ବ୍ୟାଟେରୀରେ CMC ବାଇଣ୍ଡରର ପ୍ରୟୋଗ

ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା କ୍ଷେତ୍ରରେ, ବ୍ୟାଣ୍ଡର ସାମଗ୍ରୀର ପସନ୍ଦ ବ୍ୟାଟେରୀର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା, ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବାରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲ୍ୟୁଲୋଜ୍ (CMC)ସେଲୁଲୋଜରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ଏକ ଜଳ-ଦ୍ରବଣୀୟ ପଲିମର, ଉଚ୍ଚ ଆପୋଷ ଶକ୍ତି, ଭଲ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କ୍ଷମତା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ସୁସଙ୍ଗତତା ଭଳି ଏହାର ଅସାଧାରଣ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ ଏକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିବଦ୍ଧ ବାଇଣ୍ଡର ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି।

ଅଟୋମୋଟିଭ୍, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଏବଂ ନବୀକରଣୀୟ ଶକ୍ତି ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ଶିଳ୍ପରେ ଉଚ୍ଚ-କ୍ଷମତା ସମ୍ପନ୍ନ ବ୍ୟାଟେରୀର ଚାହିଦା ବୃଦ୍ଧି ପାଉଥିବାରୁ ନୂତନ ବ୍ୟାଟେରୀ ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିକାଶ ପାଇଁ ବ୍ୟାପକ ଗବେଷଣା ପ୍ରୟାସ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଛି। ବ୍ୟାଟେରୀର ପ୍ରମୁଖ ଉପାଦାନଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, ବାଇଣ୍ଡର ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀକୁ ବର୍ତ୍ତମାନର ସଂଗ୍ରହକାରୀ ଉପରେ ସ୍ଥିର କରିବାରେ, ଦକ୍ଷ ଚାର୍ଜ ଏବଂ ଡିସଚାର୍ଜ ଚକ୍ର ସୁନିଶ୍ଚିତ କରିବାରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ। ପଲିଭିନାଇଲିଡିନ୍ ଫ୍ଲୋରାଇଡ୍ (PVDF) ଭଳି ପାରମ୍ପରିକ ବାଇଣ୍ଡରଗୁଡ଼ିକର ପରିବେଶଗତ ପ୍ରଭାବ, ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣ ଏବଂ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ବ୍ୟାଟେରୀ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତି ଦୃଷ୍ଟିରୁ ସୀମାବଦ୍ଧତା ରହିଛି। କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜ୍ (CMC), ଏହାର ଅନନ୍ୟ ଗୁଣ ସହିତ, ବ୍ୟାଟେରୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିପୂର୍ଣ୍ଣ ବିକଳ୍ପ ବାଇଣ୍ଡର ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି।

୧.କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲୁଲୋଜ୍ (CMC) ର ଗୁଣ:
CMC ହେଉଛି ସେଲୁଲୋଜର ଏକ ଜଳ-ଦ୍ରବଣୀୟ ଡେରିଭେଟିଭ୍, ଯାହା ଉଦ୍ଭିଦ କୋଷ କାନ୍ଥରେ ପ୍ରଚୁର ପରିମାଣରେ ଏକ ପ୍ରାକୃତିକ ପଲିମର। ରାସାୟନିକ ପରିବର୍ତ୍ତନ ମାଧ୍ୟମରେ, କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ଗୋଷ୍ଠୀ (-CH2COOH) ସେଲୁଲୋଜ ମେରୁଦଣ୍ଡରେ ପ୍ରବେଶ କରାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ବର୍ଦ୍ଧିତ ଦ୍ରବଣୀୟତା ଏବଂ ଉନ୍ନତ କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ଗୁଣ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ। CMC ର କିଛି ପ୍ରମୁଖ ଗୁଣ ଏହାର ପ୍ରୟୋଗ ସହିତ ପ୍ରାସଙ୍ଗିକ

(1) ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ଉଚ୍ଚ ଆପେସନ ଶକ୍ତି: CMC ଦୃଢ଼ ଆପେସନ ଗୁଣ ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ, ଯାହା ଏହାକୁ ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀକୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ବର୍ତ୍ତମାନର ସଂଗ୍ରାହକ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ବାନ୍ଧିବାରେ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ, ଯାହା ଦ୍ଵାରା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସ୍ଥିରତାରେ ଉନ୍ନତି ଆଣେ।
ଭଲ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କ୍ଷମତା: CMC ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ସମାନ ଏବଂ ଘନ ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କରିପାରିବ, ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀର ଏନକ୍ୟାପସୁଲେସନକୁ ସହଜ କରିଥାଏ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିଥାଏ।
ପରିବେଶଗତ ସୁସଙ୍ଗତତା: ନବୀକରଣୀୟ ଉତ୍ସରୁ ପ୍ରାପ୍ତ ଏକ ଜୈବବିଘଟନଶୀଳ ଏବଂ ଅଣ-ବିଷାକ୍ତ ପଲିମର ଭାବରେ, CMC PVDF ପରି କୃତ୍ରିମ ବାଇଣ୍ଡର ତୁଳନାରେ ପରିବେଶଗତ ସୁବିଧା ପ୍ରଦାନ କରେ।

2. ବ୍ୟାଟେରୀରେ CMC ବାଇଣ୍ଡରର ପ୍ରୟୋଗ:

(1) ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ନିର୍ମାଣ:

ଲିଥିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ (LIBs), ସୋଡିୟମ୍-ଆୟନ୍ ବ୍ୟାଟେରୀ (SIBs), ଏବଂ ସୁପରକ୍ୟାପାସିଟର ସମେତ ବିଭିନ୍ନ ବ୍ୟାଟେରୀ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନ ପାଇଁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତିଆରି କରିବାରେ CMC ସାଧାରଣତଃ ଏକ ବାଇଣ୍ଡର ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
LIBs ରେ, CMC ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀ (ଯଥା, ଲିଥିୟମ କୋବାଲ୍ଟ ଅକ୍ସାଇଡ, ଗ୍ରାଫାଇଟ) ଏବଂ କରେଣ୍ଟ ସଂଗ୍ରାହକ (ଯଥା, ତମ୍ବା ଫଏଲ) ମଧ୍ୟରେ ଆପୋଷକୁ ଉନ୍ନତ କରିଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଅଖଣ୍ଡତା ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ ଏବଂ ସାଇକେଲିଂ ସମୟରେ ଡିଲାମିନେସନ ହ୍ରାସ ପାଇଥାଏ।
ସେହିପରି, SIBs ରେ, CMC-ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗୁଡ଼ିକ ପାରମ୍ପରିକ ବାଇଣ୍ଡର ସହିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ତୁଳନାରେ ଉନ୍ନତ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ସାଇକେଲିଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରନ୍ତି।
ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କ୍ଷମତାସିଏମସିକରେଣ୍ଟ ସଂଗ୍ରାହକ ଉପରେ ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀର ସମାନ ଆବରଣ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପୋରୋସିଟିକୁ ହ୍ରାସ କରେ ଏବଂ ଆୟନ ପରିବହନ ଗତିବିଧିକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।

(2) ଚାଳକିତା ବୃଦ୍ଧି:

ଯଦିଓ CMC ନିଜେ ପରିବାହୀ ନୁହେଁ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଫର୍ମୁଲେସନରେ ଏହାର ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ସାମଗ୍ରିକ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହୀତାକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ।
CMC-ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସହିତ ଜଡିତ ପ୍ରତିବନ୍ଧକକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ CMC ସହିତ ପରିବାହୀ ଯୋଗକ (ଯଥା, କାର୍ବନ ବ୍ଲାକ୍, ଗ୍ରାଫିନ) ଯୋଡିବା ଭଳି ରଣନୀତି ନିୟୋଜିତ କରାଯାଇଛି।
CMC କୁ ପରିବାହୀ ପଲିମର କିମ୍ବା କାର୍ବନ ନାନୋମାଟେରିଆଲ୍ ସହିତ ମିଶ୍ରଣ କରୁଥିବା ହାଇବ୍ରିଡ୍ ବାଇଣ୍ଡର ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଗୁଣକୁ ବଳିଦାନ ନ ଦେଇ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ପରିବାହୀତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବାରେ ପ୍ରତିଶ୍ରୁତିପୂର୍ଣ୍ଣ ଫଳାଫଳ ଦେଖାଇଛି।

3. ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ସାଇକେଲ ଚାଳନ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା:

ସାଇକେଲ ଚଲାଇବା ସମୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ସ୍ଥିରତା ବଜାୟ ରଖିବା ଏବଂ ସକ୍ରିୟ ସାମଗ୍ରୀ ବିଚ୍ଛିନ୍ନତା କିମ୍ବା ସମଷ୍ଟିକୁ ରୋକିବାରେ CMC ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।
CMC ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଥିବା ନମନୀୟତା ଏବଂ ଦୃଢ଼ ଆପୋଷତା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ଯାନ୍ତ୍ରିକ ଅଖଣ୍ଡତାରେ ଅବଦାନ ରଖେ, ବିଶେଷକରି ଚାର୍ଜ-ଡିସଚାର୍ଜ ଚକ୍ର ସମୟରେ ଗତିଶୀଳ ଚାପ ପରିସ୍ଥିତିରେ।
CMCର ଜଳଫିଲିକ୍ ପ୍ରକୃତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଗଠନ ମଧ୍ୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ରଖିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ, ନିରନ୍ତର ଆୟନ୍ ପରିବହନ ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ ଏବଂ ଦୀର୍ଘକାଳୀନ ସାଇକେଲିଂ ସମୟରେ କ୍ଷମତା କ୍ଷୟକୁ ହ୍ରାସ କରେ।

୪. ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଏବଂ ଭବିଷ୍ୟତ ଦୃଷ୍ଟିକୋଣ:

ବ୍ୟାଟେରୀରେ CMC ବାଇଣ୍ଡରର ପ୍ରୟୋଗ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ସୁବିଧା ପ୍ରଦାନ କରେ, ଉନ୍ନତି ପାଇଁ ଅନେକ ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜ ଏବଂ ସୁଯୋଗ ପ୍ରଦାନ କରେ

(1) ଅଛି:

ଉନ୍ନତ ପରିବାହିତା: CMC-ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ପରିବାହିତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଅଧିକ ଗବେଷଣା ଆବଶ୍ୟକ, ତାହା ହୁଏତ ଅଭିନବ ବାଇଣ୍ଡର ଫର୍ମୁଲେସନ କିମ୍ବା ପରିବାହୀ ଆଡିଟିଭ୍ ସହିତ ସମନ୍ୱୟକାରୀ ମିଶ୍ରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ହୋଇପାରେ।
ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଚେ ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତତା

ମିଷ୍ଟ୍ରିସ୍: ଲିଥିୟମ୍-ସଲଫର ଏବଂ ଲିଥିୟମ୍-ଏୟାର୍ ବ୍ୟାଟେରୀ ଭଳି ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଘନତ୍ୱ ସହିତ ଉଦୀୟମାନ ବ୍ୟାଟେରୀ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନରେ CMCର ବ୍ୟବହାର ପାଇଁ ଏହାର ସ୍ଥିରତା ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋକେମିକାଲ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ପ୍ରତି ସତର୍କତାର ସହିତ ବିଚାର କରିବା ଆବଶ୍ୟକ।

(2) ମାପଯୋଗ୍ୟତା ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା:
CMC-ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡର ଶିଳ୍ପ-ସ୍ତରର ଉତ୍ପାଦନ ଆର୍ଥିକ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ସମ୍ଭବ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ, ଯାହା ପାଇଁ ମୂଲ୍ୟ-ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ସଂଶ୍ଳେଷଣ ପଥ ଏବଂ ସ୍କେଲେବଲ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆବଶ୍ୟକ।

(3) ପରିବେଶଗତ ସ୍ଥିରତା:
ଯଦିଓ CMC ପାରମ୍ପରିକ ବାଇଣ୍ଡର ତୁଳନାରେ ପରିବେଶଗତ ସୁବିଧା ପ୍ରଦାନ କରେ, ପୁନଃଚକ୍ରିତ ସେଲୁଲୋଜ୍ ଉତ୍ସ ବ୍ୟବହାର କରିବା କିମ୍ବା ଜୈବବିକ୍ରିୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଲାଇଟ୍ ବିକାଶ କରିବା ଭଳି ସ୍ଥାୟୀତ୍ୱକୁ ଆହୁରି ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରୟାସ ଆବଶ୍ୟକ।

କାର୍ବୋକ୍ସିମିଥାଇଲ୍ ସେଲ୍ୟୁଲୋଜ୍ (CMC)ବ୍ୟାଟେରୀ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ଆଗକୁ ବଢାଇବା ପାଇଁ ଅପାର ସମ୍ଭାବନା ସହିତ ଏକ ବହୁମୁଖୀ ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀ ବାଇଣ୍ଡର ସାମଗ୍ରୀକୁ ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରେ। ଆଠେସିଭ୍ ଶକ୍ତି, ଫିଲ୍ମ ଗଠନ କ୍ଷମତା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ସୁସଙ୍ଗତତାର ଏହାର ଅନନ୍ୟ ମିଶ୍ରଣ ଏହାକୁ ବ୍ୟାଟେରୀ ରସାୟନ ବିଜ୍ଞାନର ବିଭିନ୍ନ ପରିସର ମଧ୍ୟରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ ସ୍ଥିରତା ବୃଦ୍ଧି କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଆକର୍ଷଣୀୟ ପସନ୍ଦ କରିଥାଏ। CMC-ଆଧାରିତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ଫର୍ମୁଲେସନ୍ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରିବା, ଚଳକତା ଉନ୍ନତ କରିବା ଏବଂ ମାପକାଠି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜଗୁଡ଼ିକୁ ସମାଧାନ କରିବା ପାଇଁ ଲକ୍ଷ୍ୟ ରଖି ନିରନ୍ତର ଗବେଷଣା ଏବଂ ବିକାଶ ପ୍ରୟାସ ପରବର୍ତ୍ତୀ ପିଢ଼ିର ବ୍ୟାଟେରୀଗୁଡ଼ିକରେ CMCର ବ୍ୟାପକ ଗ୍ରହଣ ପାଇଁ ପଥ ପ୍ରଶସ୍ତ କରିବ, ଯାହା ସ୍ୱଚ୍ଛ ଶକ୍ତି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ଉନ୍ନତିରେ ଯୋଗଦାନ ଦେବ।