লি-আয়ন ব্যাটারির গবেষণায় পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপির প্রয়োগ
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি (LIBs) তাদের উচ্চ নির্দিষ্ট শক্তি, দীর্ঘ চক্র জীবন, উচ্চ নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা, এবং পরিবেশগত সুরক্ষার কারণে বর্তমানে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল উচ্চ-দক্ষতা রাসায়নিক শক্তি সঞ্চয় শক্তির উত্স। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, LIB-এর গবেষণা দিক প্রধানত নতুন উচ্চ-দক্ষ ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপকরণগুলির গবেষণা এবং বিকাশের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে, ইলেক্ট্রোলাইট পরিবর্তন করে ব্যাটারি নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা উন্নত করা এবং কঠিন ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেস ফিল্ম (সলিড ইলেক্ট্রোলাইট) এর স্থিতিশীলতা উন্নত করা। ইন্টারফেস, SEI) নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানের উপর। SEI ফিল্ম LIB-এর প্রথম চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়ার সময় কঠিন-তরল ফেজ ইন্টারফেসে ইলেক্ট্রোলাইট এবং ইলেক্ট্রোড উপাদানের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত ইলেক্ট্রোড উপাদানের পৃষ্ঠকে আচ্ছাদন করে এমন একটি প্যাসিভেশন স্তরকে বোঝায়। SEI ফিল্ম একটি কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটের বৈশিষ্ট্য সহ একটি ইলেকট্রনিক ইনসুলেটর, তবে এটি লিথিয়াম আয়নের একটি চমৎকার পরিবাহী, যা লিথিয়াম আয়নগুলিকে এই স্তরে অবাধে আন্তঃসংযোগ এবং নিষ্কাশন করার অনুমতি দেয় এবং এর স্থায়িত্ব চক্র কার্যকারিতার উপর একটি দুর্দান্ত প্রভাব ফেলে। এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি LIB এর নিরাপত্তা। বড় প্রভাব. সাধারণত, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি, রমন স্পেকট্রোস্কোপি, এক্স-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি, এএফএম ইত্যাদি ব্যবহার করা হয় এসইআই ফিল্মগুলির গঠন, পরিবর্তন এবং কার্যকারিতা অধ্যয়নের জন্য, যার মধ্যে AFM এর গঠন, বিকৃতি এবং ফেটে যাওয়া অধ্যয়নে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। SEI ছায়াছবি। গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা.
1982 সালে, স্ক্যানিং টানেলিং মাইক্রোস্কোপ (STM) এর আবির্ভাব প্রথমবারের মতো একটি পদার্থের পৃষ্ঠে পৃথক পরমাণুর বিন্যাস এবং পৃষ্ঠের ইলেক্ট্রন ঘনত্ব ফাংশনের সাথে সম্পর্কিত ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি বাস্তব সময়ে পর্যবেক্ষণ করা সম্ভব করে। যাইহোক, এসটিএম-এর কার্য নীতি হল টানেলিং কারেন্ট ব্যবহার করা যা ইমেজিংয়ের জন্য প্রোব এবং পরিবাহী পৃষ্ঠের মধ্যে দূরত্বের সাথে দ্রুতগতিতে পরিবর্তিত হয়। অতএব, এসটিএম সনাক্ত করতে পারে এমন উপকরণগুলি অবশ্যই পরিবাহী হতে হবে, যা এর প্রয়োগকে সীমাবদ্ধ করে। এই ঘাটতি পূরণের জন্য, 1986 সালে, BINNIG এবং অন্যান্যরা STM-এর অনুসন্ধান নীতি ব্যবহার করে পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপ (AFM) উদ্ভাবন করেন। AFM শুধুমাত্র কন্ডাক্টর, অর্ধপরিবাহী উপকরণ, কিন্তু অন্তরক উপকরণ সনাক্ত করতে পারে না এবং বায়ুমণ্ডল, ভ্যাকুয়াম, তরল এবং অন্যান্য পরিবেশে বিভিন্ন শারীরিক বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করতে পারে। তাই ভূ-পৃষ্ঠ বিজ্ঞান, বস্তু বিজ্ঞান, জীবন বিজ্ঞান এবং অন্যান্য ক্ষেত্রের গবেষণায় এর গুরুত্ব রয়েছে। মহান তাৎপর্য এবং বিস্তৃত আবেদন সম্ভাবনা.
