লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি পাওয়ার ব্যাটারির কাছে এসে সব দিক থেকে তাড়াহুড়ো করতে শুরু করে

1800 সালে, আলেসান্দ্রো ভোল্টা, একজন ইতালীয় পদার্থবিদ, ভোল্টা স্ট্যাক আবিষ্কার করেন, যা মানব ইতিহাসের প্রথম ব্যাটারি। প্রথম ব্যাটারিটি দস্তা (অ্যানোড) এবং তামা (ক্যাথোড) শীট এবং লবণ জলে (ইলেক্ট্রোলাইট) ভিজিয়ে কাগজ দিয়ে তৈরি করা হয়েছিল, যা বিদ্যুতের কৃত্রিম সম্ভাবনা প্রদর্শন করে।

তারপর থেকে, একটি ডিভাইস হিসাবে যা অবিচ্ছিন্ন এবং স্থিতিশীল কারেন্ট সরবরাহ করতে পারে, ব্যাটারিগুলি 200 বছরেরও বেশি বিকাশের অভিজ্ঞতা অর্জন করেছে এবং নমনীয় বিদ্যুতের ব্যবহারের জন্য মানুষের চাহিদা মেটাতে অব্যাহত রয়েছে।

সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তির বিপুল চাহিদা এবং পরিবেশ দূষণ নিয়ে উদ্বেগ বৃদ্ধির সাথে, সেকেন্ডারি ব্যাটারিগুলি (বা ব্যাটারি) যা অন্যান্য ধরণের শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করতে পারে এবং রাসায়নিক শক্তির আকারে সংরক্ষণ করতে পারে তা শক্তিতে পরিবর্তন আনতে থাকে। পদ্ধতি।

লিথিয়াম ব্যাটারির বিকাশ অন্য দিক থেকে সমাজের অগ্রগতি দেখায়। প্রকৃতপক্ষে, মোবাইল ফোন, কম্পিউটার, ক্যামেরা এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনের দ্রুত বিকাশ লিথিয়াম ব্যাটারি প্রযুক্তির পরিপক্কতার উপর ভিত্তি করে।

চেন জেনারেল। লিথিয়াম ব্যাটারির জন্ম ও উদ্বেগ ঘনিয়ে আসছে

লিথিয়াম ব্যাটারির জন্ম

ব্যাটারিতে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক খুঁটি রয়েছে। ধনাত্মক মেরু, যা ক্যাথোড নামেও পরিচিত, সাধারণত আরও স্থিতিশীল উপাদান দিয়ে তৈরি হয়, অন্যদিকে ঋণাত্মক মেরু, যা অ্যানোড নামেও পরিচিত, সাধারণত "অত্যন্ত সক্রিয়" ধাতব পদার্থ দিয়ে তৈরি হয়। ইলেক্ট্রোলাইট দ্বারা ইতিবাচক এবং নেতিবাচক মেরুগুলি পৃথক করা হয় এবং রাসায়নিক শক্তির আকারে সংরক্ষণ করা হয়।

দুই মেরুর মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়ায় আয়ন ও ইলেকট্রন উৎপন্ন হয়। এই আয়ন এবং ইলেকট্রনগুলি ব্যাটারিতে চলাচল করে, ইলেকট্রনগুলিকে বাইরের দিকে যেতে বাধ্য করে, একটি চক্র গঠন করে এবং বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে।

1970-এর দশকে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে তেল সংকট, সামরিক, বিমান চলাচল, ওষুধ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে নতুন বিদ্যুতের চাহিদার সাথে মিলিত, পুনর্নবীকরণযোগ্য পরিচ্ছন্ন শক্তি সঞ্চয় করার জন্য রিচার্জেবল ব্যাটারির অনুসন্ধানকে উদ্দীপিত করেছিল।

সমস্ত ধাতুর মধ্যে, লিথিয়ামের খুব কম নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ এবং ইলেক্ট্রোড সম্ভাবনা রয়েছে। অন্য কথায়, লিথিয়াম ব্যাটারি সিস্টেম তাত্ত্বিকভাবে সর্বাধিক শক্তির ঘনত্ব অর্জন করতে পারে, তাই লিথিয়াম ব্যাটারি ডিজাইনারদের প্রাকৃতিক পছন্দ।

যাইহোক, লিথিয়াম অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল এবং জল বা বাতাসের সংস্পর্শে এলে জ্বলতে এবং বিস্ফোরিত হতে পারে। অতএব, লিথিয়াম টেমিং ব্যাটারি উন্নয়নের চাবিকাঠি হয়ে উঠেছে। উপরন্তু, লিথিয়াম সহজেই ঘরের তাপমাত্রায় জলের সাথে প্রতিক্রিয়া করতে পারে। যদি ব্যাটারি সিস্টেমে ধাতব লিথিয়াম ব্যবহার করতে হয়, তবে অ-জলীয় ইলেক্ট্রোলাইটগুলি প্রবর্তন করা অপরিহার্য।

1958 সালে, হ্যারিস ধাতব ব্যাটারির ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে জৈব ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছিলেন। 1962 সালে, লকহিড মিশন এবং স্পেসকো। মার্কিন সামরিক বাহিনীর চিল্টন জুনিয়র এবং কুক "লিথিয়াম অ-জলীয় ইলেক্ট্রোলাইট সিস্টেম" এর ধারণাটি তুলে ধরেন।

