অ্যানোড উপাদানের প্রিলিথিয়েশন প্রযুক্তির গবেষণার অগ্রগতি

২০২৫-০৩-২৬

বুদ্ধিমান এবং উচ্চ-শ্রেণীর সামাজিক উন্নয়নের সাথে, শক্তি স্থাপত্য ব্যবস্থায় নতুন শক্তির অংশগ্রহণ বাড়ছে, বিশেষ করে গত কয়েক বছর ধরে নতুন শক্তি যানবাহন শিল্পের দ্রুত উন্নয়ন, যা শক্তি শিল্পের সংস্কারকে আরও উন্নীত করছে। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির উচ্চ শক্তি ঘনত্ব, ভাল সাইকেল কর্মক্ষমতা, ছোট স্ব-ঘনত্ব ইত্যাদির মতো সুবিধাসমূহ রয়েছে। তাই, একটি শক্তি সঞ্চয় ডিভাইস হিসাবে, এটি শক্তি ব্যাটারি, 3C ডিজিটাল, শক্তি ভিত্তি স্টেশন এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে।

বর্তমানে বাণিজ্যিক অ্যানোড উপাদানগুলোর মধ্যে প্রধানত অমরফাস কার্বন (নরম কার্বন এবং কঠিন কার্বন), গ্রাফাইট (প্রাকৃতিক গ্রাফাইট এবং কৃত্রিম গ্রাফাইট), লিথিয়াম টাইটানেট এবং সিলিকন ভিত্তিক উপাদানগুলি (সিলিকন, সিলিকন অক্সাইড এবং অমরফাস সিলিকন) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, এর মধ্যে পাওয়ার ব্যাটারির জন্য গ্রাফাইট অ্যানোড উপাদানের শিপমেন্টের 97% এর বেশি দখল করে। তবুও, উচ্চ-শেষ গ্রাফাইট পণ্যের 360-365 mAh·g-1 ক্ষমতা গ্রাফাইটের 372 mAh·g-1 তাত্ত্বিক গ্রাম ক্ষমতার কাছে। ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য সীমিত স্থানটি আরও উন্নতির বাধা দিচ্ছে, তাই অ্যানোড উপাদানের উচ্চ শক্তি ঘনত্বের উন্নয়ন সেল শক্তি ঘনত্ব বাড়ানোর জন্য মূল।

সিলিকনভিত্তিক পদার্থগুলি ৩৫৭৯ mAh·g-1 এর একটি উচ্চ বিশেষ ক্ষমতা এবং ০.৪ V(vs.Li/Li +) এর একটি নিম্ন ইলেকট্রোকেমিকাল লিথিয়াম এম্বেডিং পটেনশিয়াল নিয়ে গঠিত, পাশাপাশি প্রচুর সম্পদ মজুদ রয়েছে, যা পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-শক্তি ঘনত্বের লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জন্য সবচেয়ে সম্ভাবনাময় অ্যানোড উপকরণ হিসেবে বিবেচিত হয়। সংশ্লিষ্ট গবেষণাগুলি প্রমাণ করেছে যে সেল শক্তির ঘনত্ব ২৮০ Wh·kg-1 এর বেশি হলে লিথিয়াম সমৃদ্ধ অ্যানোড ছাড়া সিলিকনের নেতিবাচক ইলেকট্রোড ব্যবহার করতে হবে। যাহোক, Li+ এম্বেডিংয়ের প্রক্রিয়ায় সিলিকন কণার পৃষ্ঠে অ্যানফোরমফাস LixSi প্রদর্শিত হয়, যখন অভ্যন্তরীণ সিলিকন কণাগুলি স্ফটিক অবস্থায় থাকে। যখন লিথিয়ামের পরিমাণ Li22Si5 এর সম্পূর্ণ অনুষ্ঠানে পৌঁছায়, তত্ত্বগত ক্ষমতা সর্বোচ্চ ৪২০০ mAh·g-1 এ পৌঁছায়, এবং ভলিউম সম্প্রসারণ ৩২০% হয়, যা কার্বন শরীরের ১৬% ভলিউম সম্প্রসারণের চেয়ে অনেক বেশি। বৃহৎ বিকৃতির ফলে কঠিন-পর্যায় ইলেকট্রোলাইট স্তর (SEI) হ্রাস এবং পুনরাবৃত্তি নির্মাণ ঘটে, যা প্রথম কুলম্ব দক্ষতা (ICE) হ্রাস এবং সক্রিয় লিথিয়াম আয়নগুলির ক্ষতির সৃষ্টি করে। গ্রাফাইটের সাথে মেশানো সিলিকন অ্যানোডগুলির নিম্ন অনুপাত শক্তি ঘনত্ব বৃদ্ধি এবং ভলিউম প্রভাবকে কিছু পরিমাণে হ্রাস করতে পারে, তবে নিম্ন ICE সমস্যা এখনও соответствующий প্রযুক্তি দ্বারা উন্নত করতে হবে।

