লিথিয়াম ব্যাটারি পরবর্তী প্রজন্মের 3D মুদ্রণ

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ক্ষমতা মাইক্রোস্কালে, যদি তাদের ইলেক্ট্রোডগুলির ছিদ্র এবং চ্যানেলগুলি থাকে তবে তা ব্যাপকভাবে উন্নত হতে পারে। একটি interdigitated জ্যামিতি, যদিও এটি লিথিয়াম ব্যাটারি চলাচল এবং discharging সময় দক্ষতার মধ্যে পরিবহন করতে পারবেন না, অনুকূল নয়।

কার্নেগী মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের সহযোগী অধ্যাপক রাহুল পানাট এবং বিজ্ঞান ও প্রযুক্তি বিশ্ববিদ্যালয়ের মিসৌরি বিশ্ববিদ্যালয়ের সহযোগিতায় কার্নেগী মেলন থেকে গবেষকদের একটি দল 3-ডি প্রিন্টিং ব্যাটারি বিদ্যুতের একটি বিপ্লবী নতুন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছে যা 3-ডি তৈরি করে। নিয়ন্ত্রিত porosity সঙ্গে microlattice গঠন। 3-ডি এই microlattice গঠন প্রিন্টিং, গবেষক একটি Additive উত্পাদন জার্নালে প্রকাশিত কাগজ দেখায়, লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারী জন্য ক্ষমতা এবং স্রাব চার্জ ব্যাপকভাবে উন্নত

"লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ক্ষেত্রে, ছিদ্রযুক্ত আর্কিটেকচারগুলির সাথে ইলেকট্রোডগুলি উচ্চতর চার্জ ক্ষমতা গ্রহণ করতে পারে," পানাত বলেন। "এ কারণে যে এই ধরনের স্থাপত্যগুলি লিথিয়ামটি ইলেকট্রোড ভলিউমের মাধ্যমে অনেক উচ্চ ইলেক্ট্রোড ব্যবহার করে, এবং এর ফলে উচ্চ শক্তি সঞ্চয়ের ক্ষমতা প্রদান করে। স্বাভাবিক ব্যাটারিতে, মোট ইলেক্ট্রোড ভলিউমের 30-50% নষ্ট হয়। আমাদের পদ্ধতিটি এই সমস্যার সম্মুখীন হয় 3 ডি প্রিন্টিং ব্যবহার করে আমরা একটি মাইক্রোল্টিসিস ইলেকট্রোড আর্কিটেকচার তৈরি করি যা পুরো ইলেক্ট্রোডের মাধ্যমে লিথিয়ামের কার্যকর পরিবহনের অনুমতি দেয়, যা ব্যাটারি চার্জিং হার বৃদ্ধি করে। "

প্যানাত পত্রিকায় উপস্থাপিত আমদানী উত্পাদন পদ্ধতি 3-ডি ব্যাটারির আর্কিটেকচারের জন্য জটিল জ্যামিতিগুলির প্রিন্ট এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল এনার্জি স্টোরেজ জন্য 3-ডি কনফিগারেশনের জ্যামিতিকভাবে অপ্টিমাইজেশনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ। গবেষকরা এই প্রযুক্তির প্রায় 2-3 বছরের মধ্যে শিল্প অ্যাপ্লিকেশন অনুবাদ করতে প্রস্তুত হবে অনুমান করা হয়।

একটি কঠিন ব্লক (এজি) ইলেকট্রোডের সাথে তুলনা করলে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ইলেকট্রডগুলি ব্যবহৃত হয় যেমন মাইক্রোলাইটিস স্ট্রাকচার (এজি) যা ব্যাটারির কার্যকারিতা বাড়ানোর জন্য নির্দিষ্ট পদ্ধতিতে চারগুণ বৃদ্ধি এবং আসল ক্ষমতা দ্বিগুণ বৃদ্ধি করে। অধিকন্তু, চল্লিশ ইলেকট্রোকেমিক্যাল চক্রগুলি তাদের যান্ত্রিক দৃঢ়তা প্রদর্শন করে ইলেকট্রোডগুলি তাদের জটিল 3D জামাকাপড় স্ট্রাকচারগুলিকে ধরে রেখেছে। এইভাবে ব্যাটারিতে একই ওজন বা একযোগে উচ্চ ক্ষমতা থাকতে পারে, একই ক্ষমতা, একটি অতিশয় হ্রাস ওজন - যা পরিবহন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য।

