पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों में इलेक्ट्रोलाइट चिपचिपाहट में वृद्धि, आयन चालकता में कमी, और -20 डिग्री सेल्सियस से नीचे के वातावरण में इंटरफ़ेस चार्ज ट्रांसफर प्रतिबाधा में तेज वृद्धि जैसी समस्याओं का खतरा होता है, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी के प्रदर्शन में तेजी से गिरावट या विफलता भी होती है। इसलिए, बेहद कम तापमान की स्थिति के तहत कुशल थोक आयन परिवहन और स्थिर इंटरफ़ेस गतिशीलता की एक साथ प्राप्ति एक मुख्य समस्या बन गई है जिसे कम तापमान वाले ऊर्जा भंडारण उपकरणों के क्षेत्र में दूर करने की आवश्यकता है।
हाल ही में, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के इंस्टीट्यूट ऑफ इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के मा यानवेई की टीम ने सफलतापूर्वक एक लिथियम-आयन कैपेसिटर विकसित किया है जो -100 डिग्री सेल्सियस के बेहद कम तापमान वाले वातावरण में काम कर सकता है, जो इस प्रकार के डिवाइस के कम तापमान वाले ऑपरेशन रिकॉर्ड को तोड़ सकता है। प्रासंगिक परिणाम "जर्मन एप्लाइड केमिस्ट्री" में प्रकाशित किए गए थे।
इलेक्ट्रोलाइट विलायक की आणविक संरचना डिजाइन और कमजोर द्विध्रुवीय अंतःक्रियाओं के नियमन से शुरू करते हुए, अनुसंधान टीम ने एक नई कम तापमान वाली इलेक्ट्रोलाइट डिजाइन रणनीति का प्रस्ताव रखा।
विलायक अणुओं में एक मजबूत इलेक्ट्रॉन-निकासी प्रभाव के साथ एक फ्लोरिनेटेड समूह (-सीएफ 3) पेश करके, पारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट में कठोर सॉल्वेशन शेल टूट जाता है, और एक अद्वितीय विलायक-आयन सह-समन्वय कमजोर एकत्रीकरण संरचना (एजीजी-डब्ल्यू) कम तापमान वाले इलेक्ट्रोलाइट का निर्माण किया जाता है।
यह कमजोर एकत्रित इलेक्ट्रोलाइट न केवल कम तापमान पर उच्च आयनिक चालकता, कम चिपचिपापन और विस्तृत तरल रेंज जैसे उत्कृष्ट थोक गुणों को बनाए रखता है, बल्कि कम प्रतिबाधा और तेजी से स्थानांतरण की स्थिर इंटरफेशियल गतिशीलता विशेषताओं को भी प्राप्त करता है।
इस नए कम तापमान वाले इलेक्ट्रोलाइट के आधार पर तैयार किए गए 1100 एफ लिथियम आयन कैपेसिटर ने -100 डिग्री सेल्सियस के बेहद कम तापमान वाले वातावरण में सफलतापूर्वक स्थिर डिस्चार्ज हासिल किया है।
यह शोध न केवल अत्यधिक ठंडे वातावरण में लिथियम-आयन कैपेसिटर के अनुप्रयोग की बाधा को दूर करता है, बल्कि अत्यधिक वातावरण के लिए उच्च-प्रदर्शन वाले इलेक्ट्रोकेमिकल सिस्टम के विकास के लिए एक सैद्धांतिक आधार भी रखता है।यह मेरे देश की गहन अंतरिक्ष अन्वेषण और ध्रुवीय रणनीति के कार्यान्वयन के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।
