সলিড-স্টেট লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য এমওএফ/পলি (ইথিলিন অক্সাইড) কম্পোজিট পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট
লিয়াং ফেংকিং, ওয়েন ঝাওইন
1. শক্তি রূপান্তরের জন্য পদার্থের CAS কী ল্যাবরেটরি, সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ সিরামিক, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস, সাংহাই 200050, চীন
2. সেন্টার অফ ম্যাটেরিয়াল সায়েন্স অ্যান্ড অপটোইলেক্ট্রনিক্স ইঞ্জিনিয়ারিং, ইউনিভার্সিটি অফ চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস, বেইজিং 100049, চীন
বিমূর্ত
উচ্চ নমনীয়তা এবং প্রক্রিয়াযোগ্যতা সহ সলিড পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটস (এসপিই) বিভিন্ন জ্যামিতি সহ লিক-মুক্ত সলিড-স্টেট ব্যাটারি তৈরি করতে সক্ষম করে। যাইহোক, SPE গুলি সাধারণত কম আয়নিক পরিবাহিতা এবং লিথিয়াম ধাতব অ্যানোডের সাথে দুর্বল স্থিতিশীলতার কারণে ভোগে। এখানে, আমরা পলি(ইথিলিন অক্সাইড) (পিইও) পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য ফিলার হিসাবে ন্যানো-সাইজ মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্ক (MOF) উপাদান (UiO-66) প্রস্তাব করছি। PEO চেইনে অক্সিজেনের সাথে UiO-66 এর সমন্বয় এবং UiO-66 এবং লিথিয়াম লবণের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া উল্লেখযোগ্যভাবে আয়নিক পরিবাহিতাকে উন্নত করে (3.0×10 -5 S/cm 25 ডিগ্রিতে, 5.8×10 -4 S/cm এ 60 এবং প্রস্থের সংখ্যা 60 এবং প্রশস্ততা সংখ্যা{2}}}। ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উইন্ডো 4.9 V (বনাম Li plus/Li), লিথিয়াম মেটাল অ্যানোডের সাথে স্থিতিশীলতা বাড়ায়। ফলস্বরূপ, প্রস্তুতকৃত Li প্রতিসম কোষগুলি 0.15 mA∙cm -2, 60 ডিগ্রিতে 1000 ঘন্টার জন্য ক্রমাগত কাজ করতে পারে। ফলাফলগুলি দেখায় যে UiO-66 ফিলার পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কর্মক্ষমতা উন্নত করতে কার্যকর।
কীওয়ার্ড:যৌগিক ইলেক্ট্রোলাইট; পলি (ইথিলিন অক্সাইড); ধাতু-জৈব কাঠামো উপাদান; লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি
লিথিয়াম-ব্যাটারি প্রযুক্তি বর্তমানে ব্যবহৃত তরল ইলেক্ট্রোলাইটগুলিকে সলিড পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট (SPEs) দিয়ে প্রতিস্থাপন করে উন্নত করা যেতে পারে, নমনীয়, কম্প্যাক্ট, স্তরিত সলিড-স্টেট কাঠামো ফুটো থেকে মুক্ত এবং বিভিন্ন জ্যামিতিতে উপলব্ধ। এই উদ্দেশ্যে অনুসন্ধান করা এসপিইগুলি লিথিয়াম সল্ট (LiX) এবং পলি (ইথিলিন অক্সাইড) (PEO) এর মতো Li প্লাস সমন্বয়কারী গ্রুপ ধারণকারী উচ্চ আণবিক ওজন পলিমারের মধ্যে কমপ্লেক্স দ্বারা গঠিত পলিমার ঝিল্লিকে আয়নভাবে পরিচালনা করছে। PEO পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটে, পলিমারের সাথে নিরাকার অবস্থায়, লি প্লাস দ্রুত স্থানান্তরিত হয় এবং পলিমার চেইনের সেগমেন্টাল গতির সাথে সাথে স্থানীয় শিথিলকরণ এবং সেগমেন্টাল গতির সাথে PEO 6{{10}} ডিগ্রির নিচে স্ফটিক হয়ে যায়। তাই PEO পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা কার্যত উপযোগী মানগুলিতে পৌঁছায় (10-4 S/cm এর অর্ডারে) শুধুমাত্র 6{{20}} ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায়। পলিমার স্ফটিকতা হ্রাস করার জন্য অসংখ্য প্রচেষ্টা করা হয়েছিল পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবাহিতা উন্নত করার জন্য, যার মধ্যে অন্যান্য সহ-পলিমারের সাথে মিশ্রিত করা, প্লাস্টিকাইজার যোগ করা এবং অজৈব কণার ডোপিং অন্তর্ভুক্ত। পলিমার ম্যাট্রিক্সে অজৈব পদার্থগুলিকে অন্তর্ভুক্ত করা হল সবচেয়ে সফল পদ্ধতি, যা আয়নিক পরিবাহিতা এবং সেইসাথে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থিতিশীলতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করে৷ এই অজৈব পদার্থের মধ্যে প্রধানত অপরিবাহী পদার্থ যেমন SSZ-13, Al2O3, SiO2 এবং পরিবাহী পদার্থ যেমন Li0.33La0.57TiO3, Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12, এবং Li1.5Al0.5Ge. তদন্তে দেখা গেছে যে লুইস অ্যাসিডিক পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য সহ ন্যানো পার্টিকেলগুলি আরও দক্ষতার সাথে লিথিয়াম লবণের বিচ্ছিন্নতাকে বাড়িয়ে তুলতে পারে এবং পিইও-এর স্ফটিকতা কমাতে পারে, এইভাবে আয়নিক পরিবাহিতা উন্নত করে। যাইহোক, পৃষ্ঠের শক্তির ব্যবধানের জন্য অজৈব ন্যানো পার্টিকেল এবং PEO-এর মধ্যে দুর্বল যোগাযোগ সাধারণত একজাতীয় বিচ্ছুরণের দিকে পরিচালিত করে। সিরামিক ফিলারগুলি আণবিক ব্রাশ দিয়ে গ্রাফ্ট করা এবং ডোপামিন দিয়ে পরিবর্তিত করা হয় অজৈব-জৈব বৈশিষ্ট্যে সমৃদ্ধ। তারা পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের আয়নিক পরিবাহিতা এবং স্থায়িত্ব উন্নত করে ভবিষ্যতে পিইও-এর সাথে মিসসিবিলিটি বাড়াবে বলে আশা করা হচ্ছে।
মেটাল-অর্গানিক ফ্রেমওয়ার্ক (MOFs) যার মধ্যে মেটাল আয়ন ক্লাস্টার এবং অর্গানিক লিঙ্কার থাকে তা হল সাধারণ ন্যানোপোরাস উপাদান, যা অজৈব-জৈব হাইব্রিড সম্পত্তি এবং উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল ধারণ করে, এইভাবে পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য আদর্শ ফিলার। 2013 সালে, Yuan, et al. সমানভাবে বিচ্ছুরণের কারণে 3.16×10-5 S∙cm-1 (25 ডিগ্রি) উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা প্রাপ্ত PEO ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য ফিলার হিসাবে Zn4O(1,4-বেনজেনেডিকারবক্সিলেট)3 ধাতব-জৈব কাঠামো (MOF-5) ব্যবহার করা হয়েছে। কিন্তু MOF-5-এর দুর্বল ধাতব-জৈব সমন্বয় বন্ধনগুলিকে আক্রমণ করা সহজ, যা স্ফটিক রূপান্তর বা কাঠামোর পতনের দিকে পরিচালিত করে এবং লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য দুর্বল স্থিতিশীলতা।
এই কাজে, ন্যানো-আকারের UiO-66, একটি বিস্তৃত তদন্তকৃত MOFs, PEO ইলেক্ট্রোলাইটে ফিলার হিসাবে প্রবর্তন করা হয়েছিল৷ অসামান্য হাইড্রোথার্মাল এবং রাসায়নিক স্থিতিশীলতার সাথে UiO-66-এ ট্রানজিশন ধাতু থাকে না যা রেডক্স-সক্রিয় কেন্দ্র সরবরাহ করে, তাই ধাতব Li-এর সাথে যোগাযোগ করার সময় ইলেকট্রনিক পরিবাহিতা এড়ানো যায়।
1 পরীক্ষামূলক
1.1 ন্যানো-আকারের UiO সংশ্লেষণ-66
ন্যানো-আকারের UiO-66 রিপোর্ট করা দ্বি-পদক্ষেপের সংশ্লেষণ অনুসারে সংশ্লেষিত হয়েছিল। (1) 207 মিলিগ্রাম ZrCl4 (98 শতাংশ, আলাদিন) নাড়ার অধীনে 40 মিলি এন, এন-ডাইমিথাইলফর্মাইড (ডিএমএফ) (99.9 শতাংশ , আলাদিন) দ্রবীভূত হয়েছিল, এবং দ্রবণটি 2 ঘন্টার জন্য প্রায় 120 ডিগ্রিতে উত্তপ্ত হয়েছিল। তারপরে 1 মিলি অ্যাসিটিক অ্যাসিড যোগ করা হয়েছিল এবং 120 ডিগ্রিতে অতিরিক্ত 0.5 ঘন্টার জন্য নাড়াচাড়া করা হয়েছিল। (2) 147 mg 1,4-বেনজেনেডিকারবক্সিলিক অ্যাসিড (H2BDC) (99 শতাংশ , আলাদিন) দ্রবণে যোগ করা হয়েছিল। এবং ফলস্বরূপ মিশ্রণটি একটি 50 মিলি টেফলন-রেখাযুক্ত স্টেইনলেস-স্টীল অটোক্লেভের মধ্যে প্রবর্তন করা হয়েছিল এবং 24 ঘন্টার জন্য 120 ডিগ্রিতে একটি চুলায় রাখা হয়েছিল। ঘরের তাপমাত্রায় ঠাণ্ডা হওয়ার পর, ফলস্বরূপ প্রিপিপিটেটগুলিকে সেন্ট্রিফিউজ করা হয়, ডিএমএফ দিয়ে ধুয়ে মিথানলে বিশুদ্ধ করা হয় এবং তারপর 24 ঘন্টার জন্য ভ্যাকুয়ামের নীচে 60 ডিগ্রিতে শুকানো হয়।
1.2 UiO-66/PEO কম্পোজিট পলিমার ইলেক্ট্রোলাইট (CPEs) এর প্রস্তুতি
PEO (Mw {{0}} ~600,000, 99.9 শতাংশ , আলাদিন) 50 ডিগ্রিতে শুকানো হয়েছিল, এবং লিথিয়াম বিস(ট্রাইফ্লুরোমেথেনেসালফোনিল) ইমাইড (LiTFSI) (99 শতাংশ, আলাদিন) 10-24 ডিগ্রির নিচে আর্গ্লোভামে শুকানো হয়েছিল বাক্স প্রথমত, LiTFSI অ্যানহাইড্রাস অ্যাসিটোনিট্রিলে দ্রবীভূত করা হয়েছিল, এবং সমজাতীয় দ্রবণ সামর্থ্যের জন্য চৌম্বকীয় আলোড়নের