නව බලශක්ති කර්මාන්තයේ ශීඝ්‍ර සංවර්ධනයත් සමඟ, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ලිතියම් බැටරි සඳහා ඇති ඉල්ලුම වැඩිවෙමින් පවතී. ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් (LFP) සහ ත්‍රිත්ව ලිතියම් වැනි ද්‍රව්‍ය ප්‍රමුඛ ස්ථානයක් ගත්තද, ඒවායේ ශක්ති ඝනත්වය වැඩිදියුණු කිරීමේ අවකාශය සීමිත වන අතර, ඒවායේ ආරක්ෂාව තවමත් තවදුරටත් ප්‍රශස්ත කළ යුතුය. මෑතකදී, සර්කෝනියම් මත පදනම් වූ සංයෝග, විශේෂයෙන් සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් (සোক্ষ্ণের) සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන්, ලිතියම් බැටරිවල චක්‍රීය ආයු කාලය සහ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කිරීමේ විභවය හේතුවෙන් ක්‍රමයෙන් පර්යේෂණ ස්ථානයක් බවට පත්ව ඇත.
සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් වල විභවය සහ වාසි
ලිතියම් බැටරි වල සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්න යෙදීම ප්‍රධාන වශයෙන් පහත අංශවලින් පිළිබිඹු වේ:
1. අයන හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම:අධ්‍යයනයන් පෙන්වා දී ඇත්තේ අඩු සම්බන්ධීකරණ Zr⁴⁺ අඩවි සහිත ලෝහ කාබනික රාමු (MOF) ආකලන මගින් ලිතියම් අයන හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි බවයි. Zr⁴⁺ අඩවි සහ ලිතියම් අයන ද්‍රාවණ කොපුව අතර ඇති ශක්තිමත් අන්තර්ක්‍රියාව ලිතියම් අයන සංක්‍රමණය වේගවත් කළ හැකි අතර එමඟින් බැටරියේ අනුපාත ක්‍රියාකාරිත්වය සහ චක්‍ර ආයු කාලය වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
2. වැඩිදියුණු කළ අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව:සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් ව්‍යුත්පන්නයන්ට ද්‍රාවණ ව්‍යුහය සකස් කිරීමට, ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදකය අතර අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීමට සහ අතුරු ප්‍රතික්‍රියා ඇතිවීම අඩු කිරීමට හැකි අතර එමඟින් බැටරියේ ආරක්ෂාව සහ සේවා කාලය වැඩි දියුණු කළ හැකිය.
පිරිවැය සහ කාර්ය සාධනය අතර සමතුලිතතාවය: සමහර අධික වියදම් සහිත ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රව්‍ය සමඟ සසඳන විට, සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නවල අමුද්‍රව්‍ය පිරිවැය සාපේක්ෂව අඩුය. උදාහරණයක් ලෙස, ලිතියම් සර්කෝනියම් ඔක්සික්ලෝරයිඩ් (Li1.75ZrCl4.75O0.5) වැනි ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝලයන්හි අමුද්‍රව්‍ය පිරිවැය කිලෝග්‍රෑම් 11.6 ක් පමණක් වන අතර එය සාම්ප්‍රදායික ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝලයයන්ට වඩා බෙහෙවින් අඩුය.
ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් සහ ත්‍රිත්ව ලිතියම් සමඟ සංසන්දනය කිරීම
ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් (LFP) සහ ත්‍රිත්ව ලිතියම් වර්තමානයේ ලිතියම් බැටරි සඳහා ප්‍රධාන ධාරාවේ ද්‍රව්‍ය වේ, නමුත් ඒ සෑම එකක්ම තමන්ගේම වාසි සහ අවාසි ඇත. ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් එහි ඉහළ ආරක්ෂාව සහ දිගු චක්‍ර ආයු කාලය සඳහා ප්‍රසිද්ධය, නමුත් එහි ශක්ති ඝනත්වය අඩුය; ත්‍රිත්ව ලිතියම් ඉහළ ශක්ති ඝනත්වයක් ඇත, නමුත් එහි ආරක්ෂාව සාපේක්ෂව දුර්වලය. ඊට වෙනස්ව, සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් අයන හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව සහ අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව වැඩිදියුණු කිරීමේදී හොඳින් ක්‍රියා කරන අතර පවතින ද්‍රව්‍යවල අඩුපාඩු සපුරාලීමට අපේක්ෂා කෙරේ.
