स्टैनफोर्ड: हमने लीथियम-आयन सेल में वर्तमान संग्राहकों का वजन 80 प्रतिशत तक कम कर दिया है। ऊर्जा घनत्व में 16-26 प्रतिशत की वृद्धि होती है।

स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी और स्टैनफोर्ड लीनियर एक्सेलेरेटर सेंटर (एसएलएसी) के वैज्ञानिकों ने लिथियम-आयन कोशिकाओं को उनके वजन को कम करने और इस प्रकार भंडारण की ऊर्जा घनत्व को बढ़ाने के लिए सिकोड़ने का निर्णय लिया। ऐसा करने के लिए, उन्होंने बाहर की ओर वाहक परतों को फिर से डिज़ाइन किया: तांबे या एल्यूमीनियम की चौड़ी शीटों के बजाय, उन्होंने धातु की संकीर्ण पट्टियों का उपयोग किया, जो पॉलिमर की एक परत के साथ पूरक थीं।

उच्च निवेश लागत के बिना ली-आयन में उच्च ऊर्जा घनत्व

प्रत्येक ली-आयन सेल एक रोल होता है जिसमें चार्ज-डिस्चार्ज/डिस्चार्ज लेयर, एक इलेक्ट्रोड, एक इलेक्ट्रोलाइट, एक इलेक्ट्रोड और एक करंट कलेक्टर उस क्रम में होता है। बाहरी भाग तांबे या एल्यूमीनियम से बने धातु के पन्नी होते हैं। वे इलेक्ट्रॉनों को सेल छोड़ने और उसमें लौटने की अनुमति देते हैं।

स्टैनफोर्ड और एसएलएसी के वैज्ञानिकों ने संग्राहकों पर ध्यान केंद्रित करने का निर्णय लिया, क्योंकि उनका वजन अक्सर पूरे लिंक के वजन का कई दसियों प्रतिशत होता है। तांबे की चादरों के बजाय, उन्होंने तांबे की संकीर्ण पट्टियों वाली पॉलिमर फिल्मों का उपयोग किया। यह पता चला कि संग्राहकों का वजन 80 प्रतिशत तक कम करना संभव था:

क्लासिक बेलनाकार लिथियम-आयन सेल एक लंबा रोल है जिसमें कई परतें होती हैं। स्टैनफोर्ड और एसएलएसी के वैज्ञानिकों ने चार्ज जमा करने और उन्हें संचालित करने वाली परतों को कम कर दिया है - वर्तमान संग्राहक। तांबे की चादरों के बजाय, उन्होंने गैर-ज्वलनशील रसायनों से समृद्ध बहुलक-तांबे की चादरों का इस्तेमाल किया (c) युशेंग ये / स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय

इतना ही नहीं: इग्निशन को रोकने वाले रासायनिक यौगिकों को पॉलिमर में जोड़ा जा सकता है, और फिर तत्वों की कम ज्वलनशीलता कम वजन के साथ होती है:

स्टैनफोर्ड: हमने लिथियम-आयन कोशिकाओं में वर्तमान संग्राहकों का वजन 80 प्रतिशत कम कर दिया है। ऊर्जा घनत्व 16-26 प्रतिशत बढ़ जाता है।

क्लासिकल लिथियम-आयन सेल और अमेरिकी शोधकर्ताओं द्वारा विकसित एक कलेक्टर में प्रयुक्त तांबे की पन्नी की ज्वलनशीलता (सी) युशेंग ये / स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय

शोधकर्ताओं का कहना है कि पुन: डिज़ाइन किए गए संग्राहक कोशिकाओं के गुरुत्वाकर्षण ऊर्जा घनत्व को 16-26 प्रतिशत (= समान इकाई द्रव्यमान के लिए 16-26 प्रतिशत अधिक ऊर्जा) तक बढ़ा सकते हैं। यह मतलब है कि समान आयतन और पावर क्षमता की बैटरी करंट से 20 प्रतिशत हल्की हो सकती है.

अतीत में जलाशय को अनुकूलित करने के प्रयास किए गए हैं, लेकिन उन्हें बदलने से अप्रत्याशित दुष्प्रभाव हुए हैं। कोशिकाएं अस्थिर हो गईं या अधिक [महंगे] इलेक्ट्रोलाइट की आवश्यकता पड़ी। स्टैनफोर्ड के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित संस्करण ऐसी समस्याओं का कारण नहीं बनता है।

ये सुधार शुरुआती शोध में हैं, इसलिए इनके 2023 से पहले बाजार में आने की उम्मीद न करें। हालाँकि, वे आशाजनक दिखते हैं।

यह जोड़ने योग्य है कि टेस्ला के पास धातु की परतों के चार्ज को इकट्ठा करने का एक दिलचस्प विचार भी है। रोल की पूरी लंबाई के साथ पतली तांबे की पट्टियों का उपयोग करने और उन्हें केवल एक ही स्थान (बीच में) से बाहर निकालने के बजाय, वह कटे हुए ओवरलैप किनारे का उपयोग करके उन्हें तुरंत बाहर लाता है। इसके कारण चार्ज बहुत कम दूरी (प्रतिरोध!) तय करते हैं, और तांबा बाहर अतिरिक्त गर्मी हस्तांतरण प्रदान करता है: