সিলিকন-ভিত্তিক অ্যানোড উপকরণ: প্রযুক্তিগত পথ এবং উন্নয়নের সম্ভাবনা

সিলিকন-ভিত্তিক অ্যানোড ইলেকট্রোড উপকরণগুলি সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন উপকরণ বর্তমান লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ক্ষেত্রে। এগুলি প্রধানত দুটি প্রধান প্রযুক্তিগত রুটে বিভক্ত: সিলিকন-অক্সিজেন নেতিবাচক ইলেকট্রোড এবং সিলিকন-কার্বন নেতিবাচক ইলেকট্রোড। ঐতিহ্যবাহী গ্রাফাইট নেতিবাচক ইলেকট্রোডের (তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট ক্ষমতা 372 mAh/g) তুলনায়, সিলিকন-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেকট্রোডগুলির তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। বিশুদ্ধ সিলিকনের ধারণক্ষমতা 4200 mAh/g, যেখানে সিলিকন ডাই অক্সাইডের ধারণক্ষমতা প্রায় 1500-1600 mAh/g। এটি ব্যাটারির শক্তি ঘনত্বকে ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে এবং বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার উচ্চ-শক্তি ব্যাটারির চাহিদা পূরণ করতে পারে।

সিলিকন অক্সাইড অ্যানোড (SiOx)

উপাদানটি মূলত সিলিকন সাবঅক্সাইড (0) দিয়ে গঠিত।

সিলিকন-কার্বন নেতিবাচক ইলেকট্রোড

সিলিকন-কার্বন নেতিবাচক ইলেকট্রোডগুলি গ্রাফাইট, কার্বন ন্যানোটিউব এবং গ্রাফিনের মতো কার্বন-ভিত্তিক উপকরণের সাথে ন্যানো-সিলিকন কণার সংমিশ্রণে তৈরি করা হয়। এগুলি উচ্চতর নির্দিষ্ট ক্ষমতা এবং প্রাথমিক দক্ষতা প্রদান করে। তবে, তাদের সাইক্লিং কর্মক্ষমতা এবং সম্প্রসারণের সমস্যাগুলি আরও স্পষ্ট।

উন্নয়নের সম্ভাবনা

শিল্পায়নের দৃষ্টিকোণ থেকে, নেতৃস্থানীয় কোম্পানিগুলি ২০২৩-২০২৪ সালের মধ্যে সিলিকন-কার্বন নেতিবাচক ইলেকট্রোডের সম্প্রসারণের হারের মতো সমস্যাগুলি মূলত সমাধান করেছে। সিলিকন-ভিত্তিক অ্যানোড ইলেকট্রোড উপকরণের শিল্পায়ন ত্বরান্বিত হচ্ছে। CATL-এর মতো কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-শক্তি ঘনত্বের কোষগুলিকে, যেমন তাদের ঘনীভূত-অবস্থার কোষগুলিকে সিলিকন-কার্বন নেতিবাচক ইলেকট্রোড দিয়ে সজ্জিত করা শুরু করেছে। উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন কোষগুলির ক্রমাগত বিকাশ তাদের শিল্প নেতৃত্বকে আরও দৃঢ় করে তোলে। বাজার পূর্বাভাস দেখায় যে ২০২৩ সালে সিলিকন-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেকট্রোডের জন্য ন্যানো-সিলিকন পাউডারের বিশ্বব্যাপী চাহিদা প্রায় ৩,৭৮৬ টন হবে। ২০২৫ সালের মধ্যে, এই চাহিদা ২৪,০০০ টনে পৌঁছাবে বলে আশা করা হচ্ছে, যার চক্রবৃদ্ধি বার্ষিক বৃদ্ধির হার ১১০.১১TP3T।

সিলিকন-ভিত্তিক অ্যানোড ইলেকট্রোড উপকরণের উৎপাদন প্রক্রিয়া জটিল। এতে মূলত ন্যানো-সিলিকন পাউডার প্রস্তুতি, কম্পোজিট প্রিকার্সার প্রস্তুতি, কার্বন আবরণ চিকিত্সা এবং পোস্ট-প্রসেসিংয়ের মতো গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে। মূলধারার প্রস্তুতির কৌশলগুলি কম্পোজিট পদ্ধতি এবং প্রক্রিয়া রুটের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়। এর মধ্যে রয়েছে রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD), সল-জেল পদ্ধতি, উচ্চ-তাপমাত্রার পাইরোলাইসিস এবং যান্ত্রিক বল মিলপ্রতিটি পদ্ধতির নিজস্ব বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এগুলি বিভিন্ন ধরণের সিলিকন-ভিত্তিক নেতিবাচক ইলেকট্রোড উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।

এপিক পাউডার

পরিশেষে, সিলিকন-ভিত্তিক অ্যানোড উপকরণ উৎপাদনের অগ্রগতিতে EPIC পাউডার অগ্রণী ভূমিকা পালন করে। ন্যানো-সিলিকন পাউডার, কম্পোজিট প্রিকার্সার এবং কার্বন আবরণ চিকিৎসা প্রক্রিয়াকরণে দক্ষতার সাথে, EPIC পাউডার উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারি উপকরণের ক্রমবর্ধমান চাহিদা পূরণে সুসজ্জিত। শিল্পের বিবর্তনের সাথে সাথে, EPIC পাউডারের উদ্ভাবনী সমাধানগুলি শক্তি ঘনত্ব এবং সাইক্লিং স্থিতিশীলতা বৃদ্ধিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থার জন্য পরবর্তী প্রজন্মের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির উন্নয়নে অবদান রাখে।