ ਤਰਲ ਵਿਚਕਾਰ ਜਿੰਨਾ ਨਜ਼ਦੀਕੀ ਹੋਣਾ ਲਗਭਗ ਅਸੰਭਵ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਮੌਜੂਦਾ ਸਮੇਂ ਵਿੱਚ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਬੈਟਰੀਆਂ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਾੜੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸੰਪਰਕ ਅਤੇ ਅਸੰਤੋਸ਼ਜਨਕ ਪੂਰੇ-ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੀਆਂ ਹਨ।
"ਸੌਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸੰਪਰਕ ਮੁੱਦਾ ਕੁਝ ਹੱਦ ਤੱਕ ਲੱਕੜ ਦੇ ਬੈਰਲ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਛੋਟੇ ਸਟੈਵ ਵਰਗਾ ਹੈ," ਅਧਿਐਨ ਦੇ ਮੁੱਖ ਲੇਖਕ USTC ਦੇ ਪ੍ਰੋਫੈਸਰ MA ਚੇਂਗ ਨੇ ਕਿਹਾ। "ਦਰਅਸਲ, ਇਹਨਾਂ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਤੇ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਹਨ, ਪਰ ਉਹਨਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਮਾੜਾ ਸੰਪਰਕ ਅਜੇ ਵੀ ਲੀ-ਆਇਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰ ਰਿਹਾ ਹੈ।"
ਖੁਸ਼ਕਿਸਮਤੀ ਨਾਲ, MA ਦੀ ਰਣਨੀਤੀ ਇਸ ਭਿਆਨਕ ਚੁਣੌਤੀ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਅਧਿਐਨ ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ, ਪੇਰੋਵਸਕਾਈਟ-ਸੰਰਚਿਤ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਪੜਾਅ ਦੀ ਪਰਮਾਣੂ-ਦਰ-ਪਰਮਾਣੂ ਜਾਂਚ ਨਾਲ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋਇਆ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਬਣਤਰ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਅਤੇ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਵੱਖਰੀ ਸੀ, ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਇੰਟਰਫੇਸ ਬਣਾਉਂਦੇ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਢਾਂਚਾਗਤ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਲੜੀ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਕਿ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਪੜਾਅ ਉੱਚ-ਸਮਰੱਥਾ ਵਾਲੇ Li-ਅਮੀਰ ਪਰਤ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਆਈਸੋਸਟ੍ਰਕਚਰਲ ਹੈ। ਕਹਿਣ ਦਾ ਭਾਵ ਹੈ, ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਟੋਟਾਈਪ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਇੱਕ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਢਾਂਚੇ ਦੁਆਰਾ ਬਣਾਏ ਗਏ "ਟੈਂਪਲੇਟ" 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਪਰਮਾਣੂ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਜ਼ਦੀਕੀ ਇੰਟਰਫੇਸ ਹੁੰਦੇ ਹਨ।
"ਇਹ ਸੱਚਮੁੱਚ ਇੱਕ ਹੈਰਾਨੀ ਵਾਲੀ ਗੱਲ ਹੈ," ਪਹਿਲੇ ਲੇਖਕ LI Fuzhen ਨੇ ਕਿਹਾ, ਜੋ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ USTC ਦੇ ਗ੍ਰੈਜੂਏਟ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਹਨ। "ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਅਸ਼ੁੱਧੀਆਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਆਮ ਵਰਤਾਰਾ ਹੈ, ਇੰਨਾ ਆਮ ਹੈ ਕਿ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਸਮਾਂ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਨਜ਼ਰਅੰਦਾਜ਼ ਕਰ ਦਿੱਤਾ ਜਾਵੇਗਾ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਉਹਨਾਂ 'ਤੇ ਨੇੜਿਓਂ ਨਜ਼ਰ ਮਾਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਅਸੀਂ ਇਸ ਅਣਕਿਆਸੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਵਿਵਹਾਰ ਦਾ ਪਤਾ ਲਗਾਇਆ, ਅਤੇ ਇਸਨੇ ਠੋਸ-ਠੋਸ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸਾਡੀ ਰਣਨੀਤੀ ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰੇਰਿਤ ਕੀਤਾ।"
ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਅਪਣਾਏ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਕੋਲਡ-ਪ੍ਰੈਸਿੰਗ ਪਹੁੰਚ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਰਣਨੀਤੀ ਪ੍ਰਮਾਣੂ ਪੈਮਾਨੇ 'ਤੇ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸੰਪੂਰਨ, ਸਹਿਜ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਮਹਿਸੂਸ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪ੍ਰਮਾਣੂ-ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਤੀਬਿੰਬਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। (ਐਮਏ ਦੀ ਟੀਮ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤਾ ਗਿਆ।)