অধীনে UiO-66 এবং PEO যোগ করা হয়েছিল, যাতে EO : Li plus-এর মোলার অনুপাত 16 : 1 রাখা হয়েছিল, এবং ন্যানো-আকারের UiO-এর বিষয়বস্তু ছিল শতাংশ, {10} শতাংশ ফিলার, {10} শতাংশ থেকে ডিজাইন করা হয়েছে৷ শতাংশ , 20 শতাংশ , 25 শতাংশ , সংশ্লিষ্ট ইলেক্ট্রোলাইটগুলির নামকরণ করে SPE, CPE- (5 শতাংশ, 10 শতাংশ, 15 শতাংশ, 20 শতাংশ, 25 শতাংশ)। পরে, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় দ্রাবককে উদ্বায়ী করতে পলিটেট্রাফ্লুরোইথিলিন টেমপ্লেটে দ্রবণটি নিক্ষেপ করা হয়েছিল। অবশেষে, অবশিষ্ট দ্রাবককে উদ্বায়ী করার জন্য শূন্যস্থানে 12 ঘন্টার জন্য ঝিল্লিগুলি 60 ডিগ্রিতে শুকানো হয়েছিল।
1.3 নমুনা চরিত্রায়ন
উপাদানগুলির স্ফটিক গঠনগুলি এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন (XRD) থেকে Cu-K বিকিরণ (λ=0.1542 nm) ঘরের তাপমাত্রায় (2θ=5 ডিগ্রি -50 ডিগ্রি ) 0.1 (ডিগ্রি )/s ধাপে সংগ্রহ করা হয়েছিল। UiO-66 এবং CPE-এর কাঠামোগত রূপগুলি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM, Hitachi, S-3400N) দ্বারা প্রকাশিত হয়েছিল৷
1.4 ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পরিমাপ এবং কোষ সমাবেশ
1 Hz থেকে 1 MHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে AC প্রতিবন্ধকতা বিশ্লেষণ (Autolab, Model PGSTAT302N) দ্বারা স্টেইনলেস স্টীল (SS) ইলেক্ট্রোড সহ সিমেট্রিক কক্ষে 25 থেকে 80 ডিগ্রি তাপমাত্রায় আয়নিক পরিবাহিতা পরিমাপ করা হয়েছিল এবং একটি{3}5 mHz এর মধ্যে। 10 mV/s স্ক্যান হারে 3 থেকে 5.5 V পর্যন্ত সঞ্চালিত SS/electrolyte/Li কোষে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উইন্ডো পরীক্ষা করার জন্য লিনিয়ার সুইপ ভোল্টমেট্রি (LSV) নিযুক্ত করা হয়েছিল। Li/ইলেক্ট্রোলাইট/Li কোষে Li plus (t প্লাস) এর স্থানান্তর সংখ্যা পরীক্ষা করা হয়েছিল এবং t প্লাস {{10}} I∞( Δ V−I0R0)I0( Δ V−I∞R∞) অনুসারে গণনা করা হয়েছিল, যেখানে ΔV হল প্রয়োগকৃত DC পোলারাইজেশন এবং I10s ভোল্টেজের প্রারম্ভিক ভোল্টেজ এবং I1ys ভোল্টেজের সময় ization, যথাক্রমে। R0 এবং R∞ যথাক্রমে মেরুকরণের আগে এবং পরে প্রতিরোধের মান। লিথিয়াম ডেনড্রাইট বৃদ্ধি পরীক্ষার প্রতিরোধ ক্ষমতার জন্য, দুটি লিথিয়াম ধাতব ইলেক্ট্রোডের মধ্যে সলিড ইলেক্ট্রোলাইট স্যান্ডউইচযুক্ত একটি সিমেট্রিক সেল একত্রিত করা হয়েছিল এবং পরীক্ষাটি 60 ডিগ্রিতে করা হয়েছিল।
2 ফলাফল এবং আলোচনা
