બેટરીના ઉત્પાદન માટે ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીનું સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા બેટરી સેલના ઉત્પાદનમાં, નેનોસંરચિત સામગ્રી અને નેનોકોમ્પોઝિટ શ્રેષ્ઠ વિદ્યુત વાહકતા, વધુ ઊંચી સંગ્રહ ઘનતા, ઉચ્ચ ક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા પ્રદાન કરીને મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. નેનોસામગ્રીની સંપૂર્ણ કાર્યક્ષમતા મેળવવા માટે, નેનોકણોને અલગ-અલગ વિખેરવા અથવા તેમના સ્તરોને અલગ કરવા જરૂરી છે અને કાર્યાત્મકકરણ જેવા વધુ પ્રક્રિયા તબક્કાઓની જરૂર પડી શકે છે. અદ્યતન બેટરી ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી નેનોસામગ્રી અને નેનોકોમ્પોઝિટ બનાવવા અલ્ટ્રાસોનિક નેનો-પ્રક્રિયાકરણ શ્રેષ્ઠ, અસરકારક અને વિશ્વસનીય તકનીક છે.
ઇલેક્ટ્રોડ સ્લરીમાં વિદ્યુતરાસાયણિક રીતે સક્રિય સામગ્રીનું અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ
નેનોસામગ્રીનો ઉપયોગ નવીન ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી તરીકે થાય છે, જેના પરિણામે રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. ઇલેક્ટ્રોડના ઉત્પાદન માટે સ્લરી તૈયાર કરતી વખતે, ખાસ કરીને નેનોકદની સામગ્રી સામેલ હોય ત્યારે, કણોના સમૂહન, એકત્રીકરણ અને પ્રાવસ્થા વિભાજનને દૂર કરવું અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. નેનોસામગ્રી બેટરીના ઇલેક્ટ્રોડનું સક્રિય સપાટી ક્ષેત્રફળ વધારે છે, જેનાથી તેઓ ચાર્જિંગ ચક્રો દરમિયાન વધુ ઊર્જા શોષી શકે છે અને તેમની એકંદર ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષમતા વધારી શકે છે. નેનોસામગ્રીનો સંપૂર્ણ લાભ મેળવવા માટે, આ નેનોસંરચિત કણોની ગૂંચ ઉકેલીને તેમને ઇલેક્ટ્રોડ સ્લરીમાં અલગ-અલગ કણો તરીકે વિતરિત કરવા જરૂરી છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિખેરણ તકનીક કેન્દ્રિત ઉચ્ચ અપરૂપણ (સોનોમેકેનિકલ) બળો તેમજ સોનોકેમિકલ ઊર્જા પ્રદાન કરે છે, જેનાથી નેનોકદની સામગ્રીનું પરમાણુ સ્તરે મિશ્રણ અને સંકીર્ણ રચના થાય છે.
અત્યંત કાર્યક્ષમ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી મેળવવા માટે ગ્રાફીન, કાર્બન નેનોટ્યૂબ (CNTs), ધાતુઓ અને દુર્લભ પૃથ્વી તત્ત્વોનાં ખનિજો જેવા નેનોકણોને સ્થિર સ્લરીમાં સમાનરૂપે વિખેરવા જરૂરી છે.
ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રાફીન અને CNTs બેટરી સેલની કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે જાણીતા છે, પરંતુ કણોના સમૂહનને દૂર કરવું જરૂરી છે. આનો અર્થ એ છે કે નેનોસામગ્રીનું અને સંભવિતપણે ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાવાળી સામગ્રીનું પ્રક્રિયાકરણ કરી શકે તેવી ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી વિખેરણ તકનીક અનિવાર્ય છે. પ્રોબ-પ્રકારના અલ્ટ્રાસોનિકેટર ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી વિખેરણ પદ્ધતિ છે, જે ઘન પદાર્થનું પ્રમાણ ઊંચું હોય ત્યારે પણ નેનોસામગ્રીનું વિશ્વસનીય અને અસરકારક રીતે પ્રક્રિયાકરણ કરી શકે છે.