১। লিথিয়াম ধাতু একটি লিথিয়াম উৎস হিসেবে লিথিয়ামকে পরিপূরক করার জন্য

লিথিয়াম ধাতুকে লিথিয়াম প্রি-লিথিয়েশন প্রযুক্তির জন্য সরাসরি লিথিয়াম উৎস হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এর নিম্ন গলনাঙ্ক (১৮০ ℃) থাকার কারণে এটি ইনার্ট পরিবেশ বা শূন্য বাতাবরণে লিথিয়াম শীট, লিথিয়াম বেল্ট, লিথিয়াম কণা এবং অন্যান্য আকারে প্রক্রিয়াকরণ করা সহজ। একই সঙ্গে, লিথিয়াম ধাতু নিজেই আপেক্ষিকভাবে নরম এবং ফিল্ম স্তরে রোল করা এবং সংযুক্ত করা সহজ। অতএব, বিভিন্ন প্রক্রিয়া দ্বারা লিথিয়াম উৎস হিসেবে লিথিয়াম ধাতু ব্যবহার করে প্রিলিথিয়েশন গবেষণার ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে।

লিথিয়াম ধাতুকে অ্যানোড উপকরণের সাথে সরাসরি যোগাযোগে বা পৃষ্ঠে সংযুক্ত করা যেতে পারে। এর নিম্ন সম্ভাবনার কারণে, লিথিয়াম ধাতু বৈদ্যুতিক বিনিময়ের অবস্থায় বৈদ্যুতোলাইসিস সমাধানে মুক্ত Li+ এ রূপান্তরিত হবে এবং উপকরণের সাথে লিথিয়াম এমবেডিং প্রতিক্রিয়া ঘটবে। কিম এবং তার সহকর্মীরা তৈরি করা সিলিকন কার্বন ইলেকট্রোডের পৃষ্ঠে ভ্যাকুয়াম তাপায়ন দ্বারা গরম বাষ্পের আকারে লিথিয়াম ধাতু জমা করেন। উচ্চ তাপমাত্রায়, লিথিয়াম ধাতুর সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণ লিথিয়াম অর্জন করে। ০.১C অনুপাতে, LiCoO2 পজিটিভ ইলেকট্রোড এবং প্রি-লিথিয়াম Si-GR নেতিবাচক ইলেকট্রোড দ্বারা নির্মিত সম্পূর্ণ ব্যাটারি ICE ৭৬.৪% থেকে ৯২.৫% এ বৃদ্ধি পেয়েছে, এবং ব্যাটারির ক্ষমতা ১৩৮.২ mAh/g থেকে ১৪৮.২ mAh/g এ বৃদ্ধি পেয়েছে। একই সময়ে, ব্যাটারির ক্ষমতা সংরক্ষণ হার ৮০% ছিল। প্রি-লিথিয়েশনের পর চক্রের সংখ্যা ১২২ থেকে ৩৬৬ এ বৃদ্ধি পেয়েছে।

