લિથિયમ આયન બેટરી શું છે

લિથિયમ-આયન બેટરી એ બેટરી રસાયણશાસ્ત્રનો એક લોકપ્રિય પ્રકાર છે. આ બેટરીઓ ઓફર કરે છે તે એક મુખ્ય ફાયદો એ છે કે તે રિચાર્જ કરવા યોગ્ય છે. આ સુવિધાને લીધે, તેઓ આજે મોટાભાગના ઉપભોક્તા ઉપકરણોમાં જોવા મળે છે જે બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે. તેઓ ફોન, ઇલેક્ટ્રિક વાહનો અને બેટરી સંચાલિત ગોલ્ફ કાર્ટમાં મળી શકે છે.

લિથિયમ-આયન બેટરી કેવી રીતે કામ કરે છે?

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ એક અથવા બહુવિધ લિથિયમ-આયન કોષોથી બનેલી હોય છે. ઓવરચાર્જિંગને રોકવા માટે તેઓ એક રક્ષણાત્મક સર્કિટ બોર્ડ પણ ધરાવે છે. એક વખત રક્ષણાત્મક સર્કિટ બોર્ડ સાથેના કેસીંગમાં સ્થાપિત કર્યા પછી કોષોને બેટરી કહેવામાં આવે છે.

શું લિથિયમ-આયન બેટરીઓ લિથિયમ બેટરી જેવી જ છે?

ના. લિથિયમ બેટરી અને લિથિયમ-આયન બેટરી એકદમ અલગ છે. મુખ્ય તફાવત એ છે કે બાદમાં રિચાર્જ કરવા યોગ્ય છે. અન્ય મુખ્ય તફાવત શેલ્ફ જીવન છે. લિથિયમ બેટરી 12 વર્ષ સુધી બિનઉપયોગી રહી શકે છે, જ્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી 3 વર્ષ સુધીની શેલ્ફ લાઇફ ધરાવે છે.

લિથિયમ આયન બેટરીના મુખ્ય ઘટકો શું છે

લિથિયમ-આયન કોષોમાં ચાર મુખ્ય ઘટકો હોય છે. આ છે:

એનોડ

એનોડ વીજળીને બેટરીમાંથી બાહ્ય સર્કિટમાં જવા દે છે. બેટરી ચાર્જ કરતી વખતે તે લિથિયમ આયનોને પણ સંગ્રહિત કરે છે.

કેથોડ

કેથોડ એ કોષની ક્ષમતા અને વોલ્ટેજ નક્કી કરે છે. બેટરી ડિસ્ચાર્જ કરતી વખતે તે લિથિયમ આયનો ઉત્પન્ન કરે છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ એ એક સામગ્રી છે, જે કેથોડ અને એનોડ વચ્ચે ખસેડવા માટે લિથિયમ આયન માટે નળી તરીકે કામ કરે છે. તે ક્ષાર, ઉમેરણો અને વિવિધ દ્રાવકોથી બનેલું છે.

વિભાજક

લિથિયમ-આયન કોષમાં અંતિમ ભાગ વિભાજક છે. તે કેથોડ અને એનોડને અલગ રાખવા માટે ભૌતિક અવરોધ તરીકે કામ કરે છે.

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ લિથિયમ આયનોને કેથોડમાંથી એનોડમાં ખસેડીને અને ઊલટું ઇલેક્ટ્રોલાઇટ દ્વારા કામ કરે છે. જેમ જેમ આયનો આગળ વધે છે તેમ, તેઓ એનોડમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનને સક્રિય કરે છે, હકારાત્મક વર્તમાન કલેક્ટર પર ચાર્જ બનાવે છે. આ ઇલેક્ટ્રોન ઉપકરણ, ફોન અથવા ગોલ્ફ કાર્ટ દ્વારા નેગેટિવ કલેક્ટરમાં વહે છે અને પાછા કેથોડમાં જાય છે. બેટરીની અંદર ઇલેક્ટ્રોનનો મુક્ત પ્રવાહ વિભાજક દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે, તેમને સંપર્કો તરફ દબાણ કરે છે.

જ્યારે તમે લિથિયમ-આયન બેટરી ચાર્જ કરો છો, ત્યારે કેથોડ લિથિયમ આયન છોડશે, અને તેઓ એનોડ તરફ જાય છે. ડિસ્ચાર્જ કરતી વખતે, લિથિયમ આયનો એનોડમાંથી કેથોડ તરફ જાય છે, જે પ્રવાહનો પ્રવાહ પેદા કરે છે.

લિથિયમ-આયન બેટરીની શોધ ક્યારે થઈ?

લિથિયમ-આયન બેટરીની કલ્પના સૌપ્રથમ 70ના દાયકામાં અંગ્રેજ રસાયણશાસ્ત્રી સ્ટેનલી વ્હીટિંગહામ દ્વારા કરવામાં આવી હતી. તેમના પ્રયોગો દરમિયાન, વૈજ્ઞાનિકોએ પોતાની જાતને રિચાર્જ કરી શકે તેવી બેટરી માટે વિવિધ રસાયણશાસ્ત્રની તપાસ કરી. તેમના પ્રથમ અજમાયશમાં ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ટાઇટેનિયમ ડિસલ્ફાઇડ અને લિથિયમ સામેલ હતું. જો કે, બેટરી શોર્ટ-સર્કિટ થશે અને વિસ્ફોટ કરશે.

80 ના દાયકામાં, અન્ય વૈજ્ઞાનિક, જ્હોન બી. ગુડનફ, એ પડકાર લીધો. તરત જ, જાપાની રસાયણશાસ્ત્રી અકીરા યોશિનોએ ટેક્નોલોજીમાં સંશોધન કરવાનું શરૂ કર્યું. યોશિનો અને ગુડનફ એ સાબિત કર્યું કે લિથિયમ મેટલ વિસ્ફોટોનું મુખ્ય કારણ હતું.

90 ના દાયકામાં, લિથિયમ-આયન ટેક્નોલોજીએ ટ્રેક્શન મેળવવાનું શરૂ કર્યું, દાયકાના અંત સુધીમાં ઝડપથી લોકપ્રિય શક્તિ સ્ત્રોત બની. તે પ્રથમ વખત ચિહ્નિત થયેલ છે કે સોની દ્વારા ટેક્નોલોજીનું વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. લિથિયમ બેટરીના તે નબળા સલામતી રેકોર્ડે લિથિયમ-આયન બેટરીના વિકાસને પ્રોત્સાહન આપ્યું.

જ્યારે લિથિયમ બેટરીઓ ઊંચી ઉર્જા ઘનતા ધરાવે છે, તે ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન અસુરક્ષિત છે. બીજી બાજુ, જ્યારે વપરાશકર્તાઓ મૂળભૂત સલામતી માર્ગદર્શિકાઓનું પાલન કરે છે ત્યારે લિથિયમ-આયન બેટરી ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરવા માટે એકદમ સલામત છે.

શ્રેષ્ઠ લિથિયમ આયન રસાયણશાસ્ત્ર શું છે?

લિથિયમ-આયન બેટરી રસાયણશાસ્ત્રના અસંખ્ય પ્રકારો છે. વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ છે:

લિથિયમ ટાઇટેનેટ
લિથિયમ નિકલ કોબાલ્ટ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ
લિથિયમ નિકલ મેંગેનીઝ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ
લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ (LMO)
લિથિયમ કોબાલ્ટ ઓક્સાઇડ
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4)

લિથિયમ-આયન બેટરી માટે અસંખ્ય પ્રકારના રસાયણશાસ્ત્ર છે. દરેકમાં તેની અપસાઇડ્સ અને ડાઉનસાઇડ્સ છે. જો કે, કેટલાક ચોક્કસ ઉપયોગના કેસો માટે જ યોગ્ય છે. જેમ કે, તમે જે પ્રકાર પસંદ કરો છો તે તમારી પાવર જરૂરિયાતો, બજેટ, સલામતી સહિષ્ણુતા અને ચોક્કસ ઉપયોગના કેસ પર આધારિત છે.

જો કે, LiFePO4 બેટરી એ સૌથી વધુ વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ વિકલ્પ છે. આ બેટરીઓમાં ગ્રેફાઇટ કાર્બન ઇલેક્ટ્રોડ હોય છે, જે એનોડ તરીકે અને ફોસ્ફેટ કેથોડ તરીકે કામ કરે છે. તેમની પાસે 10,000 ચક્ર સુધીની લાંબી ચક્ર જીવન છે.

વધુમાં, તેઓ મહાન થર્મલ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે અને માંગમાં ટૂંકા વધારાને સુરક્ષિત રીતે હેન્ડલ કરી શકે છે. LiFePO4 બેટરીને 510 ડિગ્રી ફેરનહીટ સુધીના થર્મલ રનઅવે થ્રેશોલ્ડ માટે રેટ કરવામાં આવે છે, જે કોઈપણ વ્યાપારી રીતે ઉપલબ્ધ લિથિયમ-આયન બેટરી પ્રકારમાં સૌથી વધુ છે.

LiFePO4 બેટરીના ફાયદા

લીડ એસિડ અને અન્ય લિથિયમ-આધારિત બેટરીની તુલનામાં, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીનો મોટો ફાયદો છે. તેઓ કાર્યક્ષમ રીતે ચાર્જ કરે છે અને ડિસ્ચાર્જ કરે છે, લાંબા સમય સુધી ટકી શકે છે અને ડીપ cy કરી શકે છેcleક્ષમતા ગુમાવ્યા વિના. આ ફાયદાઓનો અર્થ એ છે કે બેટરીઓ તેમના જીવનકાળ દરમિયાન અન્ય પ્રકારની બેટરીની સરખામણીમાં મોટી ખર્ચ બચત ઓફર કરે છે. લો-સ્પીડ પાવર વ્હીકલ્સ અને ઔદ્યોગિક સાધનોમાં આ બેટરીના ચોક્કસ ફાયદાઓ પર નીચે એક નજર છે.

ઓછી ગતિના વાહનોમાં LiFePO4 બેટરી

લો-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો (LEVs) એ ચાર પૈડાવાળા વાહનો છે જેનું વજન 3000 પાઉન્ડ કરતાં ઓછું હોય છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રિક બેટરી દ્વારા સંચાલિત છે, જે તેમને ગોલ્ફ કાર્ટ અને અન્ય મનોરંજનના ઉપયોગ માટે લોકપ્રિય પસંદગી બનાવે છે.

તમારા LEV માટે બેટરી વિકલ્પ પસંદ કરતી વખતે, સૌથી મહત્વપૂર્ણ વિચારણાઓમાંની એક દીર્ધાયુષ્ય છે. દાખલા તરીકે, બેટરીથી ચાલતી ગોલ્ફ કાર્ટમાં રિચાર્જ કર્યા વિના 18-હોલ ગોલ્ફ કોર્સની આસપાસ ચલાવવા માટે પૂરતી શક્તિ હોવી જોઈએ.

અન્ય મહત્વપૂર્ણ વિચારણા એ જાળવણી શેડ્યૂલ છે. તમારી આરામની પ્રવૃત્તિનો મહત્તમ આનંદ ઉઠાવવા માટે સારી બેટરીને કોઈ જાળવણીની જરૂર ન હોવી જોઈએ.

બેટરી વિવિધ હવામાન પરિસ્થિતિઓમાં પણ કામ કરવા સક્ષમ હોવી જોઈએ. દાખલા તરીકે, તે તમને ઉનાળાની ગરમીમાં અને જ્યારે તાપમાન ઘટે ત્યારે પાનખરમાં ગોલ્ફ કરવા માટે પરવાનગી આપવી જોઈએ.