- નેનોસ્ફિયર, નેનોટ્યૂબ, નેનોવાયર, નેનોરોડ અને નેનોવિસ્કરનું વિખેરણ
- નેનોશીટ અને 2D સામગ્રીના સ્તરોનું વિયોજન
- નેનોકોમ્પોઝિટનું સંશ્લેષણ
- કોર-શેલ કણોનું સંશ્લેષણ
- નેનોકણોનું કાર્યાત્મકકરણ (ડોપ કરેલા / સપાટી પર અન્ય કણો જડેલા કણો)
- નેનોસંરચના નિર્માણ
નેનોસામગ્રીના પ્રક્રિયાકરણ માટે સોનિકેશન શા માટે શ્રેષ્ઠ તકનીક છે?
જ્યારે ઉચ્ચ અપરૂપણ મિક્સર, બીડ મિલ અથવા ઉચ્ચ દબાણવાળા હોમોજેનાઇઝર જેવી અન્ય વિખેરણ અને મિશ્રણ તકનીકો તેમની મર્યાદાએ પહોંચે છે, ત્યારે માઇક્રોનકદના અને નેનોકણોના પ્રક્રિયાકરણ માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન વિશિષ્ટ પદ્ધતિ તરીકે ઊભરી આવે છે.
ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ અને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન થતું ધ્વનિક કેવિટેશન અનન્ય ઊર્જા પરિસ્થિતિઓ અને અત્યંત ઊંચી ઊર્જા ઘનતા પ્રદાન કરે છે, જેનાથી નેનોસામગ્રીના સમૂહો અથવા સ્તરોને અલગ કરી શકાય છે, તેનું કાર્યાત્મકકરણ કરી શકાય છે, બોટમ-અપ પ્રક્રિયાઓમાં નેનોસંરચનાઓનું સંશ્લેષણ કરી શકાય છે અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા નેનોકોમ્પોઝિટ તૈયાર કરી શકાય છે.
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર તીવ્રતા (Ws/mL), કંપનવિસ્તાર (µm), તાપમાન (ºC/ºF) અને દબાણ (bar) જેવા સૌથી મહત્વપૂર્ણ અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાકરણ પરિમાણોનું ચોક્કસ નિયંત્રણ કરવાની સુવિધા આપે છે, તેથી દરેક સામગ્રી અને પ્રક્રિયા માટે પ્રક્રિયાકરણની પરિસ્થિતિઓને અલગથી શ્રેષ્ઠ સેટિંગ્સ પર ગોઠવી શકાય છે. આથી, અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર અત્યંત બહુમુખી છે અને CNT વિખેરણ, ગ્રાફીનના સ્તરોનું વિયોજન, કોર-શેલ કણોનું સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ અથવા સિલિકોન નેનોકણોનું કાર્યાત્મકકરણ જેવા અનેક ઉપયોગો માટે વાપરી શકાય છે.
900°C પર 2 h સુધી કેલ્સિનેશન કરીને સોનોકેમિકલ રીતે તૈયાર કરેલા Na0.44MnO2નાં SEM સૂક્ષ્મચિત્રો.
(અભ્યાસ અને ચિત્ર: ©Shinde et al., 2019)
બેટરી ઉત્પાદનમાં નેનોપદાર્થોની પ્રક્રિયા માટેનાં Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ વિશે વધુ જાણો!
- ઉચ્ચ કાર્યપ્રદર્શન, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા
- ચોકસાઈપૂર્વક નિયંત્રિત કરી શકાય તેવું
- ઉપયોગ અનુસાર ગોઠવી શકાય તેવું
- ઔદ્યોગિક ગુણવત્તાનું
- રેખીય રીતે મોટા પાયે વિસ્તારી શકાય તેવું
- સરળ, સલામત સંચાલન
- ખર્ચની દૃષ્ટિએ કાર્યક્ષમ
નીચે તમે નેનોપદાર્થોની પ્રક્રિયામાં અલ્ટ્રાસોનિક્સ દ્વારા સંચાલિત વિવિધ ઉપયોગો જોઈ શકો છો:
નેનોકમ્પોઝિટ્સનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ
ગ્રાફીન–SnO2 નેનોકમ્પોઝિટનું અલ્ટ્રાસોનિક સંશ્લેષણ: Deosakar et al. (2013) ની સંશોધન ટીમે ગ્રાફીન–SnO2 નેનોકમ્પોઝિટ તૈયાર કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત પદ્ધતિ વિકસાવી હતી. તેમણે ગ્રાફીન–SnO2 કમ્પોઝિટના સંશ્લેષણ દરમિયાન ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડથી ઉત્પન્ન થતી કેવિટેશન અસરોનો અભ્યાસ કર્યો હતો. સોનિકેશન માટે તેમણે Hielscher Ultrasonics ઉપકરણનો ઉપયોગ કર્યો હતો. પરિણામો દર્શાવે છે કે SnO2 નું ગ્રાફીન નેનોશીટ્સ પરનું સૂક્ષ્મ અને સમાન લોડિંગ, ગ્રાફીન ઑક્સાઇડ અને SnCl2·2H2O વચ્ચેની ઑક્સિડેશન–રિડક્શન પ્રતિક્રિયા દ્વારા, પરંપરાગત સંશ્લેષણ પદ્ધતિઓની સરખામણીમાં અલ્ટ્રાસોનિક્સની મદદથી સુધરે છે.
ગ્રાફીન ઑક્સાઇડ અને SnO2–ગ્રાફીન નેનોકમ્પોઝિટની રચનાપ્રક્રિયા દર્શાવતો ચાર્ટ.
(અભ્યાસ અને ચિત્રો: ©Deosakar et al., 2013)
SnO2–ગ્રાફીન નેનોકમ્પોઝિટ નવીન અને અસરકારક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત દ્રાવણ-આધારિત રાસાયણિક સંશ્લેષણ પદ્ધતિ દ્વારા સફળતાપૂર્વક તૈયાર કરવામાં આવ્યું છે અને HCl ની હાજરીમાં SnCl2 દ્વારા ગ્રાફીન ઑક્સાઇડનો ગ્રાફીન શીટ્સમાં અપચય કરવામાં આવ્યો હતો. TEM વિશ્લેષણ SnO2 નું ગ્રાફીન નેનોશીટ્સમાં સમાન અને સૂક્ષ્મ લોડિંગ દર્શાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણોના ઉપયોગથી ઉત્પન્ન થતી કેવિટેશન અસરો ગ્રાફીન નેનોશીટ્સ પર SnO2 ના સૂક્ષ્મ અને સમાન લોડિંગને ગ્રાફીન ઑક્સાઇડ અને SnCl2·2H2O વચ્ચેની ઑક્સિડેશન–રિડક્શન પ્રતિક્રિયા દરમિયાન વધારતી હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે. અપચયિત ગ્રાફીન નેનોશીટ્સ પર SnO2 નેનોકણો (3–5 nm) ના વધેલા સૂક્ષ્મ અને સમાન લોડિંગનું કારણ અલ્ટ્રાસોનિક વિકિરણોથી પ્રેરિત કેવિટેશન અસરને લીધે વધેલું નાભિકન અને દ્રાવ્ય પદાર્થનું સ્થાનાંતરણ છે. ગ્રાફીન નેનોશીટ્સ પર SnO2 નેનોકણોના સૂક્ષ્મ અને સમાન લોડિંગની પુષ્ટિ TEM વિશ્લેષણથી પણ થઈ હતી. સંશ્લેષિત SnO2–ગ્રાફીન નેનોકમ્પોઝિટનો લિથિયમ આયન બેટરીઓમાં એનોડ પદાર્થ તરીકેનો ઉપયોગ દર્શાવવામાં આવ્યો છે. SnO2–ગ્રાફીન નેનોકમ્પોઝિટ આધારિત Li-બેટરીની ક્ષમતા લગભગ 120 ચક્રો સુધી સ્થિર રહે છે, અને બેટરી સ્થિર ચાર્જ–ડિસ્ચાર્જ પ્રતિક્રિયા વારંવાર કરી શકતી હતી. (Deosakar et al., 2013)
4x 4000 watts અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ધરાવતી ઔદ્યોગિક મિશ્રણ પ્રણાલી – મોડેલ UIP4000hdT – ઇલેક્ટ્રોડ સંયોજનોની નેનોસામગ્રીના પ્રક્રિયાકરણ માટે છે.
બેટરી સ્લરીઓમાં નેનોકણોનું અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપન
ઇલેક્ટ્રોડના ઘટકોનું વિક્ષેપન: Waser et al. (2011) એ લિથિયમ આયર્ન ફૉસ્ફેટ (LiFePO4)નો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોડ તૈયાર કર્યા હતા. સ્લરીમાં સક્રિય પદાર્થ તરીકે LiFePO4 અને વિદ્યુતવાહક ઉમેરણ તરીકે કાર્બન બ્લૅક હતાં; N-મિથાઇલપાયરોલિડિનોન (NMP) માં ઓગાળેલા પોલિવિનાઇલિડિન ફ્લોરાઇડનો બંધક તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ઇલેક્ટ્રોડમાં AM/CB/PVDF નો દળ-ગુણોત્તર (સૂકવ્યા પછી) 83/8.5/8.5 હતો. સસ્પેન્શન તૈયાર કરવા માટે, ઇલેક્ટ્રોડના તમામ ઘટકોને NMP માં અલ્ટ્રાસોનિક સ્ટિરર (UP200H, Hielscher Ultrasonics) વડે 200 W અને 24 kHz પર 2 min માટે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યા હતા.
LiFePO4 ની ઓછી વિદ્યુતવાહકતા અને તેની એકપરિમાણીય ચેનલોની દિશામાં ધીમા Li-આયન પ્રસરણની સમસ્યાને LiFePO4 ને વાહક મેટ્રિક્સમાં, દા.ત. કાર્બન બ્લૅકમાં, સમાવિષ્ટ કરીને દૂર કરી શકાય છે. નેનોકદના કણો અને કોર-શેલ કણરચનાઓ વિદ્યુતવાહકતામાં સુધારો કરતી હોવાથી, અલ્ટ્રાસોનિક વિક્ષેપન ટેક્નોલૉજી અને કોર-શેલ કણોનું સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ બેટરીના ઉપયોગો માટે શ્રેષ્ઠ નેનોકમ્પોઝિટ્સનું ઉત્પાદન શક્ય બનાવે છે.
લિથિયમ આયર્ન ફૉસ્ફેટનું વિક્ષેપન: Hagberg ની સંશોધન ટીમે (Hagberg et al., 2018) અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP100H નો ઉપયોગ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP)થી આવરિત કાર્બન તંતુઓ ધરાવતા માળખાકીય ધન ઇલેક્ટ્રોડની તૈયારીની પ્રક્રિયા માટે કર્યો. કાર્બન તંતુઓ સતત, સ્વતંત્ર રીતે ટકી શકતા તંતુગુચ્છો છે, જે વિદ્યુતપ્રવાહ સંગ્રાહકો તરીકે કાર્ય કરે છે અને યાંત્રિક દૃઢતા તથા મજબૂતાઈ પૂરી પાડશે. શ્રેષ્ઠ કાર્યક્ષમતા માટે, દરેક તંતુ પર અલગથી આવરણ ચઢાવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક નિક્ષેપણનો ઉપયોગ કરીને.
LFP, CB અને PVDF ધરાવતાં મિશ્રણોના વિવિધ વજન ગુણોત્તરોનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું. આ મિશ્રણોના આવરણ કાર્બન તંતુઓ પર ચઢાવવામાં આવ્યાં. અસમાન વિતરણને કારણે આવરણ ચઢાવવાના બાથની સંઘટનરચના આવરણની પોતાની સંઘટનરચનાથી અલગ હોઈ શકે છે, તેથી આ તફાવતને ન્યૂનતમ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિકેશન દ્વારા જોરદાર હલાવટ કરવામાં આવે છે.
તેમણે નોંધ્યું કે સમગ્ર આવરણમાં કણો પ્રમાણમાં સારી રીતે વિખેરાયેલા છે, જેનું કારણ સર્ફેક્ટન્ટ (Triton X-100)નો ઉપયોગ અને ઇલેક્ટ્રોફોરેટિક નિક્ષેપણ પહેલાંનું અલ્ટ્રાસોનિકેશન પગલું છે.
EPD આવરણ ધરાવતા કાર્બન તંતુઓના આડછેદનાં અને ઉચ્ચ વિસ્તૃતીકરણવાળાં SEM ચિત્રો. LFP, CB અને PVDFના મિશ્રણને અલ્ટ્રાસોનિકેટર UP100Hનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક રીતે સમરૂપ બનાવવામાં આવ્યું. વિસ્તૃતીકરણ: a) 0.8kx, b) 0.8kx, c) 1.5kx, d) 30kx.
(અભ્યાસ અને ચિત્ર: ©Hagberg et al., 2018)
LiNi0.5Mn1.5O4 સંયુક્ત કેથોડ પદાર્થનું વિખેરણ:
Vidal et al. (2013) એ LiNi0.5Mn1.5O4 સંયુક્ત કેથોડ માટે સોનિકેશન, દબાણ અને પદાર્થની સંઘટનરચના જેવાં પ્રક્રિયાનાં પગલાંના પ્રભાવની તપાસ કરી.
ધન સંયુક્ત ઇલેક્ટ્રોડમાં સક્રિય પદાર્થ તરીકે LiNi0.5 Mn1.5O4 સ્પિનેલ, ઇલેક્ટ્રોડની વિદ્યુત વાહકતા વધારવા માટે ગ્રેફાઇટ અને કાર્બન બ્લેકનું મિશ્રણ તથા ઇલેક્ટ્રોડની રચના કરવા માટે કાં તો પોલિવિનાઇલિડીન ફ્લોરાઇડ (PVDF) અથવા થોડી માત્રામાં Teflon® (1 wt%) સાથે PVDFનું મિશ્રણ હતું. વિદ્યુતપ્રવાહ સંગ્રાહક તરીકે એલ્યુમિનિયમની પતરી પર ડૉક્ટર બ્લેડ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ટેપ કાસ્ટિંગ દ્વારા તેમની પ્રક્રિયા કરવામાં આવી હતી. વધુમાં, ઘટકોનાં મિશ્રણોને કાં તો સોનિકેશન આપવામાં આવ્યું હતું અથવા આપવામાં આવ્યું ન હતું, અને પ્રક્રિયા કરેલા ઇલેક્ટ્રોડને ત્યારપછીના શીત દબાણ હેઠળ કાં તો સંકુચિત કરવામાં આવ્યા હતા અથવા કરવામાં આવ્યા ન હતા. બે સંઘટનરચનાઓનું પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે:
A-સંઘટનરચના (Teflon® વિના): 78 wt% LiNi0.5 Mn1.5O4; 7.5 wt% કાર્બન બ્લેક; 2.5 wt% ગ્રેફાઇટ; 12 wt% PVDF
B-સંઘટનરચના (Teflon® સાથે): 78wt% LiNi00.5Mn1.5O4; 7.5wt% કાર્બન બ્લેક; 2.5 wt% ગ્રેફાઇટ; 11 wt% PVDF; 1 wt% Teflon®
બંને કિસ્સાઓમાં, ઘટકોને N-મિથાઇલપાયરોલિડિનોન (NMP)માં મિશ્રિત કરીને વિખેરવામાં આવ્યા. LiNi0.5 Mn1.5O4 સ્પિનેલ (2g)ને અગાઉ નક્કી કરેલી ઉલ્લેખિત ટકાવારીઓમાં અન્ય ઘટકો સાથે 11 ml NMPમાં વિખેરવામાં આવ્યું. કેટલાક ચોક્કસ કિસ્સાઓમાં, મિશ્રણને 25 min સુધી સોનિકેશન આપવામાં આવ્યું અને ત્યારબાદ ઓરડાના તાપમાને 48 h સુધી હલાવવામાં આવ્યું. કેટલાક અન્ય કિસ્સાઓમાં, મિશ્રણને માત્ર ઓરડાના તાપમાને 48 h સુધી હલાવવામાં આવ્યું, એટલે કે કોઈપણ સોનિકેશન વિના. સોનિકેશન ઉપચાર ઇલેક્ટ્રોડના ઘટકોના સમરૂપ વિખેરણને પ્રોત્સાહન આપે છે અને મેળવેલો LNMS-ઇલેક્ટ્રોડ વધુ સમરૂપ દેખાય છે.
17mg/cm2 સુધીના ઊંચા વજનવાળા સંયુક્ત ઇલેક્ટ્રોડ તૈયાર કરવામાં આવ્યા અને લિથિયમ-આયન બેટરીઓ માટે ધન ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે તેમનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો. Teflon® ઉમેરવાથી અને સોનિકેશન ઉપચાર લાગુ કરવાથી એલ્યુમિનિયમની પતરીને સારી રીતે ચોંટેલા સમરૂપ ઇલેક્ટ્રોડ મળે છે. બંને પરિમાણો ઊંચા દરે (5C) મેળવી શકાતી ક્ષમતા સુધારવામાં યોગદાન આપે છે. ઇલેક્ટ્રોડ/એલ્યુમિનિયમની સંયુક્ત રચનાઓનું વધારાનું સંકોચન ઇલેક્ટ્રોડની દર ક્ષમતાઓમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. 5C દરે, નીચે વર્ણવેલા ઇલેક્ટ્રોડ માટે 80% અને 90% વચ્ચેની નોંધપાત્ર ક્ષમતા જાળવણી જોવા મળે છે: 3–17mg/cm2ની શ્રેણીમાં વજન ધરાવતા, પોતાની સંઘટનરચનામાં Teflon® ધરાવતા, ઘટકોનાં મિશ્રણોના સોનિકેશન પછી તૈયાર કરાયેલા અને 2 tonnes/cm2ના દબાણ હેઠળ સંકુચિત કરાયેલા ઇલેક્ટ્રોડ.
સારાંશમાં, પોતાની સંઘટનરચનામાં 1 wt% Teflon® ધરાવતા, જેમનાં ઘટકોનાં મિશ્રણોને સોનિકેશન ઉપચાર આપવામાં આવ્યો હતો, 2 tonnes/cm2 પર સંકુચિત કરાયેલા અને 2.7–17 mg/cm2ની શ્રેણીમાં વજન ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોડે નોંધપાત્ર દર ક્ષમતા દર્શાવી. 5Cના ઊંચા વિદ્યુતપ્રવાહે પણ, આ બધા ઇલેક્ટ્રોડ માટે સામાન્યકૃત ડિસ્ચાર્જ ક્ષમતા 80% અને 90% વચ્ચે હતી. (જુઓ Vidal et al., 2013)
અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP1000hdT (1000W, 20kHz) બેચ અથવા પ્રવાહમાંથી પસાર થતી પદ્ધતિમાં નેનોમટિરિયલની પ્રક્રિયા માટે.
બેટરી ઉત્પાદન માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા ધરાવતાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન અને વિતરણ કરે છે, જેનો ઉપયોગ લિથિયમ-આયન બેટરીઓ (LIB), સોડિયમ-આયન બેટરીઓ (NIB) અને અન્ય બેટરી સેલમાં વપરાતી કેથોડ, એનોડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સામગ્રી પર પ્રક્રિયા કરવા માટે થાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોનો ઉપયોગ નેનોકોમ્પોઝિટ્સનું સંશ્લેષણ કરવા, નેનોકણોનું કાર્યાત્મકકરણ કરવા અને નેનોસામગ્રીને સમાનરૂપ, સ્થિર નિલંબનોમાં વિખેરવા માટે થાય છે.
પ્રયોગશાળાથી લઈને સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક સ્તર સુધીના અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સની શ્રેણી પ્રદાન કરતી Hielscher ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ડિસ્પર્સર્સ માટે બજારમાં અગ્રણી છે. નેનોસામગ્રીના સંશ્લેષણ અને કદ ઘટાડવાના ક્ષેત્રમાં 30 વર્ષથી વધુ સમયથી કાર્યરત Hielscher Ultrasonics અલ્ટ્રાસોનિક નેનોકણ પ્રક્રિયામાં વ્યાપક અનુભવ ધરાવે છે અને બજારમાં સૌથી શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ પ્રદાન કરે છે. જર્મન ઇજનેરી અત્યાધુનિક ટેક્નોલોજી અને મજબૂત ગુણવત્તા પ્રદાન કરે છે.
અદ્યતન ટેક્નોલોજી, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સુવિકસિત સોફ્ટવેર Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સને તમારી ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં વિશ્વસનીય અને સતત કામ કરતાં સાધનો બનાવે છે. તમામ અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમોનું ઉત્પાદન જર્મનીના ટેલ્ટો ખાતેના મુખ્ય મથકમાં થાય છે, ગુણવત્તા અને મજબૂતાઈ માટે તેમનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ જર્મનીથી સમગ્ર વિશ્વમાં તેમનું વિતરણ કરવામાં આવે છે.
Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સનું સુવિકસિત હાર્ડવેર અને સ્માર્ટ સોફ્ટવેર વિશ્વસનીય કામગીરી, પુનરુત્પાદિત કરી શકાય તેવાં પરિણામો તેમજ ઉપયોગની સરળતાની ખાતરી આપવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યાં છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ મજબૂત છે અને તેમની કાર્યક્ષમતા સાતત્યપૂર્ણ છે, જેના કારણે તેમને પડકારજનક વાતાવરણમાં સ્થાપિત કરી શકાય છે અને ભારે કાર્યભારની પરિસ્થિતિઓમાં ચલાવી શકાય છે. કામગીરીનાં સેટિંગ્સ સહજ રીતે સમજી શકાય તેવા મેનુ દ્વારા સરળતાથી જોઈ અને ગોઠવી શકાય છે; આ મેનુ ડિજિટલ રંગીન ટચ-ડિસ્પ્લે અને બ્રાઉઝર રિમોટ કંટ્રોલ દ્વારા ખોલી શકાય છે. તેથી ચોખ્ખી ઊર્જા, કુલ ઊર્જા, કંપનવિસ્તાર, સમય, દબાણ અને તાપમાન જેવી પ્રક્રિયાની તમામ પરિસ્થિતિઓ બિલ્ટ-ઇન SD-કાર્ડ પર આપમેળે નોંધાય છે. આનાથી તમે અગાઉનાં સોનિકેશન ચક્રોની સમીક્ષા અને સરખામણી કરી શકો છો તથા નેનોસામગ્રી અને કોમ્પોઝિટ્સના સંશ્લેષણ, કાર્યાત્મકકરણ અને વિખેરણને સર્વોચ્ચ કાર્યક્ષમતા માટે શ્રેષ્ઠ બનાવી શકો છો.
Hielscher Ultrasonics સિસ્ટમોનો ઉપયોગ નેનોસામગ્રીના સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ માટે વિશ્વભરમાં થાય છે અને નેનોકણોને સ્થિર કોલોઇડલ નિલંબનોમાં વિખેરવા માટે તે વિશ્વસનીય હોવાનું પુરવાર થયું છે. Hielscher ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સ ઊંચા કંપનવિસ્તારે સતત કાર્ય કરી શકે છે અને 24/7 કામગીરી માટે બનાવવામાં આવ્યા છે. પ્રમાણભૂત સોનોટ્રોડ્સ (અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોબ્સ / હોર્ન્સ) વડે 200µm સુધીના કંપનવિસ્તાર સરળતાથી સતત ઉત્પન્ન કરી શકાય છે. તેનાથી પણ વધુ ઊંચા કંપનવિસ્તાર માટે જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ્સ ઉપલબ્ધ છે.
સોનોકેમિકલ સંશ્લેષણ, કાર્યાત્મકકરણ, નેનોસંરચના નિર્માણ અને કણોના ગૂંચવાયેલા સમૂહોને છૂટા પાડવા માટેના Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર્સ વિશ્વભરમાં વ્યાવસાયિક સ્તરે પહેલેથી જ સ્થાપિત છે. બેટરી ઉત્પાદન માટે નેનોસામગ્રીનો સમાવેશ કરતા તમારી પ્રક્રિયાના તબક્કા વિશે ચર્ચા કરવા હમણાં જ અમારો સંપર્ક કરો! અમારો સુઅનુભવી સ્ટાફ શ્રેષ્ઠ વિખેરણ પરિણામો, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક સિસ્ટમો અને કિંમતો વિશે વધુ માહિતી આપીને આનંદ અનુભવશે!
અલ્ટ્રાસોનિકેશનના લાભથી, અન્ય ઇલેક્ટ્રોડ ઉત્પાદકોની સરખામણીમાં તમારું અદ્યતન ઇલેક્ટ્રોડ અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા, સરળતા અને ઓછા ખર્ચમાં શ્રેષ્ઠ બનશે!
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટર્સની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહ: UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય / સંદર્ભો
- Deosarkar, M.P.; Pawar, S.M.; Sonawane, S.H.; Bhanvase, B.A. (2013): Process intensification of uniform loading of SnO2 nanoparticles on graphene oxide nanosheets using a novel ultrasound assisted in situ chemical precipitation method. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 70, 2013. 48–54.
- Mari Yamamoto, Masanari Takahashi, Yoshihiro Terauchi, Yasuyuki Kobayashi, Shingo Ikeda, Atsushi Sakuda (2017): Fabrication of composite positive electrode sheet with high active material content and effect of fabrication pressure for all-solid-state battery. Journal of the Ceramic Society of Japan, Volume 125, Issue 5, 2017. 391-395.
- Waser Oliver; Büchel Robert; Hintennach Andreas; Novák P, Pratsinis SE (2011): Continuous flame aerosol synthesis of carbon-coated nano-LiFePO(4) for Li-ion batteries. Journal of Aerosol Science 42(10), 2011. 657-667.
- Hagberg, Johan; Maples, Henry A.; Alvim, Kayne S.P.; Xu, Johanna; Johannisson, Wilhelm; Bismarck, Alexander; Zenkert, Dan; Lindbergh, Göran (2018): Lithium iron phosphate coated carbon fiber electrodes for structural lithium ion batteries. Composites Science and Technology 2018. 235-243.
- Vidal, Elena; Rojo, José María; García-Alegre Sánchez, María del Carmen; Guinea, Domingo; Soto, Erika; Amarilla, José Manuel (2013): Effect of composition, sonication and pressure on the rate capability of 5 V-LiNi0.5Mn1.5O4 composite cathodes. Electrochimica Acta Vol. 108, 2013. 175-181.
- Park, C.W., Lee, JH., Seo, J.K. et al. (2021): Graphene collage on Ni-rich layered oxide cathodes for advanced lithium-ion batteries. Nature Communication 12, 2021.
- Tang, Jialiang; Kye, Daniel Kyungbin; Pol, Vilas G. (2018): Ultrasound-assisted synthesis of sodium powder as electrode additive to improve cycling performance of sodium-ion batteries. Journal of Power Sources, 396, 2018. 476–482.
- Shinde, Ganesh Suryakant; Nayak, Prem Depan; Vanam, Sai Pranav; Jain, Sandeep Kumar; Pathak, Amar Deep; Sanyal, Suchismita; Balachandran, Janakiraman; Barpanda, Prabeer (2019): Ultrasonic sonochemical synthesis of Na0.44MnO2 insertion material for sodium-ion batteries. Journal of Power Sources, 416, 2019. 50–55.
Hielscher Ultrasonics ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર્સ પ્રયોગશાળાના કદથી લઈને ઔદ્યોગિક કદ સુધી બનાવે છે.