UiO{{0}} ([Zr6O4(OH)4(BDC)6], যেখানে BDC2- হল 1,4- বেনজেনেডিকারবক্সিলিক অ্যাসিড র্যাডিক্যাল) মুখকেন্দ্রিক কিউবিক (fcc) জালির কাঠামোর সাথে (চিত্র 1(a)) যা BDC201 লিংক এবং 4 ডিসি-পোসেস এবং 4 ডিসি-পোসেস। nm অষ্টহেড্রাল এবং 0.75 nm টেট্রাহেড্রাল খাঁচা। চিত্র 1(b) হল প্রস্তুতকৃত UiO-66 এর SEM চিত্র যেখানে স্ফটিকগুলি 80-150 nm আকারের গোলাকার আকৃতির। UiO-66 কে PEO-LiTFSI পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল সহজ সমাধান-কাস্ট পদ্ধতিতে যৌগিক ইলেক্ট্রোলাইট তৈরি করতে। চিত্র 1(c) এ যৌগিক ইলেক্ট্রোলাইটের একটি মসৃণ পৃষ্ঠ পরিলক্ষিত হয়েছে, যা নির্দেশ করে যে ন্যানো-আকারের UiO-66 ফিলারগুলি UiO-66-এর অজৈব-জৈব হাইব্রিড বৈশিষ্ট্যের কারণে PEO ম্যাট্রিক্সে সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছে৷
চিত্র। 1 (a) UiO-66-এর স্ফটিক কাঠামো এবং (b) ন্যানো-আকারের UiO-66 এবং (c) UiO-66/PEO কম্পোজিট পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটের SEM চিত্র
যেমন-প্রস্তুত UiO-66 স্ফটিকগুলির ফেজ বিশুদ্ধতা XRD প্যাটার্ন দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল যা রিপোর্ট করা জালি প্যারামিটারের উপর ভিত্তি করে সিমুলেটেডের সাথে ভালভাবে মেলে, যেমন চিত্র 2(a), UiO-66-এর ন্যানোস্ট্রাকচারের সফল সংশ্লেষণকে নির্দেশ করে। পলিমার ইলেক্ট্রোলাইটে UiO-66 এর বিষয়বস্তু উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা অর্জনের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছিল। বিভিন্ন UiO-66 বিষয়বস্তু সহ PEO ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য Arrhenius প্লট চিত্র 2(b) এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র 2 (ক) সিমুলেটেড UiO এর XRD প্যাটার্ন-66, সংশ্লেষিত ন্যানো-আকারের UiO-66, PEO, এবং CPE-10 শতাংশ ; (b) UiO-66 এর বিভিন্ন বিষয়বস্তু সহ PEO ইলেক্ট্রোলাইটের আয়নিক পরিবাহিতার জন্য Arrhenius প্লট; (c) 25 থেকে 80 ডিগ্রি তাপমাত্রায় CPE-10 শতাংশের জন্য 1 Hz-1 MHz ফ্রিকোয়েন্সির মধ্যে Nyqiust প্লট; (d) 60 ডিগ্রিতে SS/ইলেক্ট্রোলাইট/Li কোষে SPE এবং CPE-এর LSV বক্ররেখা; (ঙ) 60 ডিগ্রিতে 10 mV এর প্রয়োগকৃত ভোল্টেজে প্রতিসম Li/SPE/Li কোষের DC পোলারাইজেশন প্রোফাইল; (f) 60 ডিগ্রীতে 10 mV এর প্রয়োগকৃত ভোল্টেজে প্রতিসম Li/CPE-10 শতাংশ /Li কোষের DC পোলারাইজেশন প্রোফাইল। ইনসেট (e,f): ডিসি মেরুকরণের আগে এবং পরে সংশ্লিষ্ট প্রতিসম কোষের AC প্রতিবন্ধক বর্ণালী