වාණිජකරණයේ බාධක සහ අභියෝග
රසායනාගාර පර්යේෂණ වලදී සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් විශාල විභවයක් පෙන්නුම් කර ඇතත්, එහි වාණිජකරණය තවමත් සමහර අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි:
1. පරිණත වීමේ ක්‍රියාවලිය:වර්තමානයේ, සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්න නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය තවමත් සම්පූර්ණයෙන්ම පරිණත වී නොමැති අතර, මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයේ ස්ථායිතාව සහ අනුකූලතාව තවමත් තවදුරටත් සත්‍යාපනය කළ යුතුව ඇත.
2. පිරිවැය පාලනය:අමුද්‍රව්‍යවල පිරිවැය අඩු වුවද, සැබෑ නිෂ්පාදනයේදී, සංස්ලේෂණ ක්‍රියාවලිය සහ උපකරණ ආයෝජනය වැනි පිරිවැය සාධක සලකා බැලිය යුතුය.
වෙළඳපල පිළිගැනීම: ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් සහ ත්‍රිත්ව ලිතියම් දැනටමත් විශාල වෙළඳපල කොටසක් අත්පත් කරගෙන ඇත. නැගී එන ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, වෙළඳපල පිළිගැනීම ලබා ගැනීම සඳහා සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් කාර්ය සාධනය සහ පිරිවැය අතින් ප්‍රමාණවත් වාසි පෙන්විය යුතුය.
අනාගත දැක්ම
සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් ලිතියම් බැටරිවල පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවන් ඇත. තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ දියුණුවත් සමඟ, එහි නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය තවදුරටත් ප්‍රශස්ත කිරීමට අපේක්ෂා කරන අතර පිරිවැය ක්‍රමයෙන් අඩු වනු ඇත. අනාගතයේදී, සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් සහ ත්‍රිත්ව ලිතියම් වැනි ද්‍රව්‍යවලට අනුපූරක වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කරන අතර, ඇතැම් නිශ්චිත යෙදුම් අවස්ථා වලදී අර්ධ ආදේශනයක් පවා ලබා ගනී.
| අයිතමය | පිරිවිතර |
| පෙනුම | සුදු දිලිසෙන ස්ඵටික කුඩු |
| පිරිසිදුකම | ≥99.5% |
| Zr | ≥38.5% |
| Hf | ≤100ppm |
| සිඕ2 | ≤50ppm |
| Fe2O3 (ෆෙ2ඕ3) | ≤150ppm |
| Na2O (නා2ඕ) | ≤50ppm |
| ටීඕ2 | ≤50ppm |
| ඇල්2ඕ3 | ≤100ppm |
ZrCl₄ බැටරිවල ආරක්ෂිත ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරන්නේ කෙසේද?
1. ලිතියම් ඩෙන්ඩ්‍රයිට් වර්ධනය වළක්වයි
ලිතියම් ඩෙන්ඩ්‍රයිට් වර්ධනය ලිතියම් බැටරිවල කෙටි පරිපථ සහ තාප ධාවනය සඳහා වැදගත් හේතුවක් වේ. සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් ඉලෙක්ට්‍රෝලය ගුණ සකස් කිරීමෙන් ලිතියම් ඩෙන්ඩ්‍රයිට් සෑදීම සහ වර්ධනය වීම වළක්වයි. උදාහරණයක් ලෙස, සමහර ZrCl₄-පාදක ආකලන මගින් ලිතියම් ඩෙන්ඩ්‍රයිට් ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළට විනිවිද යාම වැළැක්වීම සඳහා ස්ථායී අතුරුමුහුණත් තට්ටුවක් සෑදිය හැකි අතර එමඟින් කෙටි පරිපථ අවදානම අඩු කරයි.