સારી બેટરી એક કંટ્રોલ સિસ્ટમ સાથે પણ આવવી જોઈએ જે ખાતરી કરે છે કે તે વધુ પડતી ગરમ થતી નથી અથવા વધુ પડતી ઠંડી થતી નથી, તેની ક્ષમતામાં ઘટાડો કરે છે.

આ તમામ મૂળભૂત પરંતુ મહત્વપૂર્ણ શરતોને પૂર્ણ કરતી શ્રેષ્ઠ બ્રાન્ડ્સમાંની એક ROYPOW છે. તેમની LiFePO4 લિથિયમ બેટરીની લાઇનને 4°F થી 131°F ના તાપમાન માટે રેટ કરવામાં આવે છે. બેટરીઓ ઇન-બિલ્ટ બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ સાથે આવે છે અને ઇન્સ્ટોલ કરવા માટે અત્યંત સરળ છે.

લિથિયમ આયન બેટરી માટે ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સ

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સમાં લોકપ્રિય વિકલ્પ છે. સૌથી સામાન્ય ઉપયોગમાં લેવાતી રસાયણશાસ્ત્ર LiFePO4 બેટરી છે. આ બેટરીનો ઉપયોગ કરવા માટેના કેટલાક સૌથી સામાન્ય સાધનો છે:

સાંકડી પાંખ ફોર્કલિફ્ટ્સ
કાઉન્ટરબેલેન્સ્ડ ફોર્કલિફ્ટ્સ
3 વ્હીલ ફોર્કલિફ્ટ્સ
વોકી સ્ટેકર્સ
અંત અને કેન્દ્ર રાઇડર્સ

ઔદ્યોગિક સેટિંગ્સમાં લિથિયમ આયન બેટરીની લોકપ્રિયતા વધી રહી છે તેના ઘણા કારણો છે. મુખ્ય છે:

ઉચ્ચ ક્ષમતા અને આયુષ્ય

લીડ-એસિડ બેટરીની સરખામણીમાં લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ઊર્જાની ઘનતા અને આયુષ્ય વધુ હોય છે. તેઓ વજનના ત્રીજા ભાગનું વજન કરી શકે છે અને સમાન આઉટપુટ આપી શકે છે.

તેમનું જીવન ચક્ર એ બીજો મોટો ફાયદો છે. ઔદ્યોગિક કામગીરી માટે, ધ્યેય ટૂંકા ગાળાના રિકરિંગ ખર્ચને ન્યૂનતમ રાખવાનો છે. લિથિયમ-આયન બેટરી સાથે, ફોર્કલિફ્ટ બેટરી ત્રણ ગણી લાંબી ચાલે છે, જે લાંબા ગાળે ખર્ચમાં મોટી બચત તરફ દોરી જાય છે.

તેઓ તેમની ક્ષમતા પર કોઈ અસર કર્યા વિના 80% સુધીના ડિસ્ચાર્જની મોટી ઊંડાઈએ પણ કામ કરી શકે છે. સમયની બચતમાં તેનો બીજો ફાયદો છે. બેટરીને સ્વેપ આઉટ કરવા માટે ઓપરેશનને અધવચ્ચે રોકવાની જરૂર નથી, જેના કારણે પર્યાપ્ત મોટા સમયગાળામાં હજારો માનવ કલાકો બચી શકે છે.

હાઇ-સ્પીડ ચાર્જિંગ

ઔદ્યોગિક લીડ-એસિડ બેટરી સાથે, સામાન્ય ચાર્જિંગ સમય લગભગ આઠ કલાકનો હોય છે. તે સમગ્ર 8-કલાકની શિફ્ટ સમાન છે જ્યાં બેટરી ઉપયોગ માટે અનુપલબ્ધ છે. પરિણામે, મેનેજરે આ ડાઉનટાઇમનો હિસાબ રાખવો જોઈએ અને વધારાની બેટરી ખરીદવી જોઈએ.

LiFePO4 બેટરી સાથે, તે કોઈ પડકાર નથી. એક સારું ઉદાહરણ છેROYPOW ઔદ્યોગિક LifePO4 લિથિયમ બેટરી, જે લીડ એસિડ બેટરી કરતા ચાર ગણી ઝડપથી ચાર્જ થાય છે. બીજો ફાયદો ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન કાર્યક્ષમ રહેવાની ક્ષમતા છે. લીડ એસિડ બેટરીઓ ઘણીવાર ડિસ્ચાર્જ થતાંની સાથે કાર્યક્ષમતામાં પાછળ રહે છે.

ઔદ્યોગિક બેટરીની ROYPOW લાઇનમાં પણ મેમરીની સમસ્યા નથી, કાર્યક્ષમ બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમને કારણે આભાર. લીડ એસિડ બેટરી ઘણીવાર આ સમસ્યાથી પીડાય છે, જે સંપૂર્ણ ક્ષમતા સુધી પહોંચવામાં નિષ્ફળતા તરફ દોરી શકે છે.

સમય જતાં, તે સલ્ફેશનનું કારણ બને છે, જે તેમના પહેલાથી જ ટૂંકા જીવનકાળને અડધામાં ઘટાડી શકે છે. જ્યારે લીડ એસિડ બેટરીને સંપૂર્ણ ચાર્જ કર્યા વિના સંગ્રહિત કરવામાં આવે છે ત્યારે સમસ્યા ઘણી વખત થાય છે. લિથિયમ બેટરીને ટૂંકા અંતરાલમાં ચાર્જ કરી શકાય છે અને કોઈપણ સમસ્યા વિના શૂન્યથી ઉપરની કોઈપણ ક્ષમતા પર સંગ્રહિત કરી શકાય છે.

સલામતી અને હેન્ડલિંગ

ઔદ્યોગિક સેટિંગ્સમાં LiFePO4 બેટરીનો મોટો ફાયદો છે. પ્રથમ, તેઓ મહાન થર્મલ સ્થિરતા ધરાવે છે. આ બૅટરી 131°F સુધીના તાપમાનમાં કોઈપણ નુકસાન વિના કામ કરી શકે છે. સમાન તાપમાને લીડ એસિડ બેટરીઓ તેમના જીવન ચક્રના 80% સુધી ગુમાવશે.

બીજી સમસ્યા બેટરીનું વજન છે. સમાન બેટરી ક્ષમતા માટે, લીડ એસિડ બેટરીનું વજન નોંધપાત્ર રીતે વધુ હોય છે. જેમ કે, તેમને ઘણીવાર ચોક્કસ સાધનો અને લાંબા સમય સુધી ઇન્સ્ટોલેશનની જરૂર હોય છે, જે કામ પર ઓછા માનવ-કલાકો વિતાવી શકે છે.

બીજો મુદ્દો કામદારોની સલામતીનો છે. સામાન્ય રીતે, LiFePO4 બેટરી લીડ-એસિડ બેટરી કરતાં વધુ સુરક્ષિત છે. OSHA માર્ગદર્શિકા અનુસાર, લીડ એસિડ બેટરીઓ ખતરનાક ધૂમાડાને દૂર કરવા માટે રચાયેલ સાધનો સાથે ખાસ રૂમમાં સંગ્રહિત થવી જોઈએ. તે ઔદ્યોગિક કામગીરીમાં વધારાનો ખર્ચ અને જટિલતા રજૂ કરે છે.

નિષ્કર્ષ

લિથિયમ-આયન બેટરીઓ ઔદ્યોગિક સેટિંગ્સમાં અને ઓછી ગતિના ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે સ્પષ્ટ લાભ ધરાવે છે. તેઓ લાંબા સમય સુધી ટકી રહે છે, પરિણામે વપરાશકર્તાઓના નાણાં બચાવે છે. આ બેટરીઓ શૂન્ય જાળવણી પણ છે, જે ખાસ કરીને ઔદ્યોગિક સેટિંગમાં મહત્વપૂર્ણ છે જ્યાં ખર્ચ બચત સર્વોચ્ચ છે.