রেজকিতা এবং তার সহকর্মীরা লিথিয়াম শীটকে যৌগিক ইলেকট্রোড হিসেবে এবং ফেনোলিক রেজিন ব্যবহার করে বাইরের সার্কিটের প্রভাবে কার্বন সিলিকন নেতিবাচক ইলেকট্রোড সংকলন বাটন ব্যাটারি তৈরি করেছেন এবং ইলেকট্রোকেমিকাল প্রিলিথিয়ামের মাধ্যমে কার্বন সিলিকন উপকরণ প্রিলিথিয়াম অর্জন করেছেন। প্রি-লিথিয়াম সিলিকা এবং ক্যাথোড Lini0.5Mn0.3Co0.2O2 ICE ২৬% থেকে ৮৬% এ বৃদ্ধি করতে পারে, যখন সম্পূর্ণ ব্যাটারির ক্ষমতা ৪৮ mAh/g থেকে ১৬০ mAh/g এ বৃদ্ধি পায়। ইয়াও এবং তার সহকর্মীরা ইলেকট্রোলাইট ড্রপের যোগ গতিতে লিথিয়াম শীট এবং গ্রাফিন-আবৃত সিলিকা উপকরণের মধ্যে সরাসরি যোগাযোগের মাধ্যমে সিলিকার প্রি-লিথিয়েশন অর্জন করেন। গ্রাফিন-আবৃত সিলিকন কার্বন উপকরণের ICE সরাসরি লিথিয়াম ধাতুর সাথে ৫ মিনিটে সংক্ষিপ্ত সার্কিট প্রিলিথিয়েশনের মাধ্যমে ৯৭.১% এ উন্নত হয়। ৫০০ চক্র চার্জ ও ডিসচার্জের পর, ICE এর ক্ষমতা ২A/g তে ৯৬৯mAh/g এর বর্তমান ঘনত্বে বজায় থাকে, এবং ভালো চক্র স্থিতিশীলতা রয়েছে।

লিথিয়াম ধাতুর ব্যবহার শুধুমাত্র অ্যানোড উপকরণের সাথে সরাসরি যোগাযোগে পারস্পরিক প্রভাব ফেলে না, বরং ব্যাটারির প্রাথমিক চক্রের সময় অ্যানোড উপকরণের উপর প্রিলিথিয়াম বৃদ্ধি প্রভাবও পরোক্ষে তৈরি করতে পারে। স্ট্যাবিলাইজড লিথিয়াম ধাতু পাউডার (SLMP) হল একটি প্রকার নেতিবাচক ইলেকট্রোড প্রিলিথিয়াম অ্যাডিটিভ যা মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের FMC কোম্পানি দ্বারা উৎপন্ন এবং উন্নয়ন করা হয়েছে। এর পৃষ্ঠে থাকা ইনার্ট সুরক্ষা স্তর Li2CO3 থাকার কারণে, এটি বাতাসে ভাল স্থিতিশীলতা রাখে। প্যান এবং তার সহকর্মীরা SLMP কে পূর্বে হেক্সানে ছড়িয়ে একটি সমান ছড়ানো সমাধান তৈরি করেন, এবং তারপর প্রস্তুতকৃত পোলার শীটের পৃষ্ঠে স্প্রে করেন একটি সমান SLMP স্তর তৈরি করতে। দ্রবীভূত হওয়ার পর এবং বলয়ের পর, SLMP এর সুরক্ষা স্তর ভেঙে যায়, যা নেতিবাচক সিলিকন কার্বন উপকরণকে সরাসরি লিথিয়ামের সাথে যোগাযোগ করতে দেয়।

প্রাথমিক চক্রের পরে, ICE 68.1% থেকে 98.5% এ বৃদ্ধি পায় এবং 200 চক্রের পরে ক্ষমতা ধরে রাখার হার 95% ছিল, যা ভাল চক্র স্থিতিশীলতা দেখায়। লিথিয়ামের ভাল নমনীয়তা, Cao ইত্যাদির কারণে তামার ফয়েলে ধাতব লিথিয়ামের মাধ্যমে পৃষ্ঠের চাপ ধাতব লিথিয়াম স্তরের একটি পাতলা স্তরে পরিণত হয়, তারপর পৃষ্ঠের একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর হিসাবে ধাতু লিথিয়ামকে রক্ষা করার জন্য একটি পলিমার আবরণ দিয়ে ক্ষতি হবে না। বায়ু জারণে ক্ষতি হবে না, অ্যানোড উপকরণগুলি সক্রিয় উপাদান / পলিমার/লিথিয়াম ধাতু ইলেকট্রোড উপকরণের 3 স্তর কাঠামোর প্রস্তুতির উপরে প্রলেপ দেওয়া হয়। পলিমার স্তরটি ধীরে ধীরে ইলেক্ট্রোলাইটে দ্রবীভূত হবে, অবশেষে লিথিয়াম ধাতুকে গ্রাফাইট উপাদানের সাথে যোগাযোগ করতে দেয় যাতে প্রাক-লিথিয়েশন এবং লিথিয়াম প্রতিস্থাপন সম্পূর্ণ হয়। এইভাবে, গ্রাফাইট নেতিবাচকের জন্য 99.7% এর উচ্চ ICE মান এবং সিলিকন ন্যানো পার্টিকেল নেতিবাচকের জন্য 100% এরও বেশি ICE মান অর্জন করা হয়েছিল।

ফলাফলগুলি দেখায় যে লিথিয়াম ধাতুর একটি ভালো ভূমিকা রয়েছে লিথিয়ামকে সম্পূরক হিসেবে, যা ব্যাটারির আইসিই, শক্তির ঘনত্ব এবং সাইকেল স্থিতিশীলতা উন্নত করতে পারে। তবে, লিথিয়াম জলে এবং বাতাসে অক্সিজেনের প্রতি বিশেষভাবে সক্রিয়, এবং সুরক্ষা প্রক্রিয়া একটি জটিল লিথিয়াম সম্পূরক প্রক্রিয়াতে পরিণত হয়, যা বাস্তব উৎপাদনে খরচ বাড়ায়। প্রি-লিথিয়ামের লিথিয়াম পুনরূজ্জীবন প্রক্রিয়ার সমতা আরও উন্নত করার প্রয়োজন রয়েছে, এবং অস্বচ্ছ লিথিয়াম সম্পূরকের কারণে অতিরিক্ত লিথিয়াম পুনরূজ্জীবন পর কতগুলি লিথিয়াম ডেনড্রাইটের গঠন একটি প্রযুক্তিগত সমস্যা যা সমাধান প্রয়োজন।

2. লিথিয়াম উৎস হিসেবে ধাতব লিথিয়াম অ্যালোইড কম্পাউন্ড ব্যবহার করে লিথিয়াম সম্পূরক

এর উচ্চ কার্যকলাপের কারণে, লিথিয়াম ধাতু ইলেক্ট্রোড প্রস্তুতির পক্ষে অনুকূল নয়। লিথিয়াম ধাতুর অনুরূপ, লিথিয়াম ধাতুর অ্যালোইড কমপ্লেক্সগুলির কম রিডাকশন পোটেনশিয়াল এবং লিথিয়াম পুনরূজ্জীবনের উচ্চ ক্ষমতা রয়েছে, যা লিথিয়াম ধাতুর বিকল্প হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। তবে, লিথিয়াম ধাতু দ্বারা প্রস্তুত বিশুদ্ধ লিথিয়াম অ্যালোইড কমপ্লেক্স, যেমন LixSi, শক্তিশালী রসায়নিক কার্যকলাপ আছে এবং বায়ুতে তাড়াতাড়ি প্রতিক্রিয়া করে, তাই সরাসরি ব্যবহারের জন্য জটিল সুরক্ষা প্রকৌশল প্রয়োজন। সুতরাং, লিথিয়াম অ্যালোইডের রসায়নিক স্থিতিশীলতা উন্নত করা এটি একটি যুক্তিসঙ্গত প্রি-লিথিয়াম অ্যাডিটিভ হিসাবে পরিণত করার জন্য চাবিকাঠি।

ঝাও এবং অন্যান্যরা নির্দিষ্ট রসায়নিক এবং পরিমাণগত অনুপাতে লিথিয়াম ধাতু এবং সি ন্যানোপার্টিকেলদের ম্যানুয়াল এজিটেশন দ্বারা LixSi অ্যালোইড প্রস্তুত করেছেন এবং তারপর একটি শূন্য অক্সিজেনের সামঞ্জস্যে গ্লোভ বক্সে LixSi এর পৃষ্ঠে Li2O অক্সাইড স্তর গঠন করেছেন। কোর-শেল LixSi-Li2O কমপ্লেক্স শুষ্ক বাতাসে কিছু স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং LiXSi-Li2O পলিভিনাইলপিরোলিডোন ইলেক্ট্রোডে প্রি-লিথিয়াম অ্যাডিটিভ হিসাবে ব্যবহৃত হতে পারে আইসিই 94% এর বেশি বাড়ানোর জন্য।

LixSi এর স্থিতিশীলতা আরও বাড়ানোর জন্য, ঝাও এবং অন্যান্যরা নিম্ন-ব্যয়ের SiO এবং SiO2 ব্যবহার করে LixSi/Li2O কমপ্লেক্স প্রস্তুত করেছেন। Si এবং O পরমাণুর সমান বিতরণের কারণে, LixSi উপাদানগুলি লিথিয়াম থেকে তৈরি Li2O সীমানার ভিতরে দৃঢ়ভাবে অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা 40% আর্দ্রতাযুক্ত বাতাসে তাদের ভালো স্থিতিশীলতা দিতে পারে। আপনি যদি পৃষ্ঠের LixSi এর কাঠামো ধসে যায়, তবুও ঘন Li2O অভ্যন্তরীণ স্তরে একটি সুরক্ষামূলক ভূমিকা পালন করতে পারে। কমপ্লেক্সের নিম্ন পোটেনশিয়াল অ্যানোড উপাদানে লিথিয়াম পুনরূজ্জীবনের একটি ভালো প্রভাব অর্জন করতে পারে। একটি প্রি-লিথিয়াম অ্যাডিটিভ হিসাবে, এটি বাতাসের সংস্পর্শে এসে 6 ঘণ্টা পরে 1 240 mAh/g লিথিয়াম পুনরূজ্জীবনের ক্ষমতা প্রদান করতে পারে, এবং পরবর্তী চক্রে বৈদ্যুতিন চক্রে অংশগ্রহণ করতে পারে, 400 ফেরাতে 99.87% কৌলম্বিক দক্ষতা দেখায়।

লিথিয়াম অ্যালোইড কমপাউন্ড প্রস্তুতির জন্য সিলিকন ব্যবহার করার পাশাপাশি, ঝাও এবং অন্যান্যরা চতুর্থ মূল গোষ্ঠীর উপাদানগুলি (Z=Si, Ge, Sn) এবং সম্পর্কিত অক্সাইডগুলি ব্যবহার করে এক পদক্ষেপে Li22Z5 বা Li22Z5-Li2O অ্যালোইড কম্পাউন্ড প্রস্তুত করেছেন। Li22Z5 বা Li22Z5-Li2O অ্যালোইড কম্পোজিটগুলি Sn ভিত্তিক এবং গ্রাফাইট অ্যানোড উপাদানের জন্য লিথিয়াম সম্পূরক হিসেবে ভালো ভূমিকা রাখতে পারে। রাসায়নিক গণনার অনুযায়ী, LixGe তে Ge এবং Li এর বাঁধনের শক্তি অনুরূপ অ্যালোইডের তুলনায় সবচেয়ে বেশি এবং এটি শুষ্ক বাতাসে ভাল স্থিতিশীলতা দেখায়। LI22Z5-LI2O এর ঘন Li2O সীমানার সুরক্ষামূলক স্তর শুষ্ক বাতাসে Li22Z5 এর স্থিতিশীলতা অনেক বৃদ্ধি করতে পারে এবং সোজা মিক্সিং গরম এবং নাড়াচাড়ার উৎপাদন প্রক্রিয়া ব্যাটারি প্রক্রিয়া উন্নয়নের খরচ কমাতে পারে।