উদ্ভাবন পয়েন্ট এবং সমস্যা সমাধান
উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, উচ্চ চক্র জীবন, নিরাপত্তা এবং অন্যান্য অনেক সুবিধার কারণে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি আধুনিক জীবনে সবচেয়ে জনপ্রিয় বহনযোগ্য শক্তির উত্স এবং এর ব্যাপক প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সম্ভাবনাকে পূর্ণ খেলা দিতে এবং তাদের ব্যবহারিক প্রয়োগের প্রচার করার জন্য, ইলেক্ট্রোড প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়াটি গভীরভাবে অধ্যয়ন করা প্রয়োজন। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির গবেষণায় একটি শক্তিশালী সহকারী হিসেবে, পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) ইলেক্ট্রোডের অগ্রভাগে থাকা পরমাণু এবং ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের পরমাণুর মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে বাস্তব সময়ে ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের মাইক্রোস্কোপিক আকারবিদ্যা সনাক্ত করতে পারে। , এবং ন্যানোমিটার স্কেলে ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠে ভৌত এবং রাসায়নিক তথ্য প্রদান করে। এটি ইলেক্ট্রোড উপকরণ এবং ইলেক্ট্রোলাইটগুলির অপ্টিমাইজেশন এবং পরিবর্তনের জন্য একটি পরীক্ষামূলক ভিত্তি প্রদান করে। এই কাগজটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির গবেষণায় AFM-এর সর্বশেষ প্রয়োগের অগ্রগতি পর্যালোচনা করে, যার মধ্যে রূপবিদ্যার পরিবর্তন, ন্যানোমেকানিকাল বৈশিষ্ট্য এবং ইলেক্ট্রোড সামগ্রীর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল প্রতিক্রিয়া অবস্থার অধীনে রয়েছে, যা ইঙ্গিত করে যে AFM লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির গবেষণা অগ্রগতিকে আরও প্রচার করবে। .
AFM প্রযুক্তির উত্থানের পর থেকে, এটি লি-আয়ন ব্যাটারি LIBs বিশ্লেষণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। ন্যানোমিটার স্কেলে অঙ্গসংস্থানবিদ্যা এবং বৈশিষ্ট্যগুলির বিবর্তন সনাক্ত করার জন্য এর কম-ধ্বংসাত্মক ক্ষমতা লি-আয়ন ব্যাটারি LIB-এর গভীর বোঝার জন্য সহায়ক। অ্যানোড উপাদান এবং SEI ফিল্মের গঠন এবং সম্পর্কিত বৈশিষ্ট্যগুলি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য LIB-এর বিকাশ এবং গবেষণার জন্য একটি শক্ত ভিত্তি তৈরি করেছে এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিকাশকে আরও উন্নীত করেছে। এই গবেষণাপত্রে, ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপকরণ এবং SEI ফিল্মগুলির গবেষণায় AFM-এর প্রয়োগ এবং গবেষণার অগ্রগতি রূপবিদ্যা, যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলির দিক থেকে পর্যালোচনা করা হয়। এই গবেষণাগুলি ইঙ্গিত দেয় যে AFM-এর এখনও লি-আয়ন ব্যাটারির গবেষণা এবং প্রয়োগে বিকাশের জন্য অনেক জায়গা রয়েছে। এছাড়াও, প্রচুর সংখ্যক গবেষণায় দেখা গেছে যে AFM-এর যান্ত্রিক পরিমাপের অন্যান্য সিটু চরিত্রায়ন কৌশলগুলির তুলনায় অনেক সুবিধা রয়েছে, এবং এই পদ্ধতির বিভিন্ন ব্যাটারি অপারেটিং অবস্থার অধীনে ইন্টারফেজ এবং ইলেক্ট্রোডের যান্ত্রিক এবং কাঠামোগত বিবর্তন পর্যবেক্ষণ করার দুর্দান্ত সম্ভাবনা রয়েছে। অবশেষে, অন্যান্য সনাক্তকরণ কৌশলগুলির সাথে একত্রে অতিরিক্ত স্ক্যানিং মোডগুলির বিকাশ AFM-এর প্রয়োগের জন্য নতুন ভিস্তা খুলে দেয়।
