ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਲਈ ਲੀਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ 'ਤੇ ਕਾਰਬਨ ਦੀ ਪਰਤ ਚੜ੍ਹਾਉਣ ਦਾ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਖਰਚੀਲਾ ਢੰਗ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਹੈ। ਇਨ੍ਹਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਪਦਾਰਥਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਨਾਲ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕਾਰਬਨ ਪਰਤ ਦੇ ਕਾਰਨ ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਜ਼ਿੰਦਗੀ ਦੁਗਣੀ ਹੋਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ।

 ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨੂੰ ਆਮ ਤੌਰ ‘ਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਪਾਵਰ ਸਰੋਤ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਗੈਸੋਲੀਨ-ਅਧਾਰਤ ਵਾਹਨਾਂ ਦੇ ਵਿਰੁੱਧ ਰੋਜ਼ਾਨਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਇਸ ਦੇ ਜੀਵਨ-ਕਾਲ ਅਤੇ ਲਾਗਤ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਮਾਈਲੇਜ ਪ੍ਰਤੀ ਚਾਰਜ ਵਿੱਚ ਭਾਰੀ ਸੁਧਾਰ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਹੈ। ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਭਾਗ ਕੈਥੋਡ, ਐਨੋਡ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਵਪਾਰਕ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਨੂੰ ਐਨੋਡ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਲੀਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ਜਾਂ ਲੀਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਫਾਸਫੇਟਸ ਲੀਥੀਅਮ ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਕੈਥੋਡ ਵਜੋਂ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਓਰਗੈਨਿਕ ਸੋਲਵੈਂਟ ਵਿੱਚ ਘੁਲਿਆ ਹੋਇਆ ਇੱਕ ਲਿਥੀਅਮ ਸਾਲਟ ਹੈ। ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨ ਦੇ ਮਾਈਲੇਜ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਸਮਰੱਥਾ 80% ਤੱਕ ਘੱਟ ਜਾਣ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ, ਚਾਰਜਿੰਗ ਸਾਈਕਲ ਦੀ ਸੰਖਿਆ ਬੈਟਰੀ ਦਾ ਜੀਵਨ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। 

 ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਰਸਾਇਣਾਂ ਵਿੱਚ ਅਤੇ ਓਪਰੇਟਿੰਗ ਵਿੰਡੋ ਦੇ ਅਧੀਨ ਸਥਿਰ ਹੁੰਦੇ ਹੋਏ ਕਾਰਬਨ, ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਚੱਕਰੀ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕੋਟਿੰਗ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਵਿਕਲਪ ਹੈ। ਕਿਰਿਆਸ਼ੀਲ ਪਦਾਰਥਾਂ 'ਤੇ ਕਾਰਬਨ ਕੋਟਿੰਗ ਨਾਲ ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਸੈੱਲਾਂ ਦੀ ਉਮਰ ਦੁੱਗਣੀ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਲਿਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ‘ਤੇ ਕਾਰਬਨ ਦੀ ਕੋਟਿੰਗ ਬਹੁਤ ਚੁਣੌਤੀਪੂਰਨ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ ਇਕੋ ਵਾਰ ਵਿੱਚ ਲੀਥੀਅਮ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਦੌਰਾਨ ਕਾਰਬਨ ਦੀ ਕੋਟਿੰਗ ਕਰਨਾ ਬਹੁਤ ਮੁਸ਼ਕਲ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

 ਇਸ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਵਿਗਿਆਨ ਅਤੇ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿਭਾਗ, ਭਾਰਤ ਸਰਕਾਰ ਦੀ ਇੱਕ ਖੁਦਮੁਖਤਿਆਰੀ ਸੰਸਥਾ, ਇੰਟਰਨੈਸ਼ਨਲ ਅਡਵਾਂਸਡ ਰਿਸਰਚ ਸੈਂਟਰ ਫਾਰ ਪਾਊਡਰ ਮੈਟਾਲਰਜੀ ਐਂਡ ਨਿਊ ਮਟੀਰੀਅਲਜ਼ (ਏਆਰਸੀਆਈ) ਵਿਖੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਇਕੋ ਵਾਰ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਟਰਾਂਜ਼ੀਸ਼ਨ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡਾਂ ‘ਤੇ ਕਾਰਬਨ ਦੀ ਪਰਤ ਚੜ੍ਹਾਉਣ ਦੀ ਇੱਕ ਤਕਨੀਕ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਆਕਸਾਈਡ ਦਾ ਆਪਣੇ ਆਪ ਹੀ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਆਕਸਾਈਡ ਸਮੱਗਰੀ ਨੂੰ ਕਾਰਬਨ ਨਾਲ ਕੋਟ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਦੂਜਾ ਤਰੀਕਾ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਇਕਸਾਰ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦਾ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਮਹਿੰਗਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਏਆਰਸੀਆਈ ਵਿਧੀ ਵਿੱਚ, ਠੋਸ-ਅਵੱਸਥਾ ਦੇ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਜਦੋਂ ਹਵਾ ਵਿੱਚ ਗਰਮੀ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਆਕਸੀਜਨ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਟਰਾਂਜ਼ੀਸ਼ਨ ਮੈਟਲ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਕਾਰਬਨ ਪ੍ਰੀਕਰਸਰ ਫਸਾ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਲਿਥਿਅਮ ਟਰਾਂਜ਼ੀਸ਼ਨ ਮੈਟਲ ਆਕਸਾਈਡਾਂ - 

LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2 (NMC111) 

(ਐੱਨਐੱਮਸੀ 111) 'ਤੇ ਇਸ ਤਕਨੀਕ ਦੁਆਰਾ ਯੂਨੀਫਾਰਮ ਕਾਰਬਨ ਕੋਟਿੰਗ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।

 ਕਾਰਬਨ-ਕੋਟਿਡ ਐੱਨਐੱਮਸੀ 111 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਿਆਂ ਨਿਰਮਿਤ ਲੀਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਸੈੱਲਾਂ ਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਾਰੋਬਾਰੀ ਲੀਥੀਅਮ-ਲੇਅਰਡ ਆਕਸਾਈਡ ਕੈਥੋਡਜ਼ ਦੇ ਤਕਰੀਬਨ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। ਚਾਰਜਿੰਗ/ਡਿਸਚਾਰਜਿੰਗ ਦੇ 1000 ਸਾਈਕਲ ਦੇ ਬਾਅਦ 80% ਤੋਂ ਵੱਧ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਣ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਕੋਟੇਡ ਉਤਪਾਦ ਦੀ ਉੱਤਮ ਸਾਈਕਲ ਸਥਿਰਤਾ ਵਪਾਰਕ ਨਮੂਨਿਆਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਇੱਕ ਸਰਬੋਤਮ ਕਾਰਬਨ ਮੋਟਾਈ ਨਾਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਹੋਈ। ਏਆਰਸੀਆਈ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦਾ ਅਨੁਮਾਨ ਹੈ ਕਿ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਿਵਹਾਰਕ ਬਣਾਉਣਾ ਜਾਰੀ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਜਦੋਂ ਇੱਕ ਵਾਰ, ਲੈਬ-ਸਕੇਲ ਬੈਚ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਨਿਰੰਤਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੁਆਰਾ ਬਦਲਿਆ ਜਾਏਗਾ ਤਾਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰ ਹੋਵੇਗਾ।

ਚਿੱਤਰ 1 (ਖੱਬੇ): ਇਕਸਾਰ ਕਾਰਬਨ ਪਰਤ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਕਣਾਂ ਵਿਚੋਂ ਇੱਕ ਦੀ ਟਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮਾਈਕਰੋਸਕੋਪੀ ਦਾ ਉੱਚ ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ

(ਸੱਜੇ): ਏਆਰਸੀਆਈ ਦੁਆਰਾ ਵਪਾਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸੀ- ਐੱਨਐੱਮਸੀ 111 ਦੀਆਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਕੈਮੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ।

 ਵਧੇਰੇ ਵਿਸਤਾਰ ਲਈ, ਕਿਰਪਾ ਕਰਕੇ ਪਬਲੀਕੇਸ਼ਨ ਲਿੰਕ ‘ਤੇ ਦੇਖੋ: https://doi.org/10.1016j.electacta.2017.08.096

, ਡਾ. ਐੱਮਬੀ ਸਹਾਨਾ( sahanamb@arci.res.in )

 ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।

  **********

 ਐੱਸਐੱਸ / ਆਰਪੀ (ਡੀਐੱਸਟੀ ਮੀਡੀਆ ਸੈੱਲ)