এটা স্পষ্ট যে PEO ইলেক্ট্রোলাইটে ন্যানো-আকারের UiO-66 যোগ করলে উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা পাওয়া যায়। যেহেতু PEO-তে অক্সিজেনের সাথে [Zr6O4(OH)4]12 প্লাস এর সমন্বয় পলিমার চেইনের সেগমেন্টাল গতিকে উন্নীত করতে PEO চেইনের স্ফটিকতা হ্রাস করে, যা PEO (চিত্র 2(a)) এর তুলনায় CPE-10 শতাংশের XRD প্যাটার্ন দ্বারা প্রমাণিত হয়। অধিকন্তু, [Zr6O4(OH)4]12 প্লাস এবং TFSI- এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া লিথিয়াম লবণের বিচ্ছেদকে উৎসাহিত করে। একটি নির্দিষ্ট মানের নিচে UiO-66 ফিলার সামগ্রীর বৃদ্ধি আয়নিক পরিবাহিতা প্রচারের সাথে সাথে রয়েছে। যাইহোক, ফিলারের আরও বৃদ্ধি পাতলা এবং ব্লক প্রভাবের কারণে আয়নিক পরিবাহিতা হ্রাস করে। CPE-10 শতাংশ সর্বোচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা দেখায় (3. . 25 থেকে 80 ডিগ্রি তাপমাত্রায় CPE{31}} শতাংশের সঞ্চালন বৈশিষ্ট্যগুলিও AC ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি দ্বারা তদন্ত করা হয়েছে, এবং Nyqiust প্লটগুলি চিত্র 2(c) এ উপস্থাপন করা হয়েছে। এটি দেখায় যে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে প্রতিবন্ধকতার মান হ্রাস পায়।
PEO ইলেক্ট্রোলাইটের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল উইন্ডোতে UiO{{0}}-এর প্রভাব LSV দ্বারা 60 ডিগ্রিতে তদন্ত করা হয়েছিল। চিত্র 2(d) তে দেখানো হয়েছে, প্রায় 4.9 V-এ CPE-10 শতাংশের স্থির প্ল্যাটফর্ম SPE-এর চেয়ে বেশি, কারণ অক্সিজেনের সাথে UiO-66-এর সমন্বয় যা PEO-এর অক্সিডেশন ভোল্টেজকে প্রচার করে এবং UiO-তে Zr(IV) কমানো কঠিন-66। এইভাবে, আশা করা যায় যে CPE উচ্চ-ভোল্টেজ পজিটিভ ক্যাথোডের সাথে মিলিত লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য উপযুক্ত। লি প্লাসের স্থানান্তর নম্বর হল একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার যা কঠিন অবস্থায় ইলেক্ট্রোলাইটে লি প্লাসের হার সক্ষমতার অবদান সম্পর্কে তথ্য প্রদান করে। SPE এবং CPE{11}} শতাংশের জন্য 10 mV DC পোলারাইজেশন অনুসরণ করে সময়-বর্তমান বক্ররেখা চিত্র 2(ef) এ উপস্থাপিত হয়েছে। CPE এর টি প্লাস-10 শতাংশ হল 0.36 এবং SPE (0.25) এর চেয়ে বেশি। এটি এই কারণে যে CPE-তে PEO-এর অক্সিজেনের সাথে [Zr6O4(OH)4]12 প্লাসের সমন্বয় Li Plus-এর সাথে অক্সিজেনের সমন্বয়কে দুর্বল করে দেয় এবং Li Plus-এর স্থানান্তরিত হয়, এবং anionsগুলির একটি ভগ্নাংশ [Zr6O4(OH)4] প্লাস দ্বারা অচল হয়।
লিথিয়াম অ্যানোডের বিরুদ্ধে দীর্ঘমেয়াদী ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থায়িত্ব হল সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য, যা গ্যালভানোস্ট্যাটিক লিথিয়াম প্লেটিং এবং সিমেট্রিক লি/ইলেক্ট্রোলাইট/লি কোষে স্ট্রিপিং দ্বারা পরিমাপ করা যেতে পারে। চিত্র 3(a) 60 ডিগ্রীতে প্রতি চক্রের জন্য 1 ঘন্টার জন্য 0.15 mA∙cm-2 একটি ধ্রুবক বর্তমান ঘনত্ব সহ একটি ভোল্টেজ উইন্ডো দেখায়। চিত্র 3(b) এ, প্রতিসম Li/CPE-10 শতাংশ /Li সেলটি -0 এর মধ্যে একটি চার্জ-ডিসচার্জ ভোল্টেজ পরিসীমা দেখায়। লিথিয়াম ধাতু এবং লিথিয়াম ডেনড্রাইটের বৃদ্ধিকে ব্লক করার চমৎকার CPE ক্ষমতা। এই ক্ষমতা নিম্নলিখিত কারণগুলির জন্য দায়ী করা যেতে পারে: (1) উন্নত যান্ত্রিক শক্তি; (2) [Zr6O4(OH)4]12 দ্বারা স্থির অ্যানিয়নের একটি ভগ্নাংশ প্লাস ইউনিফর্ম লি প্লেটিং এবং স্ট্রাইপিং বৃদ্ধি করে। বিপরীতে, সিমেট্রিক Li/SPE/Li সেলের চার্জ-ডিসচার্জ ভোল্টেজ প্রথম চক্রে -0.25 থেকে 0.37 V পর্যন্ত হয় (চিত্র 3(b)), এবং ব্যাটারিটি 104 ঘন্টা পরে শর্ট সার্কিট দেখায়। এই ধরনের দুর্বল সাইকেল পারফরম্যান্সকে অসম লি প্লেটিং এবং স্ট্রাইপিংয়ের জন্য দায়ী করা যেতে পারে, যার ফলস্বরূপ SPE-এর কম টি প্লাস প্রচুর পরিমাণে বিনামূল্যে অ্যানয়ন রয়েছে।
চিত্র 3 (a) প্রতিসম Li/CPE-10 শতাংশ /Li এবং Li/SPE/Li কোষের জন্য 60 ডিগ্রিতে একটি ধ্রুবক বর্তমান ঘনত্ব 0.15 mA∙cm-2 সহ গ্যালভানোস্ট্যাটিক চক্র, (b) গ্যালভানোস্ট্যাটিক চক্রের বৃদ্ধি এবং Li/LPE/LPE6}/LPE6 শতাংশ চক্র {7}} চক্র, এবং (c) 895-900 চক্রে Li/CPE-10 শতাংশ /Li কোষের গ্যালভানোস্ট্যাটিক চক্রের বৃদ্ধি
3 উপসংহার
সংক্ষেপে, ফিলার হিসাবে UiO-66 সহ PEO-ভিত্তিক ইলেক্ট্রোলাইট সমাধান-কাস্টিং কৌশলের মাধ্যমে তৈরি করা হয়েছিল। প্রাপ্ত CPE-10 শতাংশ 3 এর উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা দেখায়। PEO চেইনে অক্সিজেন সহ; (2) TFSI- এবং [Zr6O4(OH)4]12 এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া প্লাস লিথিয়াম লবণের বিচ্ছেদ প্রচার করে। Li plus (0.36) এর উচ্চ স্থানান্তর সংখ্যা অ্যানিয়নের একটি ভগ্নাংশের অচলতার কারণে যা CPE-এর লিথিয়াম ডেনড্রাইট বৃদ্ধি দমন করার ক্ষমতাকেও উপকৃত করে। লিথিয়াম ধাতুর বিরুদ্ধে CPE-এর উন্নত যান্ত্রিক শক্তি এবং চমৎকার ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল স্থায়িত্ব লিথিয়াম ডেনড্রাইট বৃদ্ধির কার্যকর দমন করে, লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারির জন্য দীর্ঘ চক্র জীবন সক্ষম করে (0.15 mA∙cm-2, 60 ডিগ্রিতে 1000 ঘণ্টার বেশি সাইকেল চালানো)।
থেকে আরো লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি উপকরণটিওবি নিউ এনার্জি