লিথিয়াম মেটালের উচ্চ কার্যকলাপের তুলনায়, লিথিয়ামের অ্যালয়ে যৌগ LixZ এর স্থায়িত্ব ব্যাপকভাবে উন্নত হয়েছে এবং কিছু পণ্য এখনও 40% আর্দ্রতা সহ বায়ুতে 6 ঘন্টা স্থায়িত্ব বজায় রাখতে পারে। উপরন্তু, Li2O গঠনটি কাঠামো সহায়কের ভূমিকা পালন করে, যাতে প্রধান সক্রিয় পদার্থ LixZ পরবর্তী চক্র প্রক্রিয়ায় স্থায়ীভাবে চক্রাকার সক্ষমতা সরবরাহ করতে পারে। তবে, উচ্চ কার্যকলাপের কারণে পণ্যটি নেতিবাচক প্রধানধারার জল সিস্টেমের আকারের প্রক্রিয়ায় সরাসরি ব্যবহার করা সম্ভব নয়, প্রাক-লিবিয়েশন সংযোজনকারী হিসেবে। তাই লিথিয়াম অ্যালয়ে যৌগের প্রক্রিয়াকে আরও উন্নত করা যাতে এটি জল নিষ্কাশন স্লারি সিস্টেমে সরাসরি ব্যবহার করা যায়, তার বাস্তবিক গুরুত্ব অত্যন্ত বেড়ে গেছে।

3. লিথিয়াম - অ্যারোমেটিক সংযুক্তি লিথিয়াম সম্পূরকের জন্য অণু ক্লিপগুলি

লিথিয়াম ধাতু, যা জৈব দ্রাবকগুলিতে দ্রবীভূত হয়েছে, এর অণু ক্লিপিং যৌগগুলি ব্যাপকভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। তবে, বিভিন্ন হ্রাসকারী জৈব দ্রাবকগুলিতে, নিম্ন সম্ভাবনার সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণগুলির জন্য, জৈব দ্রাবকগুলির হ্রাসের অভাব সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণগুলিতে সক্রিয় লিথিয়ামের অসম্পূর্ণ সংযোজনের দিকে নিয়ে যাবে। একই সময়ে, পদ্ধতিটির স্থিতিশীলতা, উচ্চ সুরক্ষা এবং মৃদু প্রতিক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই প্রীলিথিয়ামের জন্য উপযুক্ত রিএজেন্টগুলি নির্বাচন করা অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা ক্ষতি নির্মূল করার একটি কার্যকর পদ্ধতি।

ইয়ান et al. টেট্রাহাইড্রোফুরান দ্রাবকে LiBp রিএজেন্ট নির্মাণ করতে বায়িফেনিল (Bp) এবং লিথিয়ামের সোনালী ব্যবহার করেছেন। SiOx/C তাপ দেওয়া হয়েছে, নাড়ানো হয়েছে এবং ফিল্টার করা হয়েছে LIBP-SiOX/C যৌগ প্রাপ্তির জন্য। তাপ চিকিত্সার পরে, LIBP-SiOx/C LixSiOy তে রূপান্তরিত হয় এবং SiOx/C এ সমানভাবে বিতরণ হয়, যা লিথিয়াম আয়নের অপরিবর্তনীয় ভোগের প্রতিবন্ধকতা তৈরি করতে সক্ষম। উপকরণটির উচ্চ ক্ষমতা এবং চক্র স্থিতিশীলতা রয়েছে। একটি নেতিবাচক উপকরণ হিসেবে, LinI0.8Co0.1Mn0.1O2 পজিটিভ উপকরণের সাথে মিলে প্রস্তুতকৃত সফট কোটেড ব্যাটারির 301Wh/kg উচ্চ শক্তি ঘনত্ব এবং 100 চক্র পরে 93.3% ক্ষমতা সংরক্ষণ হার রয়েছে। ওয়াং et al. লিথিয়াম সোনালী, বায়িফেনিল এবং টেট্রাহাইড্রোফুরান দ্রাবকগুলিকে দ্রবীভূত করে LiBp প্রীলিথিয়েশন দ্রাবক প্রস্তুত করেছেন, এবং এর 0.41 V কম হ্রাস সম্ভাব্যতা সক্রিয় পদার্থগুলি কার্যকরভাবে হ্রাস করতে সক্ষম।

