ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸ ਐਂਡ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ ਆਫ਼ ਚਾਈਨਾ (USTC) ਦੇ ਪ੍ਰੋ. ਮਾ ਚੇਂਗ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਿੱਚ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਟੀਮ ਨੇ ਲਿਥੀਅਮ ਬੈਟਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਕਾਫ਼ੀ ਤਰੱਕੀ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਇੱਕ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਨਵੀਂ ਕਿਸਮ ਦੀ ਠੋਸ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ ਹੈ।
ਆਲ-ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਲਿਥਿਅਮ ਬੈਟਰੀਆਂ (ASSLBs) ਨੂੰ ਆਟੋ ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ ਕ੍ਰਾਂਤੀ ਲਿਆਉਣ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦੇ ਨਾਲ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨਾਂ ਦੇ ਭਵਿੱਖ ਵਜੋਂ ਦਰਸਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਬੈਟਰੀਆਂ ਮੌਜੂਦਾ ਵਪਾਰਕ ਲਿਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕਈ ਫਾਇਦੇ ਰੱਖਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਮੁੱਖ ਇਹਨਾਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੀ ਸੁਰੱਖਿਆ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੁਧਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਮੌਜੂਦਾ ਲਿਥੀਅਮ-ਆਇਨ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਪੈਦਾ ਹੋਈ ਸੁਰੱਖਿਆ ਚਿੰਤਾਵਾਂ ਦੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਹੱਲ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ASSLBs ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸੰਭਾਵਨਾ ਰੱਖਦੇ ਹਨ।
ਫੰਕਸ਼ਨਲ ASSLBs ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਢੁਕਵੀਂ ਠੋਸ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇੱਕ ਚੁਣੌਤੀ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਠੋਸ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਜੋ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ ਮੌਜੂਦ ਹਨ, ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਪਾਰਕ ਵਰਤੋਂ ਲਈ ਬਹੁਤ ਮਹਿੰਗੇ ਹਨ।
ਇਸ ਮੁੱਦੇ ਨੂੰ ਸੰਬੋਧਿਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਸਫਲਤਾਪੂਰਵਕ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਕਿਸਮ ਦੀ ਠੋਸ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ ਜਿਸਨੂੰ ਲਿਥੀਅਮ ਜ਼ੀਰਕੋਨੀਅਮ ਆਕਸੀਕਲੋਰਾਈਡ (LZCO) ਵਜੋਂ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਨਵੇਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਫਾਇਦਿਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਇਸਦੀ ਘੱਟ ਕੀਮਤ ਹੈ, ਜੋ ਇਸ ਤੱਥ ਤੋਂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇਸਨੂੰ ਸਸਤੇ, ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਮਿਸ਼ਰਣਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਲਿਥੀਅਮ ਹਾਈਡ੍ਰੋਕਸਾਈਡ ਮੋਨੋਹਾਈਡਰੇਟ, ਲਿਥੀਅਮ ਕਲੋਰਾਈਡ, ਅਤੇ ਜ਼ੀਰਕੋਨੀਅਮ ਕਲੋਰਾਈਡ ਤੋਂ ਸੰਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, LZCO ਉਤਪਾਦਨ ਦੀ ਲਾਗਤ $11.60 ਪ੍ਰਤੀ ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ ਤੱਕ ਘੱਟ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਮਹਿੰਗੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਸਲਫਾਈਡ ਅਤੇ ਕਲੋਰਾਈਡ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦਾ ਇੱਕ ਹਿੱਸਾ ਹੈ, ਜਿਸਦੀ ਕੀਮਤ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਤੀ ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ $190 ਤੋਂ ਉੱਪਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
ਲਿਥਿਅਮ ਜ਼ਿਰਕੋਨਿਅਮ ਆਕਸੀਕਲੋਰਾਈਡ ਪ੍ਰਤੀਯੋਗੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਪੱਧਰ ਵੀ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ 2.42 mS cm-1 ਤੱਕ ਦੇ ਕਮਰੇ-ਤਾਪਮਾਨ ਦੀ ਆਇਓਨਿਕ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਹੁਣ ਤੱਕ ਸਾਰੀਆਂ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਠੋਸ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੰਚਾਲਕਤਾਵਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, LZCO ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਸੰਕੁਚਨਯੋਗਤਾ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ, 94.2 MPa ਦੇ ਅਧੀਨ ਲਗਭਗ 300% ਘਣਤਾ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਸਲਫਾਈਡ ਅਤੇ ਕਲੋਰਾਈਡ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੀ ਸੰਕੁਚਨ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਪਛਾੜਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਸੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ 90% ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਆਉਂਦੇ ਹਨ।
ਜਾਂਚ ਤੋਂ ਪਤਾ ਚੱਲਿਆ ਹੈ ਕਿ ਸਮੁੱਚੇ ਤੌਰ 'ਤੇ, LZCO ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਕੁਝ ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਨਤ ਸਲਫਾਈਡ ਅਤੇ ਕਲੋਰਾਈਡ ਸਾਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਾਂ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਸੀ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, LZCO ਨਾਲ ਬਣਾਏ ਗਏ ਨਿੱਕਲ-ਅਮੀਰ ਲੇਅਰਡ ਕੈਥੋਡ-ਇਨਹਾਂਸਡ ASSLB ਨੇ ਅਸਧਾਰਨ ਸਥਿਰਤਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤੀ ਅਤੇ 2,000-ਮਿੰਟ ਦੀ ਤੇਜ਼ ਚਾਰਜਿੰਗ ਸਥਿਤੀਆਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ ਜਾਣ 'ਤੇ ਕਮਰੇ ਦੇ ਤਾਪਮਾਨ 'ਤੇ 12 ਤੋਂ ਵੱਧ ਚੱਕਰਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਸੀ।
ਇਸ ਨਵੀਂ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਸਿਰਜਣਾ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ, ਕੁਸ਼ਲ ਠੋਸ-ਰਾਜ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟਸ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤਰੱਕੀ ਹੈ। ਇਹ ਸਫਲਤਾ ਆਲ-ਸੋਲਿਡ-ਸਟੇਟ ਲਿਥਿਅਮ ਬੈਟਰੀਆਂ ਦੇ ਵਪਾਰੀਕਰਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਨੂੰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨੇੜੇ ਲਿਆਉਂਦੀ ਹੈ, ਨੇੜਲੇ ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਾਹਨ ਉਦਯੋਗ ਦੇ ਇੱਕ ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਤਬਦੀਲੀ ਦਾ ਵਾਅਦਾ ਕਰਦੀ ਹੈ।