नवीन आणविक डिजाइन को नियोजित करके, टीम ने एक नवीन कार्यात्मक सामग्री विकसित की है जो उच्च इंटरफेसियल प्रतिरोध और कम आयन परिवहन दक्षता की प्रमुख चुनौतियों को हल करने के लिए एक नया मार्ग प्रदान करती है, जो लंबे समय से ठोस राज्य बैटरी के विकास में बाधा बनी हुई है। संबंधित शोध निष्कर्ष प्रतिष्ठित अंतरराष्ट्रीय जर्नल में प्रकाशित हुए हैंउन्नत सामग्री.
सॉलिड{0}स्टेट लिथियम बैटरियों को उनकी उच्च सुरक्षा और ऊर्जा घनत्व के कारण अगली पीढ़ी के ऊर्जा भंडारण के लिए एक रणनीतिक दिशा के रूप में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है। हालाँकि, पारंपरिक ठोस अवस्था वाली बैटरियों में इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट के बीच ठोस संपर्क से खराब इंटरफेशियल संपर्क होता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च आयनिक परिवहन प्रतिरोध और कम दक्षता होती है, जो वाणिज्यिक अनुप्रयोग के लिए एक बड़ी बाधा है।
इस चुनौती से निपटने के लिए, शोध दल ने पॉलिमर अणुओं के डिज़ाइन लचीलेपन का लाभ उठाकर एक नया दृष्टिकोण अपनाया। उन्होंने पॉलिमर बैकबोन पर इथॉक्सी समूहों का संचालन करने वाले आयन और इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से सक्रिय लघु सल्फर श्रृंखला दोनों को सरलता से पेश किया। इसने एक नई बहुक्रियाशील सामग्री तैयार की जो उपलब्धि हासिल करती हैआणविक-स्तर इंटरफ़ेस एकीकरण. इस सामग्री में न केवल उच्च आयनिक चालकता है, बल्कि यह ऑपरेटिंग वोल्टेज विंडो के आधार पर आयन परिवहन और विद्युत रासायनिक ऊर्जा भंडारण के बीच अपने व्यवहार को बुद्धिमानी से बदल भी सकता है।
इस सामग्री से निर्मित एकीकृत लचीली बैटरी असाधारण यांत्रिक मजबूती का प्रदर्शन करती है20,000 से अधिक बार-बार झुकने के चक्रप्रदर्शन में गिरावट के बिना. यह इसे रोलेबल डिस्प्ले और स्मार्ट कपड़ों जैसे लचीले और पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स में मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है। इसके अलावा, जब एक मिश्रित कैथोड में पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग किया जाता है, तो सामग्री सफलतापूर्वक कैथोड की ऊर्जा घनत्व को बढ़ा देती है86%, जो समग्र बैटरी प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।
यह शोध न केवल इस नए सामग्री डिजाइन की महान क्षमता को उजागर करता है, बल्कि उच्च {{0}प्रदर्शन, उच्च {{1}सुरक्षा अगली पीढ़ी की ठोस {{3}स्टेट बैटरी विकसित करने के लिए एक नया अनुसंधान प्रतिमान और ठोस तकनीकी आधार भी प्रदान करता है, जो लचीली ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में चीन के लिए एक महत्वपूर्ण कदम है।