2. ඉලෙක්ට්‍රෝලය තාප ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම
සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝටයිට් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී දිරාපත් වීමට, තාපය මුදා හැරීමට සහ පසුව තාප ගලායාමට හේතු වේ.සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ්සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන්ට ඉලෙක්ට්‍රෝලය තුළ ඇති සංරචක සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කර ඉලෙක්ට්‍රෝලය තාප ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කළ හැකිය. මෙම වැඩිදියුණු කළ ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී දිරාපත් වීමට වඩා අපහසු වන අතර එමඟින් ඉහළ උෂ්ණත්ව තත්ත්වයන් යටතේ බැටරියේ ආරක්ෂිත අවදානම් අඩු කරයි.
3. අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කිරීම
සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය අතර අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ මතුපිට ආරක්ෂිත පටලයක් සෑදීමෙන්, එය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍ය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය අතර පැති ප්‍රතික්‍රියා අඩු කළ හැකි අතර එමඟින් බැටරියේ සමස්ත ස්ථායිතාව වැඩි දියුණු කරයි. ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී බැටරියේ කාර්ය සාධන පිරිහීම සහ ආරක්ෂක ගැටළු වැළැක්වීම සඳහා මෙම අතුරුමුහුණත් ස්ථායිතාව ඉතා වැදගත් වේ.
4. ඉලෙක්ට්‍රෝලය දැවෙන හැකියාව අඩු කරන්න
සාම්ප්‍රදායික ද්‍රව ඉලෙක්ට්‍රෝටයිට් සාමාන්‍යයෙන් අධික ලෙස දැවිය හැකි අතර, එය අනිසි භාවිතය යටතේ බැටරි ගිනි ගැනීමේ අවදානම වැඩි කරයි. සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝටයිට් හෝ අර්ධ ඝන ඉලෙක්ට්‍රෝටයිට් සංවර්ධනය කිරීමට භාවිතා කළ හැකිය. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝටයිට් ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් අඩු ගිනිගැනීමේ හැකියාවක් ඇති අතර එමඟින් බැටරි ගිනි හා පිපිරීමේ අවදානම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි.
5. බැටරි වල තාප කළමනාකරණ හැකියාවන් වැඩි දියුණු කිරීම
සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් බැටරිවල තාප කළමනාකරණ හැකියාවන් වැඩිදියුණු කළ හැකිය. ඉලෙක්ට්‍රෝලයයේ තාප සන්නායකතාවය සහ තාප ස්ථායීතාවය වැඩිදියුණු කිරීමෙන්, බැටරියට අධික බරකින් ක්‍රියාත්මක වන විට තාපය වඩාත් ඵලදායී ලෙස විසුරුවා හැරිය හැකි අතර එමඟින් තාප ධාවනයේ හැකියාව අඩු කරයි.
6. ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල තාප ගලායාම වැළැක්වීම
සමහර අවස්ථාවලදී, ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල තාප ගලායාම බැටරි ආරක්ෂණ ගැටළු වලට තුඩු දෙන ප්‍රධාන සාධකවලින් එකකි. සර්කෝනියම් ටෙට්‍රාක්ලෝරයිඩ් සහ එහි ව්‍යුත්පන්නයන් මගින් විද්‍යුත් විච්ඡේදනයේ රසායනික ගුණාංග සකස් කිරීමෙන් සහ ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයේ වියෝජන ප්‍රතික්‍රියාව අඩු කිරීමෙන් තාප ගලා යාමේ අවදානම අඩු කළ හැකිය.
පළ කළ කාලය: 2025 අප්‍රේල්-29