একই সাথে, LiBp রিএজেন্ট একটি নির্দিষ্ট আর্দ্রতা বায়ু পরিবেশে দৃঢ় স্থিতিশীলতা রয়েছে, যা ফসফরাস এবং কার্বন ইলেকট্রোড উপকরণের ICE 94% এ বাড়াতে পারে, এটি কিছু শিল্প ব্যবহারের মান রয়েছে। শেন et al. ন্যাপথালিন লিথিয়াম ব্যবহার করে প্রীলিথিয়াম রিএজেন্ট হিসেবে প্রীলিথিয়াম ন্যানো সিঁ ইলেকট্রোড প্রস্তুত করেছেন, যা প্রায় 1500 mAh/g অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা ক্ষতি হ্রাস করে, ফলে সিঁ ইলেকট্রোডের প্রথম সপ্তাহের দক্ষতা 96.1% এ উন্নীত হয়েছে। প্রীলিথিয়াম ইলেকট্রোড এবং সংশ্লিষ্ট Si/Li2S-PAN ইলেকট্রোড ব্যবহার করে একটি সম্পূর্ণ ব্যাটারি সংগঠিত করা হয়েছে যার প্রথম দক্ষতা 93.1%, এবং শক্তি ঘনত্ব 710 Wh/kg পর্যন্ত। ন্যাপথালিন লিথিয়াম রিএজেন্টগুলি প্রচলিত লিথিয়াম রিএজেন্টের চেয়ে নিরাপদ এবং সস্তা, এবং লিথিয়ামের গভীরতা তাপমাত্রা এবং সময় নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।

ন্যাপথালিন লিথিয়াম রিএজেন্টের উপর একক অধ্যয়নের তুলনায়, জ্যাং et al. বিভিন্ন বায়িফেনিল জৈব রিএজেন্ট নির্বাচন করে এবং বিভিন্ন বেনজিন রিং অবস্থানে ভিন্ন কার্যকরী গ্রুপ প্রবর্তন করে Li+ হ্রাস সম্ভাব্যতাকে নিয়ন্ত্রণযোগ্য করে তুলেছে। কম হ্রাস সম্ভাব্যতা Li+ কে সিলিকা-ভিত্তিক অ্যানোড উপকরণের SEI গঠনে অংশগ্রহণ করতে সহায়ক, এবং এটি প্রীলিথিয়েশন প্রক্রিয়ার সময় সিলিকা-ভিত্তিক অ্যানোড উপকরণের লিথিয়ামাইজেশন প্রক্রিয়াতে সরাসরি কাজ করতে পারে। সিস্টেমের অভ্যন্তরে ইলেকট্রোড উপকরণের নিমজ্জন সময় নিয়ন্ত্রণ করে, উপকরণটির ICE প্রায় 100% এ বৃদ্ধি করা যেতে পারে।

গবেষণাগুলি দেখিয়েছে যে অঙ্গীকার রিএজেন্টগুলির দ্বারা নির্মিত জৈব লিথিয়াম রিএজেন্টগুলি নেতিবাচক ইলেকট্রোড উপকরণের উপর, এমনকি নিম্ন সম্ভাবনার সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণের উপরে একটি ভাল লিথিয়াম সম্পূরক প্রভাব তৈরি করতে পারে। তবে, জৈব রিএজেন্ট নিজেই ব্যয়বহুল এবং কিছু বিষাক্ততা রয়েছে, যা বিদ্যমান ব্যাটারি উৎপাদনের জন্য প্রযুক্তিগত রূপান্তরের একটি নমনীয় খরচ সৃষ্টি করে। তাই, ব্যাপক ব্যবহারের মুখে এটি এখনও আরও প্রযুক্তিগত উন্নতির প্রয়োজন।