কার্নেগী মেলন গবেষকরা একটি অ্যারোসোল জেট 3-ডি প্রিন্টিং সিস্টেমের বিদ্যমান দক্ষতা ব্যবহার করার সময় ঝাঁকনি মাইক্রোল্টিসিস আর্কিটেকচার তৈরি করার জন্য তাদের নিজস্ব 3-D মুদ্রণ পদ্ধতি বিকশিত করেছে। এয়ারসোল জেট সিস্টেমের সাহায্যে গবেষকেরা মাইক্রো-স্কেলে স্নাতক সেন্সর এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক্স মুদ্রণ করতে সক্ষম হবেন, যা এই বছরের শুরুতে কার্নেগী মেলন বিশ্ববিদ্যালয়ের কলেজ অব ইঞ্জিনিয়ারিং এ স্থাপন করা হয়েছিল।

এখন পর্যন্ত, 3-ডি মুদ্রিত ব্যাটারি প্রচেষ্টায় এক্সট্রুশন-ভিত্তিক মুদ্রণ পর্যন্ত সীমাবদ্ধ ছিল, যেখানে উপাদানগুলির একটি তারের একটি অগ্রভাগ থেকে এক্সট্রুড করা হয়, ক্রমাগত কাঠামো তৈরি করে। Interdigitated কাঠামো সম্ভব এই পদ্ধতি ব্যবহার করে। প্যানাতের ল্যাবের মধ্যে উন্নত পদ্ধতির সাথে, গবেষকরা 3-ডি প্রিন্টের ব্যাটারি এডিটারগুলিকে দ্রুত একসাথে এক-তিনটি ত্রিমাত্রিক কাঠামোর মধ্যে একত্রিত করে একত্রিত করতে সক্ষম। ফলে কাঠামোর জটিল জ্যামিতিগুলি প্রযোজ্য এক্সট্র্রোজেন পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা অসম্ভব।

প্যানাত বলছেন, "কারণ এই ছোট ছোট ছোটোখাটো একক থেকে পৃথক, আমরা এই নতুন জটিল জ্যামিতিগুলি তৈরি করতে পারি"। "এই উপাদান একটি একক প্রবাহ ছিল, এক্সট্রুশন প্রিন্টিং ক্ষেত্রে হিসাবে, আমরা তাদের করতে সক্ষম হবে না। এটি একটি নতুন জিনিস। আমি এখন পর্যন্ত 3-ডি মুদ্রণ ব্যবহৃত হয়েছে পর্যন্ত কেউ বিশ্বাস করি না এই ধরনের জটিল কাঠামো তৈরি করুন। "

এই বিপ্লবী পদ্ধতি কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স, ঔষধ যন্ত্রপাতি শিল্প, সেইসাথে মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হবে। এই গবেষণা বায়োমেডিকাল ইলেকট্রনিক ডিভাইসের সাথে ভাল সংহত হবে, যেখানে ক্ষুদ্রায়তন ব্যাটারী প্রয়োজন হয়। অ-জৈবিক ইলেক্ট্রনিক মাইক্রো-ডিভাইসগুলি এই কাজ থেকেও উপকৃত হবে। এবং এই পদ্ধতি ব্যবহার করে মুদ্রিত ব্যাটারির কম ওজন এবং উচ্চ ক্ষমতা কারণে, বৃহত্তর স্কেল, ইলেকট্রনিক ডিভাইস, ছোট drones, এবং মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশন নিজেদের সাথে এই প্রযুক্তির ব্যবহার করতে পারেন।

TAC ব্যাটারি নলাকার পলিমার লিথিয়াম এবং lifepo4 ব্যাটারি সেল এবং প্যাক সহ বিভিন্ন লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি সমর্থন