హానికరమైన లిథియం నిక్షేపణను నివారించడానికి సియోల్ టెక్ ఒక నూతన అల్ట్రా-ఫాస్ట్-ఛార్జింగ్-బ్యాటరీ వ్యూహాన్ని అభివృద్ధి చేసింది.

ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు అధిక-శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల వేగవంతమైన అభివృద్ధి, అతివేగంగా ఛార్జ్ అయ్యే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలకు పెరుగుతున్న డిమాండ్‌ను పెంచింది. అయినప్పటికీ, ప్రస్తుత లిథియం-అయాన్ పునర్వినియోగ బ్యాటరీలు వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ ప్రక్రియల సమయంలో తీవ్రమైన శక్తి క్షీణతను ఎదుర్కొంటాయి మరియు ఇది విపత్కర వైఫల్యాలకు కూడా దారితీయవచ్చు, దీనివల్ల భద్రతాపరమైన ప్రమాదాలు పెరుగుతాయి. దీనికి ప్రధాన కారణం, యానోడ్-ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద విద్యుత్ రసాయన అస్థిరత ఏర్పడటం, ఇది బ్యాటరీ ఉపరితలంపై హానికరమైన లోహ-లిథియం నిక్షేపణకు మరియు పేలవమైన ఉష్ణ స్థిరత్వానికి దారితీస్తుంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, అధిక లిథియం నిక్షేపణను మరియు అస్థిరమైన సాలిడ్-ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ (SEI) పొరల ఏర్పాటును నిరోధించడానికి అధిక-వోల్టేజ్ ఆనోడ్ పదార్థాలు అత్యంత ఆశాజనకమైన ప్రత్యామ్నాయాలుగా మారాయి. ఈ బలాలు ఉన్నప్పటికీ, అత్యాధునిక పదార్థాలు ఇప్పటికీ అసంతృప్తికరమైన అయానిక వాహకత్వం మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వం వల్ల పరిమితంగా ఉన్నాయి, ఇవి విద్యుత్ ఉత్పత్తిని మరియు దీర్ఘకాలిక విశ్వసనీయతను బలహీనపరుస్తాయి.

విదేశీ మీడియా నివేదికల ప్రకారం, ఈ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి, సియోల్ నేషనల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీలో అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ డాంగ్‌వూక్ హాన్ నేతృత్వంలోని ఒక పరిశోధన బృందం, నాసికాన్ (NASICON) తరహా నిర్మాణంతో కూడిన ఆఫ్-స్టోయికియోమెట్రిక్ (OS) లిథియం టైటానియం ఫాస్ఫేట్ ఆనోడ్ పదార్థాన్ని అభివృద్ధి చేసింది. ఈ పదార్థం దాని అసాధారణమైన నిర్మాణ మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వానికి ప్రసిద్ధి చెందింది. ఈ రూపకల్పన, గతిశాస్త్రపరమైన పరిమితులను అధిగమించి, స్థిరమైన వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ పనితీరును సాధించడానికి, క్రియాశీల పదార్థ కణాల ఉపరితలం కింద ఆకస్మిక దశ పరివర్తనను ప్రేరేపించగలదు.
సంబంధిత పరిశోధన ఫలితాలు అడ్వాన్స్‌డ్ ఫంక్షనల్ మెటీరియల్స్ అనే జర్నల్‌లో ప్రచురించబడ్డాయి.