৪. উপসংহার এবং প্রত্যাশা

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির অ্যানোডে ব্যবহৃত প্রধান উপাদান হলো গ্রাফাইট। ব্যাটারির মান উন্নত হওয়ার সাথে সাথে, উপাদানের সুনির্দিষ্ট ক্ষমতা এবং সাইকেল জীবনের আরও উন্নতির প্রয়োজন। প্রি-লিথিয়েশন প্রযুক্তি ব্যাটারির সামগ্রিক শক্তি ঘনত্বকে আরও উন্নত করতে এবং প্রথম ইলেকট্রোকেমিক্যাল সাইকেলের সময় লিথিয়াম আয়নের ক্ষতি কমাতে পারে।

১) লিথিয়ামের জন্য ধাতব লিথিয়াম সরবরাহের ক্ষেত্রে, ধাতব লিথিয়াম ব্যবহারের দুটি পদ্ধতি রয়েছে: সরাসরি যোগাযোগ এবং আন্তঃযোগাযোগ। স্থিতিশীল লিথিয়াম ধাতব পাউডার এবং লিথিয়াম ফয়েলের তিন স্তরের ইলেকট্রোড বাল্কে বাণিজ্যিকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, তবে এর অসম লিথিয়েশন এবং উচ্চ ব্যয়ের অসুবিধা রয়েছে। ধাতব লিথিয়াম শীটের লিথিয়াম সম্পূরক প্রক্রিয়ায় এক্সটার্নাল সার্কিটের নিয়ন্ত্রণ যন্ত্রের যোগ এবং লিথিয়াম সম্পূরক প্রক্রিয়ার উচ্চ সময় ব্যয় অন্তর্ভুক্ত, যা শিল্পায়নে ব্যয় হ্রাসের চাহিদার জন্য অনুকূল নয়। শর্ট সার্কিট যোগাযোগ অসম লিথিয়েশন সমস্যার সম্মুখীন হতে পারে। সুতরাং বিভিন্ন প্রক্রিয়ার সামগ্রিক সুবিধাগুলি বিবেচনা করা হলে, লিথিয়াম স্তরের প্রক্রিয়ায় লিথিয়াম ধাতুর সামগ্রিক ব্যবহার এখনও উন্নত করার প্রয়োজন রয়েছে।

২) লিথিয়াম ধাতুর বিকল্পগুলি লিথিয়াম অ্যালয়ের মাধ্যমে লিথিয়াম প্রতিস্থাপন করে। সিলিকন লিথিয়াম অ্যালয় যৌগগুলি অ্যানোড উপাদানে অ্যাডিটিভস হিসেবে যোগ করা হয়। তবে, তাদের উচ্চ কার্যকলাপের কারণে, তারা দীর্ঘ সময় ধরে বায়ুতে স্থিতিশীল থাকা কঠিন। যাহোক, পানি ভিত্তিক স্লারি সরাসরি ব্যবহারের ক্ষেত্রে, আবরণ প্রক্রিয়া এখনও উন্নত করার প্রয়োজন।

৩) লিথিয়াম মেটাল অরগ্যানিক সলভেন্ট, যা লিথিয়াম ন্যাপথালিন রেজেন্ট দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়, এর কম হ্রাস সম্ভাবনা রয়েছে এবং এটি লো পোটেনশিয়াল বিশিষ্ট সিলিকন-ভিত্তিক উপাদানে লিথিয়াম সম্পূরক করতে ভালো ভূমিকা রাখতে পারে। তবে, প্রকৃত লিথিয়াম সম্পূরক প্রক্রিয়াটি যন্ত্রপাতি পরিবর্তন এবং প্রযুক্তিগত পদক্ষেপের বৃদ্ধির সাথে জড়িত, যা ব্যবহারের জন্য একটি নির্দিষ্ট পর্যন্ত অসুবিধা বাড়ায়। প্রয়োগের ক্ষেত্রের সম্প্রসারণ এবং ব্যয়ের হ্রাস জন্য প্রক্রিয়ার আরও উন্নতি প্রয়োজন।