لیتھیم بیٹریوں کے لیے نئے مواد کی تحقیق میں اہم پیش رفت ہوئی ہے۔
حال ہی میں پیکنگ یونیورسٹی کے سکول آف نیو میٹریلز کے پروفیسر پین فینگ کی ٹیم نے اپنے تحقیقی کام میں اہم پیش رفت کی ہے۔
جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، لیتھیم بیٹریاں موبائل فونز اور الیکٹرک گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہیں۔ تہہ دار مواد میں اعلیٰ مخصوص صلاحیت ہوتی ہے اور اسے اندرون و بیرون ملک اعلیٰ درجے کی الیکٹرک گاڑیوں (جیسے ٹیسلا الیکٹرک گاڑیاں) میں پاور بیٹریوں کے لیے ایک مثبت الیکٹروڈ مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ کارکردگی اور شرح کارکردگی کے تقاضے بھی زیادہ سے زیادہ ہوتے جا رہے ہیں۔ ٹرانزیشن میٹل آکسائڈ پرتوں والے کیتھوڈ مواد کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی کو بہتر بنانے کے بہت سے طریقے ہیں۔ ان میں سے، بجلی کی بیٹریوں کی موجودہ مانگ کو پورا کرنے کے لیے دیگر عناصر، جیسے (Al، Ti) کو ڈوپ کر کے مواد کی سائیکل کی کارکردگی اور شرح کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ چارجنگ اور عمر کی طلب اس لیے موجودہ تحقیق میں ایک گرم مقام بن گئی ہے۔ ڈوپنگ کے بعد مؤثر طریقے سے ڈوپ کرنے اور کارکردگی کو بہتر بنانے کا طریقہ کار ابھی تک سمجھ میں نہیں آیا ہے، اور مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔
پیکنگ یونیورسٹی سکول آف نیو میٹریلز نے لتیم بیٹری میٹریل انٹرفیس گریڈینٹ ری کنسٹرکشن کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں پیش رفت کی ہے۔
حال ہی میں، پروفیسر پین فینگ کی قیادت میں کلین انرجی سنٹر ریسرچ ٹیم، سکول آف نیو میٹریلز، پیکنگ یونیورسٹی شینزین گریجویٹ سکول، نے نیوٹران ڈفریکشن، ایکس رے جذب کرنے والی سپیکٹروسکوپی (XPS)، ہائی پریسجن اور ایٹمک سکیل مائکروسکوپ (HR-TEM اور) کا استعمال کیا۔ کروی خرابی TEM) پہلے اصولوں کوانٹم کیمسٹری کے حسابات کے ساتھ مل کر، لتیم بیٹریوں کے ٹرانزیشن میٹل آکسائیڈ پرتوں والے مواد کے انٹرفیس پر Ti گریڈینٹ ڈوپنگ کے ذریعے تشکیل دی گئی ایک نئی قسم کے انٹرفیس کی تعمیر نو، بہتر بیٹری چارج اور ڈسچارج ریٹ اور سائیکل کا استحکام، اور متعلقہ میکانزم۔ منظم طریقے سے مطالعہ کیا گیا ہے. یہ کام حال ہی میں ایڈوانسڈ انرجی میٹریلز (IF=24.884) میں شائع ہوا ہے، جو توانائی کے مواد کے شعبے میں ایک معروف جریدے ہے۔
پین فینگ کے تحقیقی گروپ نے تقریباً 6 نینو میٹر موٹے Ti-O ڈھانچے کے عنصر اور ہائی نکل کیتھوڈ پرتوں والے مواد LiNi0.8Co0.2O2 (NC82) کی سطح پر Li/Ni ری ایکشن بنانے کے لیے آزادانہ طور پر اختراعی Ti gradient ڈوپنگ طریقہ استعمال کیا۔ نیا انٹرفیس ڈھانچہ۔ Ti-O کے مضبوط کیمیائی بانڈ کی وجہ سے، ترکیب کے عمل کے دوران انٹرفیس کی آکسیجن ایٹم کی استحکام بہتر ہوتی ہے۔ دوبارہ تعمیر شدہ انٹرفیس مواد کو H2O، CO2 اور الیکٹرولائٹ کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنے سے روک سکتا ہے، اور ترکیب کے عمل کے دوران سطح کی تشکیل کو روک سکتا ہے۔ متفرق مراحل (جیسے NiO قسم کا راک سالٹ مرحلہ، Li2CO3، وغیرہ) مواد کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی، خاص طور پر شرح کی کارکردگی اور سائیکل کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے۔ یہ ساختی سطحی تہہ دار فیز پروٹیکشن میکانزم ٹرانسپورٹ کو چارج کرنے کے لیے روایتی سطح کی انرٹ کوٹنگ کے طریقوں کے نقصان پر قابو پا سکتا ہے۔ یہ اعلی نکل مواد کی سطح کیمیائی خصوصیات کی ایڈجسٹمنٹ پر مبنی ہے تاکہ اعلی صلاحیت، اعلی شرح، اور اعلی استحکام کے ساتھ مثبت الیکٹروڈ حاصل کیا جا سکے. مواد نئے ذرائع فراہم کرتے ہیں۔