চিল্টন এবং কুক একটি নতুন ধরণের ব্যাটারি ডিজাইন করেছেন, যা ক্যাথোড হিসাবে লিথিয়াম ধাতু, Ag, Cu, Ni halides কে ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহার করে এবং কম গলনাঙ্কের ধাতু লবণ lic1-AlCl3 ইলেক্ট্রোলাইট হিসাবে প্রোপিলিন কার্বনেটে দ্রবীভূত হয়। যদিও ব্যাটারির সমস্যা এটিকে বাণিজ্যিক সম্ভাব্যতার পরিবর্তে ধারণার মধ্যে স্থির করে তোলে, চিল্টন এবং কুকের কাজটি লিথিয়াম ব্যাটারি গবেষণার শুরু।

1970 সালে, জাপানের প্যানাসনিক ইলেকট্রিক কোম্পানি এবং মার্কিন সামরিক বাহিনী স্বাধীনভাবে একটি নতুন ক্যাথোড উপাদান সংশ্লেষিত করেছিল - প্রায় একই সময়ে কার্বন ফ্লোরাইড। (CFx) N (0.5 ≤ x ≤ 1) এর আণবিক অভিব্যক্তি সহ স্ফটিক কার্বন ফ্লোরাইড সফলভাবে Panasonic Electric Co., Ltd. দ্বারা প্রস্তুত করা হয়েছিল এবং লিথিয়াম ব্যাটারির অ্যানোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। লিথিয়াম ফ্লোরাইড ব্যাটারির উদ্ভাবন লিথিয়াম ব্যাটারি বিকাশের ইতিহাসে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। এই প্রথম লিথিয়াম ব্যাটারির ডিজাইনে "এমবেডেড কম্পাউন্ড" প্রবর্তন করা হয়েছে।

যাইহোক, লিথিয়াম ব্যাটারির রিভার্সিবল চার্জ এবং ডিসচার্জ উপলব্ধি করার জন্য, চাবিকাঠি হল রাসায়নিক বিক্রিয়ার বিপরীতযোগ্যতা। সেই সময়ে, বেশিরভাগ নন-রিচার্জেবল ব্যাটারি লিথিয়াম অ্যানোড এবং জৈব ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করত। রিচার্জেবল ব্যাটারিগুলি উপলব্ধি করার জন্য, বিজ্ঞানীরা স্তরযুক্ত ট্রানজিশন মেটাল সালফাইডের ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডে লিথিয়াম আয়নগুলির বিপরীতমুখী সন্নিবেশ অধ্যয়ন করতে শুরু করেছিলেন।

এক্সনমোবিলের স্ট্যানলি হুইটিংহাম দেখতে পেয়েছেন যে ইন্টারক্যালেশন রাসায়নিক বিক্রিয়া ক্যাথোড উপাদান হিসাবে স্তরযুক্ত TiS2 ব্যবহার করে পরিমাপ করা যেতে পারে, এবং নিষ্কাশন পণ্য হল LiTiS2।

1976 সালে, উইটিংহাম দ্বারা বিকশিত ব্যাটারিটি ভাল প্রাথমিক দক্ষতা অর্জন করেছিল। যাইহোক, বারবার চার্জ করা এবং কয়েকবার ডিসচার্জ করার পরে, ব্যাটারিতে লিথিয়াম ডেনড্রাইট তৈরি হয়। ডেনড্রাইটগুলি নেতিবাচক মেরু থেকে ধনাত্মক মেরুতে বৃদ্ধি পেয়ে একটি শর্ট সার্কিট তৈরি করে, যা ইলেক্ট্রোলাইট জ্বালানোর বিপদ সৃষ্টি করে এবং শেষ পর্যন্ত ব্যর্থ হয়।

1989 সালে, লিথিয়াম/মলিবডেনাম সেকেন্ডারি ব্যাটারির অগ্নি দুর্ঘটনার কারণে, কয়েকটি ছাড়া বেশিরভাগ কোম্পানি লিথিয়াম ধাতব সেকেন্ডারি ব্যাটারির বিকাশ থেকে সরে আসে। লিথিয়াম ধাতব সেকেন্ডারি ব্যাটারির বিকাশ মূলত বন্ধ করা হয়েছিল কারণ নিরাপত্তা সমস্যা সমাধান করা যায়নি।

বিভিন্ন পরিবর্তনের দুর্বল প্রভাবের কারণে, লিথিয়াম মেটাল সেকেন্ডারি ব্যাটারির উপর গবেষণা স্থবির হয়ে পড়েছে। অবশেষে, গবেষকরা একটি মৌলিক সমাধান বেছে নিয়েছেন: লিথিয়াম ধাতব সেকেন্ডারি ব্যাটারির ইতিবাচক এবং নেতিবাচক খুঁটি হিসাবে এমবেডেড যৌগ সহ একটি রকিং চেয়ার ব্যাটারি।

1980-এর দশকে, গুডনো ইংল্যান্ডের অক্সফোর্ড ইউনিভার্সিটিতে স্তরযুক্ত লিথিয়াম কোবালেট এবং লিথিয়াম নিকেল অক্সাইড ক্যাথোড উপকরণগুলির গঠন অধ্যয়ন করেন। অবশেষে, গবেষকরা বুঝতে পেরেছিলেন যে ক্যাথোড উপাদান থেকে অর্ধেকেরও বেশি লিথিয়াম বিপরীতভাবে সরানো যেতে পারে। এই ফলাফল অবশেষে জন্মের দিকে পরিচালিত করে।

1991 সালে, SONY কোম্পানি প্রথম বাণিজ্যিক লিথিয়াম ব্যাটারি (অ্যানোড গ্রাফাইট, ক্যাথোড লিথিয়াম যৌগ, জৈব দ্রাবক দ্রবীভূত ইলেক্ট্রোড তরল লিথিয়াম লবণ) চালু করে। উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং বিভিন্ন ফর্মুলেশনের বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে যা বিভিন্ন ব্যবহারের পরিবেশের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি বাজারে বাণিজ্যিকীকরণ এবং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে