Solid-state battery
একটি সলিড-স্টেট ব্যাটারি লিথিয়াম-আয়ন বা লিথিয়াম পলিমার ব্যাটারিতে পাওয়া তরল বা পলিমার জেল ইলেক্ট্রোলাইটের পরিবর্তে সলিড ইলেক্ট্রোড এবং একটি সলিড ইলেক্ট্রোলাইট ব্যবহার করে। যদিও কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য প্রথম 19 শতকে আবিষ্কৃত হয়েছিল, বেশ কয়েকটি ত্রুটি ব্যাপক প্রয়োগকে বাধা দিয়েছিল। বিংশ শতাব্দীর শেষের দিকে এবং একবিংশ শতাব্দীর গোড়ার দিকে উন্নয়নগুলি সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তিতে নতুন করে আগ্রহ তৈরি করেছিল, বিশেষত বৈদ্যুতিক যানবাহনের প্রসঙ্গে, 2010-এর দশক থেকে শুরু করে। সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি সম্ভাব্যভাবে তরলের অনেক সমস্যার সমাধান করতে পারে (অর্থাৎ। মূলধারার ধরনের) লি-আয়ন ব্যাটারি, যেমন জ্বলনযোগ্যতা, সীমিত ভোল্টেজ, অস্থিতিশীল কঠিন-তড়িৎবিশ্লেষ্য আন্তঃপৃষ্ঠ গঠন, দুর্বল সাইক্লিং কর্মক্ষমতা এবং শক্তি। কঠিন-অবস্থা ব্যাটারিতে কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য হিসাবে ব্যবহারের জন্য প্রস্তাবিত উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে সিরামিক (যেমন, অক্সাইড, সালফাইড, ফসফেট) এবং কঠিন পলিমার। সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি পেসমেকার, আরএফআইডি এবং পরিধানযোগ্য যন্ত্রগুলিতে ব্যবহার করা হয়েছে। সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি উচ্চ শক্তির ঘনত্ব সহ সম্ভাব্যভাবে নিরাপদ, তবে অনেক বেশি দামে। ব্যাপকভাবে গ্রহণ করার চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে রয়েছে শক্তি এবং শক্তির ঘনত্ব, স্থায়িত্ব, বস্তুগত খরচ, সংবেদনশীলতা এবং স্থিতিশীলতা। 1831 থেকে 1834 সালের মধ্যে মাইকেল ফ্যারাডে কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য সিলভার সালফাইড এবং সীসা (II) ফ্লোরাইড আবিষ্কার করেন, যা কঠিন-অবস্থা আয়নিক পদার্থের ভিত্তি স্থাপন করে। 1950-এর দশকের শেষের দিকে, বেশ কয়েকটি রূপালী-পরিবাহী তড়িৎরাসায়ন ব্যবস্থায় কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য ব্যবহার করা হয়েছিল, তবে এই ধরনের ব্যবস্থাগুলিতে কম শক্তির ঘনত্ব এবং কোষের ভোল্টেজ এবং উচ্চ অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ সহ অবাঞ্ছিত গুণাবলী ছিল। 1967 সালে, আয়নগুলির একটি বিস্তৃত শ্রেণীর (লি +, না +, কে +, এজি +, এবং আরবি +) জন্য দ্রুত আয়নিক পরিবহন β-অ্যালুমিনা আবিষ্কারের ফলে শক্তির ঘনত্ব বৃদ্ধি সহ নতুন কঠিন-অবস্থার তড়িৎরাসাযনিক যন্ত্রগুলির জন্য উত্তেজনা এবং বিকাশ শুরু হয়। অবিলম্বে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ফোর্ড মোটর কোম্পানি এবং জাপানের এনজিকে-তে গলিত সোডিয়াম/β-অ্যালুমিনা/সালফার কোষ তৈরি করা হয়েছিল। সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটের জন্য এই উত্তেজনা উভয় জৈব পদার্থের মধ্যে নতুন সিস্টেমের আবিষ্কারের মাধ্যমে প্রকাশ পেয়েছে, অর্থাৎ। পলি (ইথিলিন) অক্সাইড (পি. ই. ও), এবং অজৈব পদার্থ যেমন ন্যাসিকন। যাইহোক, এই ব্যবস্থাগুলির মধ্যে অনেকগুলি সাধারণত উচ্চতর তাপমাত্রায় পরিচালনার প্রয়োজন হয় এবং/অথবা উত্পাদন করা ব্যয়বহুল ছিল, যা শুধুমাত্র সীমিত বাণিজ্যিক স্থাপনায় সক্ষম করে। 1990-এর দশকে ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি দ্বারা বিকশিত সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইটের একটি নতুন শ্রেণী, লিথিয়াম-ফসফরাস অক্সিনাইট্রাইড (লিপন) আবির্ভূত হয়। যদিও লাইপন সফলভাবে পাতলা-ফিল্ম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তৈরিতে ব্যবহৃত হয়েছিল, তবে পাতলা-ফিল্ম তড়িৎবিশ্লেষ্যের নিক্ষেপণের সাথে সম্পর্কিত খরচের কারণে এই ধরনের প্রয়োগগুলি সীমিত ছিল, পাশাপাশি ছোট ক্ষমতা যা পাতলা-ফিল্ম বিন্যাস ব্যবহার করে অ্যাক্সেস করা যেতে পারে। 2011 সালে, কামায়া এবং অন্যান্যদের যুগান্তকারী কাজ। প্রথম কঠিন-তড়িৎবিশ্লেষ্য, লি10জিইপি2এস12 (এলজিপিএস) প্রদর্শন করে, যা ঘরের তাপমাত্রায় তরল তড়িৎবিশ্লেষ্য প্রতিরূপের তুলনায় বেশি পরিমাণে আয়নিক পরিবাহিতা অর্জন করতে সক্ষম। এর মাধ্যমে, বাল্ক সলিড-আয়ন কন্ডাক্টরগুলি অবশেষে লি-আয়ন কন্ডাক্টরগুলির সাথে প্রযুক্তিগতভাবে প্রতিদ্বন্দ্বিতা করতে পারে, যা সলিড-স্টেট গবেষণার আধুনিক যুগের দিকে পরিচালিত করে। 2010 সাল থেকে বাণিজ্যিক গবেষণা ও উন্নয়ন প্রযুক্তি নতুন সহস্রাব্দে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে স্বয়ংচালিত ও পরিবহন শিল্পের গবেষক এবং সংস্থাগুলি সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তিতে পুনরুজ্জীবিত আগ্রহের অভিজ্ঞতা অর্জন করেছে। 2011 সালে, বোলোর তাদের ব্লু কার মডেল গাড়ির একটি বহর চালু করে, প্রথমে কার শেয়ারিং পরিষেবা অটোলিবের সহযোগিতায়, এবং পরে খুচরো গ্রাহকদের জন্য মুক্তি পায়। গাড়িটি অ্যাপ্লিকেশনটিতে কোম্পানির বৈদ্যুতিক চালিত কোষের বৈচিত্র্য প্রদর্শন করার জন্য তৈরি করা হয়েছিল এবং একটি পলিমারিক ইলেক্ট্রোলাইট সহ একটি 30 কিলোওয়াট লিথিয়াম মেটাল পলিমার (এলএমপি) ব্যাটারি বৈশিষ্ট্যযুক্ত ছিল, যা একটি সহ-পলিমার (পলিঅক্সিথিলিন)-এ লিথিয়াম লবণ দ্রবীভূত করে তৈরি করা হয়েছিল। 2012 সালে, টয়োটা শীঘ্রই এটি অনুসরণ করে এবং ই. ভি বাজারে প্রতিযোগিতামূলক থাকার জন্য স্বয়ংচালিত শিল্পে প্রয়োগের জন্য সলিড-স্টেট ব্যাটারি নিয়ে পরীক্ষামূলক গবেষণা শুরু করে। একই সময়ে, ভক্সওয়াগেন প্রযুক্তিতে বিশেষজ্ঞ ছোট প্রযুক্তি সংস্থাগুলির সাথে অংশীদারিত্ব শুরু করে। এর ফলে বেশ কিছু প্রযুক্তিগত অগ্রগতি ঘটে। 2013 সালে, কলোরাডো বোল্ডার বিশ্ববিদ্যালয়ের গবেষকরা লোহা-সালফার রসায়নের উপর ভিত্তি করে একটি কঠিন যৌগিক ক্যাথোড সহ একটি কঠিন-অবস্থা লিথিয়াম ব্যাটারি বিকাশের ঘোষণা করেছিলেন, যা ইতিমধ্যে বিদ্যমান এসএসবিগুলির তুলনায় উচ্চতর শক্তি ক্ষমতার প্রতিশ্রুতি দিয়েছিল। 2017 সালে, লি-আয়ন ব্যাটারির সহ-উদ্ভাবক জন গুডএনফ একটি গ্লাস ইলেক্ট্রোলাইট এবং লিথিয়াম, সোডিয়াম বা পটাসিয়াম সমন্বিত একটি ক্ষারীয়-ধাতব অ্যানোড ব্যবহার করে একটি সলিড-স্টেট গ্লাস ব্যাটারি উন্মোচন করেন। সেই বছরের শেষের দিকে, টয়োটা প্যানাসনিকের সাথে তার কয়েক দশকের দীর্ঘ অংশীদারিত্বের গভীরতার কথা ঘোষণা করে, যার মধ্যে সলিড-স্টেট ব্যাটারির উপর একটি সহযোগিতা রয়েছে। অন্যান্য শিল্প নেতাদের সাথে প্রাথমিক নিবিড় গবেষণা এবং সমন্বিত সহযোগিতার কারণে, টয়োটা সর্বাধিক এসএসবি-সম্পর্কিত পেটেন্ট ধারণ করে। যাইহোক, অন্যান্য গাড়ি নির্মাতারা স্বাধীনভাবে সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তি বিকাশ করে দ্রুত একটি ক্রমবর্ধমান তালিকায় যোগ দেয় যার মধ্যে রয়েছে বিএমডাব্লু, হোন্ডা, হুন্ডাই মোটর কোম্পানি এবং নিসান। অন্যান্য স্বয়ংচালিত-সম্পর্কিত সংস্থাগুলি, যেমন স্পার্ক প্লাগ প্রস্তুতকারক এনজিকে, প্রচলিত জীবাশ্ম-জ্বালানী দৃষ্টান্তের অপ্রচলিততার পরিপ্রেক্ষিতে সিরামিক-ভিত্তিক সলিড-স্টেট ব্যাটারির ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটাতে তাদের ব্যবসায়িক দক্ষতা এবং মডেলগুলিকে পুনরায় সজ্জিত করেছে। বড় উন্নয়নগুলি 2018 সালে প্রকাশিত হতে থাকে, যখন সলিড পাওয়ার, কলোরাডো বোল্ডার গবেষণা দল বিশ্ববিদ্যালয় থেকে শুরু করে, স্যামসাং এবং হুন্ডাইয়ের কাছ থেকে একটি ছোট উত্পাদন লাইন প্রতিষ্ঠার জন্য 20 মিলিয়ন ডলার তহবিল পেয়েছিল যা তার সমস্ত কঠিন-অবস্থা, রিচার্জেবল লিথিয়াম-ধাতব ব্যাটারি প্রোটোটাইপের অনুলিপি তৈরি করতে পারে, প্রতি বছর 10 মেগাওয়াট ঘন্টা ক্ষমতা সহ। কোয়ান্টামস্কেপ, আরেকটি সলিড-স্টেট ব্যাটারি স্টার্টআপ যা একটি কলেজিয়েট গবেষণা গোষ্ঠী (এই ক্ষেত্রে, স্ট্যানফোর্ড বিশ্ববিদ্যালয়) থেকে বেরিয়ে এসেছিল, সেই একই বছরে দৃষ্টি আকর্ষণ করেছিল, যখন ভক্সওয়াগেন দলের গবেষণায় $100 মিলিয়ন বিনিয়োগের ঘোষণা করেছিল, বিনিয়োগকারী বিল গেটসের সাথে যোগ দিয়ে বৃহত্তম অংশীদার হয়ে ওঠে। সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলির ব্যাপক উৎপাদনের জন্য একটি যৌথ উৎপাদন প্রকল্প প্রতিষ্ঠার লক্ষ্যে, ভক্সওয়াগেন 2020 সালের জুন মাসে অতিরিক্ত 200 মিলিয়ন ডলার দিয়ে কোয়ান্টামস্কেপকে এবং 29শে নভেম্বর, 2020-এ কেনসিংটন ক্যাপিটাল অ্যাকুইজিশনের সাথে একত্রীকরণের অংশ হিসাবে এনওয়াইএসই-তে কোয়ান্টামস্কেপ আইপিও-কে প্রকল্পের জন্য অতিরিক্ত ইক্যুইটি মূলধন সংগ্রহের জন্য দান করে। কোয়ান্টামস্কেপ "2024 সালের দ্বিতীয়ার্ধে গণ উৎপাদন শুরু করার পরিকল্পনা করেছে"। "বিশেষ সরঞ্জাম এবং উচ্চমানের ডিজিটাল পণ্য"-এর জন্য এসএসবি সরবরাহের প্রাথমিক অভিপ্রায় নিয়ে কিং তাও 2018 সালে সলিড-স্টেট ব্যাটারির প্রথম চীনা উৎপাদন লাইন শুরু করে; তবে, কোম্পানিটি স্বয়ংচালিত ক্ষেত্রে সম্ভাব্য সম্প্রসারণের অভিপ্রায় নিয়ে বেশ কয়েকটি গাড়ি প্রস্তুতকারকের সাথে কথা বলেছে। 2021 সালের জুলাই মাসে, মুরাটা ম্যানুফ্যাকচারিং ঘোষণা করে যে এটি আগামী মাসগুলিতে সমস্ত কঠিন-অবস্থার ব্যাটারিগুলির ব্যাপক উৎপাদন শুরু করবে, যার লক্ষ্য ইয়ারফোন এবং অন্যান্য পরিধানযোগ্য নির্মাতাদের কাছে সেগুলি সরবরাহ করা। ব্যাটারি ক্ষমতা 25 এমএএইচ পর্যন্ত 3.8ভি-তে, এটি ইয়ারবডের মতো ছোট মোবাইল ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত, তবে বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য নয়। বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহৃত লিথিয়াম-আয়ন কোষগুলি সাধারণত একই ভোল্টেজে 2,000 থেকে 5,000 এমএএইচ সরবরাহ করেঃ একটি ই. ভি-র সমতুল্য শক্তি সরবরাহ করতে মুরাটা কোষের কমপক্ষে 100 গুণ বেশি প্রয়োজন হবে। ফোর্ড মোটর কোম্পানি এবং বিএমডাব্লু স্টার্টআপ সলিড পাওয়ারকে 130 মিলিয়ন ডলার দিয়ে অর্থায়ন করেছে এবং 2022 সাল পর্যন্ত সংস্থাটি মোট 540 মিলিয়ন ডলার সংগ্রহ করেছে। 2021 সালের সেপ্টেম্বরে, টয়োটা খরচ এবং কম বিদ্যুতের প্রয়োজনীয়তার কারণে 2025 সালে হাইব্রিড মডেল দিয়ে শুরু করে ভবিষ্যতের কিছু গাড়ির মডেলে সলিড-স্টেট ব্যাটারি ব্যবহার করার পরিকল্পনা ঘোষণা করে। 2022 সালের গোড়ার দিকে, সুইস ক্লিন ব্যাটারি (এস. সি. বি) 2024 সালের মধ্যে ফ্রাউনফেল্ডে টেকসই সলিড-স্টেট ব্যাটারির জন্য বিশ্বের প্রথম কারখানা খোলার পরিকল্পনা ঘোষণা করে যার প্রাথমিক বার্ষিক উৎপাদন 1.2 গিগাওয়াট ঘন্টা যা 7.6 গিগাওয়াট ঘন্টা করার পরিকল্পনা করা হয়েছে। 2022 সালের জানুয়ারিতে, প্রোলোজিয়াম ডেমলার গ্রুপের একটি সহায়ক সংস্থা মার্সিডিজ-বেঞ্জের সাথে একটি প্রযুক্তিগত সহযোগিতা চুক্তি স্বাক্ষর করে। মার্সিডিজ-বেঞ্জ যে অর্থ বিনিয়োগ করবে তা সলিড-স্টেট ব্যাটারি উন্নয়ন এবং উৎপাদন প্রস্তুতির জন্য ব্যবহার করা হবে। জুলাই 2022 সালে, Svolt একটি 20 আহ বৈদ্যুতিক ব্যাটারি উৎপাদনের ঘোষণা করে যার শক্তির ঘনত্ব 350-400 Wh/কেজি। 2023 সালের অক্টোবরে, টয়োটা 2028 সাল থেকে তাদের বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য সলিড-স্টেট ব্যাটারি উৎপাদনের জন্য ইডেমিতসু কোসানের সাথে একটি অংশীদারিত্ব ঘোষণা করে। 2023 সালের জুন মাসে, ম্যাক্সেল কর্পোরেশন বড় ক্ষমতার অল-সলিড-স্টেট ব্যাটারির ব্যাপক উৎপাদন শুরু করেছে। এই ভর-উত্পাদিত ব্যাটারির অত্যন্ত দীর্ঘ জীবন এবং তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে। উপরন্তু, 200 মিমিএএইচ নলাকার সলিড-স্টেট ব্যাটারির ব্যাপক উৎপাদন 2024 সালের জানুয়ারিতে শুরু হবে। আকার (ব্যাস 23 মিমি/উচ্চতা 27 মিমি) উপাদান সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট (এস. এস. ই) প্রার্থী উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে লিথিয়াম অর্থোসিলিকেট, গ্লাস, সালফাইড এবং আর. বি. এ. জি4আই5-এর মতো সিরামিক। মূলধারার অক্সাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের মধ্যে রয়েছে Li1.5Al0.5Ge1.5 (পিও4) 3 (এলএজিপি), Li1.4Al0.4Ti1.6 (পিও4) 3 (এলএটিপি), পেরোভস্কাইট-টাইপ লি3xLa2/3-xTiO3 (এলএলটিও), এবং ধাতব লি সহ গার্নেট-টাইপ Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (এলএলজেডও)। চারটি এস. এস. ই-র তাপীয় স্থায়িত্ব বনাম লি এল. এ. জি. পি <এল. এ. টি. পি <এল. এল. টি. ও <এল. এল. জেড. ও-এর ক্রমে ছিল। ক্লোরাইড সুপারিয়নিক কন্ডাক্টরগুলিকে আরেকটি আশাব্যঞ্জক কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য হিসাবে প্রস্তাব করা হয়েছে। এগুলি আয়নিক পরিবাহী পাশাপাশি বিকৃত সালফাইড, তবে একই সাথে সালফাইডের দুর্বল জারণ স্থায়িত্ব দ্বারা বিরক্ত হয় না। তা ছাড়া, এগুলির খরচ অক্সাইড এবং সালফাইড এস. এস. ই-র তুলনায় কম বলে মনে করা হয়। বর্তমান ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য ব্যবস্থাকে দুই ভাগে ভাগ করা যেতে পারেঃ Li3MCl6 এবং Li2M2/3Cl4। এম উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে ওয়াই, টিবি-লু, এসসি এবং ইন। ক্যাথোডগুলি লিথিয়াম-ভিত্তিক। বৈকল্পিকগুলির মধ্যে রয়েছে লিকোও2, লিনী1/3কো1/3এমএন1/3ও2, লিমন2ও4 এবং LiNi0.8Co0.15Al0.05O2। অ্যানোডগুলি আরও পরিবর্তিত হয় এবং তড়িৎবিশ্লেষ্যের প্রকার দ্বারা প্রভাবিত হয়। উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে ইন, সি, জিইএক্সএসআই1 − এক্স, এসএনও-বি2ও3, এসএনএস-পি2এস5, লি2এফইএস2, এফইএস, এনআইপি2 এবং লি2এসআইএস3। একটি আশাব্যঞ্জক ক্যাথোড উপাদান হল লি-এস, যার (একটি কঠিন লিথিয়াম অ্যানোড/লি2এস কোষের অংশ হিসাবে) তাত্ত্বিক নির্দিষ্ট ক্ষমতা 1670 এমএএইচ জি-1, "লিউকোও2-এর কার্যকর মানের চেয়ে দশগুণ বড়"। সালফার তরল তড়িৎবিশ্লেষ্য প্রয়োগগুলিতে একটি অনুপযুক্ত ক্যাথোড তৈরি করে কারণ এটি বেশিরভাগ তরল তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলিতে দ্রবণীয়, যা ব্যাটারির আয়ু নাটকীয়ভাবে হ্রাস করে। সালফার কঠিন-অবস্থার প্রয়োগগুলিতে অধ্যয়ন করা হয়। সম্প্রতি, একটি সিরামিক টেক্সটাইল তৈরি করা হয়েছে যা একটি লি-এস সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে প্রতিশ্রুতি দেখিয়েছে। এই বস্ত্র সালফার লোডিং পরিচালনা করার সময় আয়ন সংক্রমণকে সহজতর করেছিল, যদিও এটি প্রস্তাবিত শক্তির ঘনত্বে পৌঁছায়নি। "500-মাইক্রন-পুরু তড়িৎবিশ্লেষ্য সমর্থন এবং তড়িৎবিশ্লেষ্য ক্ষেত্রের 63 শতাংশ ব্যবহারের" ফলাফল ছিল "71 ডাব্লুএইচ/কেজি"। যেখানে আনুমানিক শক্তির ঘনত্ব ছিল 500 ডাব্লুএইচ/কেজি। লি-ও2-এর উচ্চ তাত্ত্বিক ক্ষমতাও রয়েছে। এই যন্ত্রগুলির প্রধান সমস্যা হল যে অ্যানোডটি অবশ্যই পরিবেষ্টিত বায়ুমণ্ডল থেকে সিল করা আবশ্যক, যখন ক্যাথোডটি অবশ্যই এর সংস্পর্শে থাকতে হবে। একটি লি/লিফেপো4 ব্যাটারি বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য সলিড-স্টেট অ্যাপ্লিকেশন হিসাবে প্রতিশ্রুতি দেখায়। 2010 সালের একটি সমীক্ষায় এই উপাদানটিকে ই. ভি-র জন্য রিচার্জেবল ব্যাটারির একটি নিরাপদ বিকল্প হিসাবে উপস্থাপন করা হয়েছে যা "ইউ. এস. এ. বি. সি-ডি. ও. ই লক্ষ্যকে ছাড়িয়ে গেছে"। একটি বিশুদ্ধ সিলিকন সহ একটি কোষ। |SSE। |NCM811 অ্যানোড ড্যারেন এইচ. এস ট্যান এবং অন্যান্যদের দ্বারা একত্রিত করা হয়েছিল। ইউ. এস. আই অ্যানোড (99.9 ওয়াট শতাংশ বিশুদ্ধতা), সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট (এস. এস. ই) এবং লিথিয়াম-নিকেল-কোবাল্ট-ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড (এন. সি. এম. 811) ক্যাথোড ব্যবহার করে। এই ধরনের সলিড-স্টেট ব্যাটারি 5 এমএ সেমি-2 পর্যন্ত উচ্চ তড়িৎ প্রবাহ ঘনত্ব, কাজের তাপমাত্রার বিস্তৃত পরিসর (-20 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং 80 ডিগ্রি সেলসিয়াস) এবং 11 এমএএইচ সেমি-2 (2890 এমএএইচ/গ্রাম) পর্যন্ত এরিয়াল ক্ষমতা (অ্যানোডের জন্য) প্রদর্শন করে। একই সময়ে, 5 এমএ সেমি-2 এর অধীনে 500 চক্রের পরে, ব্যাটারিগুলি এখনও 80 শতাংশ ক্ষমতা ধরে রাখে, যা এখনও পর্যন্ত রিপোর্ট করা সমস্ত সলিড-স্টেট ব্যাটারির সেরা পারফরম্যান্স। ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলির তাত্ত্বিকভাবে উচ্চতর আয়নিক পরিবাহিতা এবং আরও ভাল গঠনযোগ্যতা থাকার কারণে ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলি প্রচলিত অক্সাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলির তুলনায় প্রতিশ্রুতি দেখায়। উপরন্তু ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের ব্যতিক্রমী উচ্চ জারণ স্থায়িত্ব এবং উচ্চ নমনীয়তা এর কার্যকারিতা যোগ করে। বিশেষত ঝৌ এট তাল দ্বারা বিকশিত কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের একটি লিথিয়াম মিশ্র-ধাতব ক্লোরাইড পরিবার, যা উচ্চ আয়নিক পরিবাহিতা (2 এমএস সেমি-1) দেখায়। এর কারণ হল ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যটি প্রলেপযুক্ত ক্যাথোড সক্রিয় পদার্থ এবং এর কম বৈদ্যুতিন পরিবাহিতা পরিবর্তে খালি ক্যাথোড সক্রিয় পদার্থের সাথে একত্রে ব্যবহার করা যেতে সক্ষম। বিকল্প সস্তা ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য সংমিশ্রণ কম, কিন্তু এখনও চিত্তাকর্ষক, আয়নিক পরিবাহিতা একটি Li2ZrCl6 কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের সাথে পাওয়া যেতে পারে। এই নির্দিষ্ট ক্লোরাইড কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যটি একটি উচ্চ কক্ষ তাপমাত্রার আয়নিক পরিবাহিতা (0.81 এমএস সেমি-1), বিকৃতিশীলতা বজায় রাখে এবং এর উচ্চ আর্দ্রতা সহনশীলতা রয়েছে। ব্যবহার সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি পেসমেকার, আরএফআইডি, পরিধানযোগ্য যন্ত্র এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে সম্ভাব্যভাবে কার্যকর। বৈদ্যুতিক যানবাহন হাইব্রিড এবং প্লাগ-ইন বৈদ্যুতিক গাড়িগুলি লি-আয়ন, নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড (এনআইএমএইচ), সীসা-অ্যাসিড এবং বৈদ্যুতিক ডাবল-লেয়ার ক্যাপাসিটর (বা আল্ট্রাক্যাপ্যাসিটার) সহ বিভিন্ন ব্যাটারি প্রযুক্তি ব্যবহার করে, যেখানে লি-আয়ন বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে। হোন্ডা 2022 সালে বলেছিল যে এটি 2024 সালের গোড়ার দিকে সমস্ত-কঠিন-অবস্থার ব্যাটারি উৎপাদনের জন্য একটি প্রদর্শন লাইন পরিচালনা শুরু করার পরিকল্পনা করেছে এবং নিসান ঘোষণা করেছে যে, এফওয়াই2028-এর মধ্যে, এটি সমস্ত-কঠিন-অবস্থার ব্যাটারি সহ একটি বৈদ্যুতিক যানবাহন চালু করার লক্ষ্য নিয়েছে যা অভ্যন্তরীণভাবে তৈরি করা হবে। 2023 সালের জুন মাসে, টয়োটা ব্যাটারি বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য তাদের কৌশল আপডেট করে ঘোষণা করে যে তারা কমপক্ষে 2027 সাল পর্যন্ত বাণিজ্যিক সলিড-স্টেট ব্যাটারি ব্যবহার করবে না। পরিধানযোগ্য উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং কঠোর পরিবেশেও উচ্চ কার্যকারিতা বজায় রাখার বৈশিষ্ট্যগুলি নতুন পরিধানযোগ্য ডিভাইসগুলির উপলব্ধিতে প্রত্যাশিত যা আগের চেয়ে ছোট এবং আরও নির্ভরযোগ্য। মহাকাশে সরঞ্জাম 2021 সালের মার্চ মাসে, শিল্প প্রস্তুতকারক হিটাচি জোসেন কর্পোরেশন একটি সলিড-স্টেট ব্যাটারি ঘোষণা করেছিল যা তারা দাবি করেছিল যে এই শিল্পের সর্বোচ্চ ক্ষমতা রয়েছে এবং এর একটি বিস্তৃত অপারেটিং তাপমাত্রার পরিসীমা রয়েছে, যা স্থানের মতো কঠোর পরিবেশের জন্য সম্ভাব্যভাবে উপযুক্ত। 2022 সালের ফেব্রুয়ারিতে একটি পরীক্ষামূলক মিশন চালু করা হয় এবং আগস্টে, জাপান অ্যারোস্পেস এক্সপ্লোরেশন এজেন্সি (জেএএক্সএ) ঘোষণা করে যে আন্তর্জাতিক মহাকাশ স্টেশনে (আইএসএস) জাপানি এক্সপেরিমেন্ট মডিউল কিবোতে ক্যামেরা সরঞ্জামগুলিকে শক্তিশালী করে সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি মহাকাশে সঠিকভাবে পরিচালিত হয়েছে। ড্রোনগুলি প্রথাগত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় হালকা ওজন এবং বেশি শক্তিশালী হওয়ায় এটি যুক্তিসঙ্গত যে ড্রোনগুলি সলিড-স্টেট ব্যাটারি থেকে উপকৃত হবে। বায়ু অ্যারোস্পেস, একটি ড্রোন প্রস্তুতকারক এবং ডিজাইনার, তাদের জি1 দীর্ঘ ফ্লাইট ড্রোনে অন্তর্ভুক্ত করার পরে বিমানের সময় বৃদ্ধির কথা উল্লেখ করেছেন। পোর্টেবল সৌর জেনারেটর 2023 সালে, ইয়োশিনো সলিড স্টেট পোর্টেবল সৌর জেনারেটরের প্রথম উৎপাদক হয়ে ওঠে, যা 2.5 গুণ বেশি শক্তির ঘনত্ব, দ্বিগুণ রেটযুক্ত এবং নন-সলিড স্টেট লিথিয়াম (এনএমসি, এলএফপি) জেনারেটরের এসি আউটপুট ওয়াটেজ বৃদ্ধি করে। চ্যালেঞ্জ খরচ পাতলা-ফিল্মের সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি উৎপাদন প্রক্রিয়া তৈরি এবং ব্যবহার করার জন্য ব্যয়বহুল, যা স্কেল করা কঠিন বলে মনে করা হয়, যার জন্য ব্যয়বহুল ভ্যাকুয়াম জমা সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়। ফলস্বরূপ, গ্রাহক-ভিত্তিক প্রয়োগগুলিতে পাতলা-ফিল্ম সলিড-স্টেট ব্যাটারির দাম নিষিদ্ধ হয়ে যায়। 2012 সালে অনুমান করা হয়েছিল যে, তৎকালীন বর্তমান প্রযুক্তির উপর ভিত্তি করে, একটি 20 আহ সলিড-স্টেট ব্যাটারি সেলের দাম 100,000 মার্কিন ডলার হবে এবং একটি উচ্চ-পরিসরের বৈদ্যুতিক গাড়ির জন্য এই ধরনের 800 থেকে 1,000 কোষের প্রয়োজন হবে। একইভাবে, খরচ স্মার্টফোনের মতো অন্যান্য ক্ষেত্রে পাতলা-ফিল্ম সলিড-স্টেট ব্যাটারি গ্রহণের ক্ষেত্রে বাধা সৃষ্টি করেছে। তাপমাত্রা এবং চাপ সংবেদনশীলতা নিম্ন তাপমাত্রার ক্রিয়াকলাপগুলি চ্যালেঞ্জিং হতে পারে। ঐতিহাসিকভাবে সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলির কার্যকারিতা খারাপ ছিল। সিরামিক ইলেক্ট্রোলাইটযুক্ত সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলির বিদ্যুদ্বাহকের সাথে যোগাযোগ বজায় রাখার জন্য উচ্চ চাপের প্রয়োজন হয়। সিরামিক বিভাজক সহ সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি যান্ত্রিক চাপ থেকে ভেঙে যেতে পারে। 2022 সালের নভেম্বরে, কিয়োটো বিশ্ববিদ্যালয়, টোটোরি বিশ্ববিদ্যালয় এবং সুমিতোমো কেমিক্যালের সমন্বয়ে গঠিত জাপানি গবেষণা দল ঘোষণা করে যে তারা তড়িৎবিশ্লেষ্যের জন্য কপোলিমারাইজড নতুন উপকরণ ব্যবহার করে 230Wh/কেজি ক্ষমতা সহ চাপ প্রয়োগ না করে স্থিতিশীলভাবে সলিড-স্টেট ব্যাটারি পরিচালনা করতে সক্ষম হয়েছে। 2023 সালের জুন মাসে, ওসাকা মেট্রোপলিটন বিশ্ববিদ্যালয়ের গ্র্যাজুয়েট স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের জাপানি গবেষণা দল ঘোষণা করে যে তারা ঘরের তাপমাত্রায় (α-) উচ্চ-তাপমাত্রার পর্যায়কে স্থিতিশীল করতে সফল হয়েছে। এটি দ্রুত উত্তাপের মাধ্যমে কাচকে স্ফটিকায়িত করার জন্য ছিল। আন্তঃমুখীয় প্রতিরোধ একটি ক্যাথোড এবং কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের মধ্যে উচ্চ আন্তঃমুখীয় প্রতিরোধ সর্ব-কঠিন-অবস্থা ব্যাটারির জন্য দীর্ঘস্থায়ী সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। আন্তঃমুখীয় অস্থিতিশীলতা ইলেক্ট্রোড-ইলেক্ট্রোলাইটের আন্তঃমুখীয় অস্থিতিশীলতা সর্বদা সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে একটি গুরুতর সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। ইলেক্ট্রোডের সাথে সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট যোগাযোগের পরে, ইন্টারফেসে রাসায়নিক এবং/অথবা তড়িৎরাসায়ন পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া সাধারণত একটি প্যাসিভেটেড ইন্টারফেস তৈরি করে, যা ইলেক্ট্রোড-এস. এস. ই ইন্টারফেস জুড়ে লি + এর বিস্তারকে বাধা দেয়। উচ্চ-ভোল্টেজ সাইক্লিংয়ের পরে, কিছু এস. এস. ই অক্সিডেটিভ অবক্ষয়ের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে সলিড লিথিয়াম (লি) ধাতব অ্যানোডগুলি উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, নিরাপত্তা এবং দ্রুত রিচার্জিং সময়ের জন্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে প্রতিস্থাপন প্রার্থী। এই ধরনের অ্যানোডগুলি লি ডেনড্রাইটের গঠন এবং বৃদ্ধিতে ভুগতে থাকে, অ-অভিন্ন ধাতব বৃদ্ধি যা তড়িৎবিশ্লেষ্য প্রবেশ করে বৈদ্যুতিক শর্ট সার্কিটের দিকে নিয়ে যায়। এই সংক্ষিপ্তকরণ শক্তি নিষ্কাশন, অতিরিক্ত উত্তাপ এবং কখনও কখনও তাপীয় পালিয়ে যাওয়ার কারণে আগুন বা বিস্ফোরণের দিকে পরিচালিত করে। লি ডেনড্রাইট কুলম্বিক দক্ষতা হ্রাস করে। ডেনড্রাইট বৃদ্ধির সঠিক প্রক্রিয়া গবেষণার বিষয় হিসাবে রয়ে গেছে। কঠিন তড়িৎবিশ্লেষণে ধাতব ডেনড্রাইট বৃদ্ধির গবেষণা উচ্চ তাপমাত্রায় গলিত সোডিয়াম/সোডিয়াম-β-অ্যালুমিনা/সালফার কোষের গবেষণার মাধ্যমে শুরু হয়। এই ব্যবস্থাগুলিতে, সোডিয়াম/কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য ইন্টারফেসে ধাতুপট্টাবৃত-প্ররোচিত চাপের উপস্থিতির কারণে কখনও কখনও মাইক্রো-ক্র্যাক সম্প্রসারণের ফলে ডেনড্রাইটগুলি বৃদ্ধি পায়। তবে, কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যের রাসায়নিক অবক্ষয়ের কারণেও ডেনড্রাইট বৃদ্ধি ঘটতে পারে। লি ধাতুতে স্থিতিশীল লি-আয়ন কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্যগুলিতে, ডেনড্রাইটগুলি প্রাথমিকভাবে বিদ্যুদ্বাহক/কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য ইন্টারফেসে চাপ তৈরি হওয়ার কারণে প্রসারিত হয়, যার ফলে ফাটল প্রসারিত হয়। এদিকে, কঠিন ইলেক্ট্রোলাইটগুলির জন্য যা তাদের নিজ নিজ ধাতুর বিরুদ্ধে রাসায়নিকভাবে অস্থির, ইন্টারফেজ বৃদ্ধি এবং শেষ পর্যন্ত ক্র্যাকিং প্রায়শই ডেনড্রাইট গঠন করতে বাধা দেয়। সলিড-স্টেট লি-আয়ন কোষে ডেনড্রাইট বৃদ্ধি উচ্চ তাপমাত্রায় কোষগুলি পরিচালনা করে বা শক্ত ইলেক্ট্রোলাইটগুলি ভেঙে ফেলার জন্য অবশিষ্ট চাপ ব্যবহার করে প্রশমিত করা যেতে পারে, যার ফলে ডেনড্রাইটগুলি বিপথগামী হয় এবং ডেনড্রাইট প্ররোচিত শর্ট-সার্কিট বিলম্বিত হয়। সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট এবং লিথিয়াম ধাতব অ্যানোডের মধ্যে অ্যালুমিনিয়ামযুক্ত বৈদ্যুতিন সংশোধনকারী আন্তঃপৃষ্ঠগুলিও ডেনড্রাইট বৃদ্ধি প্রতিরোধে কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। যান্ত্রিক ব্যর্থতা সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে একটি সাধারণ ব্যর্থতা প্রক্রিয়া হল পোষক কাঠামো থেকে লি-আয়ন যোগ এবং অপসারণের কারণে চার্জ এবং স্রাবের সময় অ্যানোড এবং ক্যাথোডে আয়তনের পরিবর্তনের মাধ্যমে যান্ত্রিক ব্যর্থতা। ক্যাথোড ক্যাথোডগুলি সাধারণত আয়ন সঞ্চালনে সহায়তা করার জন্য এস. এস. ই কণাগুলির সাথে মিশ্রিত সক্রিয় ক্যাথোড কণা নিয়ে গঠিত। ব্যাটারি চার্জ/ডিসচার্জ হওয়ার সাথে সাথে ক্যাথোড কণাগুলি সাধারণত কয়েক শতাংশের ক্রমে আয়তনে পরিবর্তিত হয়। এই আয়তনের পরিবর্তন আন্তঃকণিকা শূন্যস্থান গঠনের দিকে পরিচালিত করে যা ক্যাথোড এবং এস. এস. ই কণাগুলির মধ্যে যোগাযোগকে আরও খারাপ করে, যার ফলে আয়ন পরিবহনের সীমাবদ্ধতার কারণে ক্ষমতার উল্লেখযোগ্য ক্ষতি হয়। এই সমস্যার একটি প্রস্তাবিত সমাধান হল ক্যাথোড কণাগুলিতে আয়তন পরিবর্তনের অ্যানিসোট্রপির সুবিধা নেওয়া। যেহেতু অনেক ক্যাথোড পদার্থ শুধুমাত্র নির্দিষ্ট স্ফটিকের দিক বরাবর আয়তনের পরিবর্তন অনুভব করে, যদি গৌণ ক্যাথোড কণাগুলি একটি স্ফটিকের দিক বরাবর উত্থিত হয় যা চার্জ/স্রাবের সাথে ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয় না, তবে কণাগুলির আয়তনের পরিবর্তনকে হ্রাস করা যেতে পারে। আরেকটি প্রস্তাবিত সমাধান হল বিভিন্ন ক্যাথোড উপকরণ মিশ্রিত করা যার সঠিক অনুপাতে বিপরীত সম্প্রসারণ প্রবণতা রয়েছে যাতে ক্যাথোডের মোট আয়তনের পরিবর্তন শূন্য হয়। উদাহরণস্বরূপ, লি-আয়ন ব্যাটারির জন্য দুটি সুপরিচিত ক্যাথোড উপাদান হল লাইকোও2 (এলসিও) এবং LiNi0.9Mn0.05Co0.05O2 (এনএমসি)। ডিসচার্জ করার সময় এল. সি. ও ভলিউম সম্প্রসারণের মধ্য দিয়ে যায় এবং ডিসচার্জ করার সময় এন. এম. সি ভলিউম সংকোচনের মধ্য দিয়ে যায়। সুতরাং, সঠিক অনুপাতে এলসিও এবং এনএমসি-র একটি যৌগিক ক্যাথোড স্রাবের অধীনে ন্যূনতম আয়তনের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে কারণ এনএমসি-র সংকোচন এলসিও-র সম্প্রসারণ দ্বারা পূরণ করা হয়। অ্যানোড আদর্শভাবে একটি সলিড-স্টেট ব্যাটারি তার উচ্চ শক্তি ক্ষমতার কারণে একটি বিশুদ্ধ লিথিয়াম ধাতব অ্যানোড ব্যবহার করবে। যাইহোক, লিথিয়াম চার্জ করার সময় ধাতুপট্টাবৃত লি-এর প্রতি 1 এমএএইচ/সেমি2 প্রায় 5 মাইক্রোমিটার আয়তনে প্রচুর পরিমাণে বৃদ্ধি পায়। ছিদ্রযুক্ত ক্ষুদ্র কাঠামোযুক্ত তড়িৎবিশ্লেষ্যের ক্ষেত্রে, এই সম্প্রসারণ চাপ বৃদ্ধি করে যা তড়িৎবিশ্লেষ্য ছিদ্র এবং কোষের ছোট অংশের মধ্য দিয়ে তড়িৎবিশ্লেষ্য ধাতুর ক্রিপ হতে পারে। লিথিয়াম ধাতুর তুলনামূলকভাবে কম গলনাঙ্ক 453 কে এবং 50 কেজে/মোল স্ব-বিস্তারের জন্য কম সক্রিয়করণ শক্তি রয়েছে, যা ঘরের তাপমাত্রায় উল্লেখযোগ্যভাবে ক্রিপ করার উচ্চ প্রবণতা নির্দেশ করে। এটি দেখানো হয়েছে যে ঘরের তাপমাত্রায় লিথিয়াম পাওয়ার-ল ক্রিপের মধ্য দিয়ে যায় যেখানে তাপমাত্রা গলনাঙ্কের তুলনায় যথেষ্ট বেশি যে ধাতুর স্থানচ্যুতি বাধা এড়াতে তাদের গ্লাইড সমতল থেকে বেরিয়ে আসতে পারে। পাওয়ার-ল ক্রিপের অধীনে ক্রিপ স্ট্রেসটি দেওয়া হয়ঃ যেখানে গ্যাস ধ্রুবক, তাপমাত্রা, এক-অক্ষীয় স্ট্রেন হার, ক্রিপ স্ট্রেস, এবং লিথিয়াম ধাতুর জন্য,। লিথিয়াম ধাতুকে অ্যানোড হিসাবে ব্যবহার করার জন্য, 0.8 এমপিএ ফলন চাপের ক্রমে কোষের চাপ তুলনামূলকভাবে কম করার জন্য খুব যত্ন নিতে হবে। লিথিয়াম ধাতব অ্যানোডের জন্য স্বাভাবিক কার্যকরী কোষের চাপ 1 থেকে 7 এমপিএ পর্যন্ত হয়। লিথিয়াম ধাতুর উপর চাপ কমানোর জন্য কিছু সম্ভাব্য কৌশল হল একটি নির্বাচিত স্প্রিং ধ্রুবক বা সমগ্র কোষের নিয়ন্ত্রিত চাপের স্প্রিং সহ কোষ ব্যবহার করা। আরেকটি কৌশল হতে পারে কিছু শক্তি ক্ষমতা ত্যাগ করা এবং একটি লিথিয়াম ধাতব খাদ অ্যানোড ব্যবহার করা যার সাধারণত বিশুদ্ধ লিথিয়াম ধাতুর তুলনায় বেশি গলন তাপমাত্রা থাকে, যার ফলে ক্রিপের প্রবণতা কম হয়। যদিও এই মিশ্র ধাতুগুলি লিথিয়েটেড হওয়ার সময় বেশ কিছুটা প্রসারিত হয়, প্রায়শই লিথিয়াম ধাতুর চেয়ে বেশি মাত্রায়, এগুলির উন্নত যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যও রয়েছে যা তাদের প্রায় 50 এমপিএ চাপে কাজ করতে দেয়। এই উচ্চ কোষের চাপের ক্যাথোডে সম্ভবত শূন্য গঠন প্রশমিত করার অতিরিক্ত সুবিধাও রয়েছে। সুবিধা সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তি উচ্চ শক্তির ঘনত্ব (2.5x) প্রদান করে বলে মনে করা হয়। তারা জৈব তড়িৎবিশ্লেষ্যের মতো বাণিজ্যিক ব্যাটারিতে পাওয়া বিপজ্জনক বা বিষাক্ত পদার্থের ব্যবহার এড়াতে পারে। যেহেতু বেশিরভাগ তরল তড়িৎবিশ্লেষ্য দাহ্য এবং কঠিন তড়িৎবিশ্লেষ্য দাহ্য নয়, তাই কঠিন অবস্থার ব্যাটারিতে আগুন ধরার ঝুঁকি কম বলে মনে করা হয়। কম নিরাপত্তা ব্যবস্থার প্রয়োজন হয়, যা মডিউল বা সেল প্যাক স্তরে শক্তির ঘনত্বকে আরও বাড়িয়ে তোলে। সাম্প্রতিক গবেষণায় দেখা গেছে যে তাপীয় রানওয়ের অধীনে তরল তড়িৎবিশ্লেষ্য সহ প্রচলিত ব্যাটারির অভ্যন্তরে তাপ উৎপাদন শুধুমাত্র ~20-30%। সলিড-স্টেট ব্যাটারি প্রযুক্তি দ্রুত চার্জিংয়ের অনুমতি দেয় বলে মনে করা হয়। উচ্চ ভোল্টেজ এবং দীর্ঘ চক্র জীবনও সম্ভব। থিন-ফিল্ম সলিড-স্টেট ব্যাটারির পটভূমি 1986 সালে কেইচি কানেহোরি প্রাচীনতম থিন-ফিল্ম সলিড-স্টেট ব্যাটারির সন্ধান পান, যা লি ইলেক্ট্রোলাইটের উপর ভিত্তি করে তৈরি। যাইহোক, সেই সময়ে, প্রযুক্তিটি বৃহত্তর বৈদ্যুতিন যন্ত্রগুলিকে শক্তি দেওয়ার জন্য অপর্যাপ্ত ছিল তাই এটি সম্পূর্ণরূপে উন্নত ছিল না। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে এই ক্ষেত্রে অনেক গবেষণা হয়েছে। গারবায়ো দেখিয়েছেন যে 2018 সালে পাতলা-ফিল্ম লি-গার্নেট সলিড-স্টেট ব্যাটারির জন্য স্ফটিক অবস্থার পাশাপাশি "পলিঅ্যামরফিজম" বিদ্যমান, মোরান দেখিয়েছেন যে পর্যাপ্ত পরিমাণে 2021 সালে 1-20 মাইক্রোমিটারের পছন্দসই আকারের পরিসীমা সহ সিরামিক ফিল্ম তৈরি করতে পারে। কাঠামো অ্যানোড উপকরণঃ লি তার সঞ্চয় বৈশিষ্ট্যের কারণে পছন্দ করা হয়, আল, সি এবং এসএন এর মিশ্র ধাতুও অ্যানোড হিসাবে উপযুক্ত। ক্যাথোড উপকরণঃ হালকা ওজন, ভাল চক্রাকার ক্ষমতা এবং উচ্চ শক্তির ঘনত্ব প্রয়োজন। সাধারণত এর মধ্যে রয়েছে লাইকোও2, লাইফেপো4, টিআইএস2, ভি2ও5 এবং লিমনও2। প্রস্তুতির কৌশল কিছু পদ্ধতি নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে। শারীরিক পদ্ধতিঃ ম্যাগনেট্রন স্পাটারিং (এমএস) পাতলা-ফিল্ম তৈরির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি, যা শারীরিক বাষ্প নিক্ষেপণের উপর ভিত্তি করে। আয়ন-বিম জমা (আইবিডি) প্রথম পদ্ধতির অনুরূপ, তবে, পক্ষপাত প্রয়োগ করা হয় না এবং এই প্রক্রিয়ায় লক্ষ্য এবং স্তরের মধ্যে প্লাজমা ঘটে না। পালসড লেজার ডিপোজিশন (পিএলডি), এই পদ্ধতিতে ব্যবহৃত লেজারের প্রায় 108 ডাব্লু সেমি-2 পর্যন্ত উচ্চ শক্তির পালস রয়েছে। ভ্যাকুয়াম বাষ্পীভবন (ভিই) হল আলফা-সি পাতলা ফিল্ম প্রস্তুত করার একটি পদ্ধতি। এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, সি বাষ্পীভূত হয় এবং একটি ধাতব স্তরের উপর জমা হয়। রাসায়নিক পদ্ধতিঃ ইলেক্ট্রোডিপোজিশন (ইডি) হল সি ফিল্ম তৈরির জন্য, যা সুবিধাজনক এবং অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর কৌশল। রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি) একটি জমা কৌশল যা উচ্চ মানের এবং বিশুদ্ধতার সাথে পাতলা ফিল্ম তৈরি করতে দেয়। গ্লো ডিসচার্জ প্লাজমা ডিপোজিশন (জি. ডি. পি. ডি) একটি মিশ্র ভৌত রাসায়নিক প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায়, ফিল্মগুলিতে অতিরিক্ত হাইড্রোজেনের পরিমাণ হ্রাস করার জন্য সংশ্লেষণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি করা হয়েছে। থিন-ফিল্ম সিস্টেম লিথিয়াম-অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন-ভিত্তিক পলিমার থিন-ফিল্ম ইলেক্ট্রোলাইটের বিকাশ সলিড-স্টেট ব্যাটারিতে সম্পূর্ণরূপে ব্যবহৃত হয়েছে। অ-লাই ভিত্তিক পাতলা-ফিল্ম কঠিন-অবস্থা ব্যাটারিগুলি অধ্যয়ন করা হয়েছে, যেমন এজি-ডোপড জার্মেনিয়াম ক্যালকোজেনাইড পাতলা-ফিল্ম কঠিন-অবস্থা তড়িৎবিশ্লেষ্য ব্যবস্থা। বেরিয়াম-ডোপড থিন-ফিল্ম সিস্টেমও অধ্যয়ন করা হয়েছে, যার পুরুত্ব কমপক্ষে 2 মাইক্রোমিটার হতে পারে। উপরন্তু, নি পাতলা ফিল্মের একটি উপাদানও হতে পারে। পাতলা-ফিল্মের কঠিন-অবস্থা ব্যাটারির জন্য ইলেক্ট্রোলাইট তৈরির অন্যান্য পদ্ধতিও রয়েছে, যা হল 1.electrostatic-spray জমা করার কৌশল, 2। ডি. এস. এম-সোলফিল প্রক্রিয়া এবং 3। লিথিয়াম-ভিত্তিক পাতলা-ফিল্ম সলিড-স্টেট ব্যাটারির কার্যকারিতা উন্নত করতে এম. ও. ও. 3 ন্যানোবেল্ট ব্যবহার করা। সুবিধা অন্যান্য ব্যাটারির তুলনায়, পাতলা-ফিল্ম ব্যাটারিতে উচ্চ গ্র্যাভিমেট্রিক এবং ভলিউমেট্রিক শক্তির ঘনত্ব উভয়ই থাকে। সঞ্চিত শক্তির ব্যাটারির কার্যকারিতা পরিমাপের জন্য এগুলি গুরুত্বপূর্ণ সূচক। উচ্চ শক্তির ঘনত্ব ছাড়াও, পাতলা-ফিল্মের সলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলির দীর্ঘ জীবনকাল, অসামান্য নমনীয়তা এবং কম ওজন থাকে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি পাতলা-ফিল্মের কঠিন-অবস্থার ব্যাটারিগুলিকে বৈদ্যুতিক যানবাহন, সামরিক সুবিধা এবং চিকিৎসা সরঞ্জামের মতো বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। চ্যালেঞ্জ এর কার্যকারিতা এবং দক্ষতা এর জ্যামিতির প্রকৃতির দ্বারা সীমাবদ্ধ। একটি পাতলা-ফিল্ম ব্যাটারি থেকে টানা বিদ্যুৎ মূলত ইলেক্ট্রোলাইট/ক্যাথোডের জ্যামিতি এবং ইন্টারফেস পরিচিতি এবং ইলেক্ট্রোলাইট/অ্যানোড ইন্টারফেসের উপর নির্ভর করে ইলেক্ট্রোলাইটের কম পুরুত্ব এবং ইলেক্ট্রোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট ইন্টারফেসে ইন্টারফেসিয়াল প্রতিরোধ পাতলা-ফিল্ম সিস্টেমের আউটপুট এবং সংহতকরণকে প্রভাবিত করে। চার্জিং-ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, ভলিউমেট্রিকের উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন উপাদানের ক্ষতি করে। আরও দেখুন সলিড-স্টেট ইলেক্ট্রোলাইট ডাইভ্যালেন্ট ফাস্ট আয়ন কন্ডাক্টর আয়নিক পরিবাহিতা আয়নিক স্ফটিক জন বি. গুডএনফ ব্যাটারি প্রকারের তালিকা লিথিয়াম-এয়ার ব্যাটারি লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি সেপারেটর (বিদ্যুৎ) সুপারক্যাপ্যাসিটার থিন-ফিল্ম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি রেফারেন্স আরও পড়ুন বাইরের লিঙ্ক 2000-এর পরিচিতি