ਦੇਖੇ ਗਏ ਵਰਤਾਰੇ ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਉਠਾਉਂਦੇ ਹੋਏ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਜਾਣਬੁੱਝ ਕੇ ਇੱਕ ਲੀ-ਅਮੀਰ ਪਰਤ ਵਾਲੇ ਮਿਸ਼ਰਣ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਪੇਰੋਵਸਕਾਈਟ-ਸੰਰਚਿਤ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਸਮਾਨ ਰਚਨਾ ਦੇ ਨਾਲ ਅਮੋਰਫਸ ਪਾਊਡਰ ਨੂੰ ਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਸੰਯੁਕਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਿੱਚ ਇਹਨਾਂ ਦੋ ਠੋਸ ਪਦਾਰਥਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਸੰਪੂਰਨ, ਸਹਿਜ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ-ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਸੰਪਰਕ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਸੰਬੋਧਿਤ ਕਰਨ ਦੇ ਨਾਲ, ਅਜਿਹੇ ਠੋਸ-ਠੋਸ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੇ ਇੱਕ ਦਰ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕੀਤੀ ਜੋ ਇੱਕ ਠੋਸ-ਤਰਲ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਤੋਂ ਵੀ ਤੁਲਨਾਯੋਗ ਹੈ। ਹੋਰ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਹ ਵੀ ਪਾਇਆ ਕਿ ਇਸ ਕਿਸਮ ਦਾ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਠੋਸ-ਠੋਸ ਸੰਪਰਕ ਵੱਡੇ ਜਾਲੀ ਦੇ ਮੇਲ ਨੂੰ ਬਰਦਾਸ਼ਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਉਹਨਾਂ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਰਣਨੀਤੀ ਕਈ ਹੋਰ ਪੇਰੋਵਸਕਾਈਟ ਠੋਸ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਅਤੇ ਪਰਤ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ 'ਤੇ ਵੀ ਲਾਗੂ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।
"ਇਸ ਕੰਮ ਨੇ ਇੱਕ ਅਜਿਹੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵੱਲ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕੀਤਾ ਜੋ ਅਪਣਾਉਣ ਦੇ ਯੋਗ ਹੈ," ਐਮਏ ਨੇ ਕਿਹਾ। "ਇੱਥੇ ਉਠਾਏ ਗਏ ਸਿਧਾਂਤ ਨੂੰ ਹੋਰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸਮੱਗਰੀਆਂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਨਾਲ ਸੈੱਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਹੋਰ ਵੀ ਬਿਹਤਰ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਵਿਗਿਆਨ ਹੋਰ ਵੀ ਦਿਲਚਸਪ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇਸਦੀ ਉਡੀਕ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ।"
ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦਾ ਇਰਾਦਾ ਇਸ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਆਪਣੀ ਖੋਜ ਜਾਰੀ ਰੱਖਣ ਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਪ੍ਰਸਤਾਵਿਤ ਰਣਨੀਤੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਉੱਚ-ਸਮਰੱਥਾ ਵਾਲੇ, ਉੱਚ-ਸੰਭਾਵੀ ਕੈਥੋਡਾਂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕਰਨਾ ਹੈ।
ਇਹ ਅਧਿਐਨ ਸੈੱਲ ਪ੍ਰੈਸ ਦੇ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਜਰਨਲ, ਮੈਟਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸਦਾ ਸਿਰਲੇਖ ਸੀ "ਐਟੋਮਿਕਲੀ ਇੰਟੀਮੇਟ ਸੰਪਰਕ ਬਿਟਵੀਨ ਸੋਲਿਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਐਂਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਫਾਰ ਲੀ ਬੈਟਰੀਜ਼"। ਪਹਿਲਾ ਲੇਖਕ ਐਲਆਈ ਫੁਜ਼ੇਨ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਯੂਐਸਟੀਸੀ ਦਾ ਗ੍ਰੈਜੂਏਟ ਵਿਦਿਆਰਥੀ ਹੈ। ਪ੍ਰੋ. ਐਮਏ ਚੇਂਗ ਦੇ ਸਹਿਯੋਗੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸਿੰਹੁਆ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਤੋਂ ਪ੍ਰੋ. ਐਨਏਐਨ ਸੀ-ਵੇਨ ਅਤੇ ਐਮਸ ਲੈਬਾਰਟਰੀ ਤੋਂ ਡਾ. ਝਾਓ ਲਿਨ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ।
(ਰਸਾਇਣ ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਪਦਾਰਥ ਵਿਗਿਆਨ ਸਕੂਲ)
ਪੇਪਰ ਲਿੰਕ: https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30029-3
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਜੂਨ-03-2019