త్వరిత అయాన్ రవాణా కోసం ఉపరితల మాడ్యులేషన్

లిథియం టైటానియం ఫాస్ఫేట్ (LTP) సోడియం-సూపర్-అయానిక్-కండక్టర్ (NASICON) రకం నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది అద్భుతమైన నిర్మాణ మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వంతో పాటు వేగవంతమైన లిథియం-అయాన్ వ్యాప్తి మార్గాలను కలిగి ఉంటుంది. దాని పూర్తి స్థాయి సామర్థ్యాన్ని వినియోగించుకోవడానికి, పరిశోధకులు ఆఫ్-స్టాయికియోమెట్రిక్ డిజైన్ వ్యూహాన్ని అవలంబించి, ఫాస్ఫరస్ (P) మరియు టైటానియం (Ti) నిష్పత్తిని ఉద్దేశపూర్వకంగా పెంచారు. ఇటువంటి టైటానియం-లోపం ఉన్న కూర్పు, LTP కణాల ఉపరితలానికి దగ్గరగా టైటానియం ఫాస్ఫేట్ (TPO) డొమైన్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
ఈ TPO-సమృద్ధి ప్రాంతాలు అధిక-సామర్థ్య గతిజ మార్గాలుగా పనిచేస్తాయి, ఇవి ఆనోడ్-ఎలక్ట్రోలైట్ ఇంటర్‌ఫేస్ అంతటా లిథియం-అయాన్ రవాణాకు శక్తి అవరోధాన్ని తగ్గిస్తాయి మరియు కణ ఉపరితలాల దగ్గర వేగవంతమైన అయాన్-బదిలీ మార్గాలను నిర్మిస్తాయి. అంతేకాకుండా, TPO ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లోని అత్యంత సౌకర్యవంతమైన P-O-P బంధాలు, వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ చక్రాల సమయంలో ఘనపరిమాణ వైవిధ్యానికి అనుగుణంగా నిర్మాణ సౌలభ్యాన్ని అందిస్తాయి మరియు NASICON-రకం నిర్మాణాన్ని కోలుకోలేని నష్టం నుండి కాపాడతాయి.

వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ పరిస్థితులలో దృఢమైన పనితీరు

తదనుగుణంగా, వేగవంతమైన ఛార్జింగ్ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేసే కీలక సూచిక అయిన రేట్-సామర్థ్య పరీక్షలలో, 10C ఛార్జింగ్ రేటు వద్ద OS-LTP-కార్బన్ (OS-LTP/C) కాంపోజిట్ ఆనోడ్ దాని ప్రారంభ సామర్థ్యంలో 86% ను అద్భుతంగా నిలుపుకుంది, అయితే స్వచ్ఛమైన LTP/C కాంపోజిట్ ఆనోడ్ సామర్థ్యం తీవ్రంగా పడిపోయింది.
ఈ మెటీరియల్ 250కి పైగా సైకిల్స్ తర్వాత కూడా అద్భుతమైన సైక్లింగ్ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తుంది. ఫుల్-సెల్ కాన్ఫిగరేషన్లు కూడా ఇదే విధంగా గొప్ప రేట్ పనితీరును మరియు అధిక-వోల్టేజ్ క్యాథోడ్‌లతో విస్తృత అనుకూలతను ప్రదర్శిస్తాయి.

సురక్షితమైన బ్యాటరీల దిశగా విస్తృత మార్గం

"మా పద్ధతి ఫాస్ట్-ఛార్జింగ్ బ్యాటరీ డిజైన్‌కు ఒక సరికొత్త నమూనాను సృష్టిస్తుంది మరియు దీనిని ఆల్-సాలిడ్-స్టేట్ బ్యాటరీలతో సహా భవిష్యత్తులోని అనేక శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలకు విస్తృతంగా వర్తింపజేయవచ్చు," అని హాన్ పేర్కొన్నారు. "ఈ డిజైన్ వ్యూహం ఛార్జింగ్ సమయాన్ని తగ్గించడం, భద్రతను మెరుగుపరచడం మరియు పునరుత్పాదక-శక్తి పవర్ గ్రిడ్‌లకు మద్దతు ఇవ్వడం ద్వారా ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలను మరింత ఆచరణాత్మకంగా మార్చగలదు."
ముగింపుగా, ఈ ఆఫ్-స్టాయికియోమెట్రిక్ డిజైన్ వ్యూహం పునర్వినియోగ బ్యాటరీలు ఎదుర్కొంటున్న ప్రధాన అడ్డంకులలో ఒకదానిని పరిష్కరిస్తుంది మరియు వాణిజ్యపరంగా సిద్ధంగా ఉన్న అల్ట్రా-ఫాస్ట్-ఛార్జింగ్ శక్తి నిల్వ సాంకేతికతకు ఒక ఆశాజనకమైన విధానాన్ని అందిస్తుంది.