लिथियम आयन बॅटरी म्हणजे काय

लिथियम-आयन बॅटरी एक लोकप्रिय प्रकारची बॅटरी रसायनशास्त्र आहे. या बॅटरी ऑफर करण्याचा एक मोठा फायदा म्हणजे त्या रिचार्ज करण्यायोग्य आहेत. या वैशिष्ट्यामुळे, ते आज बर्‍याच ग्राहक उपकरणांमध्ये आढळतात जे बॅटरी वापरतात. ते फोन, इलेक्ट्रिक वाहने आणि बॅटरी-चालित गोल्फ कार्ट्समध्ये आढळू शकतात.

लिथियम-आयन बॅटरी कशा कार्य करतात?

लिथियम-आयन बॅटरी एक किंवा एकाधिक लिथियम-आयन पेशींनी बनलेल्या असतात. त्यामध्ये ओव्हरचार्जिंग रोखण्यासाठी एक संरक्षणात्मक सर्किट बोर्ड देखील आहे. प्रोटेक्टिव्ह सर्किट बोर्डसह केसिंगमध्ये एकदा स्थापित केलेल्या सेल्सना बॅटरी म्हणतात.

लिथियम-आयन बॅटरी लिथियम बॅटरी सारख्याच आहेत?

नाही. लिथियम बॅटरी आणि लिथियम-आयन बॅटरी बर्‍याच वेगळ्या आहेत. मुख्य फरक असा आहे की नंतरचे रिचार्ज करण्यायोग्य आहेत. आणखी एक मोठा फरक म्हणजे शेल्फ लाइफ. लिथियम बॅटरी 12 वर्षांपर्यंत न वापरता येऊ शकते, तर लिथियम-आयन बॅटरीचे शेल्फ लाइफ 3 वर्षांपर्यंत असते.

लिथियम आयन बॅटरीचे मुख्य घटक काय आहेत

लिथियम-आयन पेशींमध्ये चार मुख्य घटक आहेत. हे आहेत:

एनोड

एनोड बॅटरीमधून बाह्य सर्किटमध्ये विजेला जाण्याची परवानगी देते. बॅटरी चार्ज करताना हे लिथियम आयन देखील संचयित करते.

कॅथोड

कॅथोड सेलची क्षमता आणि व्होल्टेज निश्चित करते. बॅटरी डिस्चार्ज करताना हे लिथियम आयन तयार करते.

इलेक्ट्रोलाइट

इलेक्ट्रोलाइट ही एक सामग्री आहे, जी कॅथोड आणि एनोड दरम्यान हलविण्यासाठी लिथियम आयनसाठी नाली म्हणून काम करते. हे क्षार, itive डिटिव्ह्ज आणि विविध सॉल्व्हेंट्सने बनलेले आहे.

विभाजक

लिथियम-आयन सेलमधील अंतिम तुकडा म्हणजे विभाजक. हे कॅथोड आणि एनोड वेगळे ठेवण्यासाठी शारीरिक अडथळा म्हणून कार्य करते.

लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोडमधून एनोडमध्ये लिथियम आयन हलवून आणि त्याउलट इलेक्ट्रोलाइटद्वारे कार्य करतात. आयन जसजसे हलवितात तसतसे ते एनोडमध्ये विनामूल्य इलेक्ट्रॉन सक्रिय करतात, सकारात्मक वर्तमान कलेक्टरवर शुल्क तयार करतात. हे इलेक्ट्रॉन नकारात्मक कलेक्टरकडे आणि कॅथोडमध्ये परत डिव्हाइस, फोन किंवा गोल्फ कार्टद्वारे वाहतात. बॅटरीच्या आत इलेक्ट्रॉनचा मुक्त प्रवाह विभाजकांद्वारे प्रतिबंधित केला जातो, ज्यामुळे त्यांना संपर्कांकडे भाग पाडले जाते.

जेव्हा आपण लिथियम-आयन बॅटरी चार्ज करता तेव्हा कॅथोड लिथियम आयन सोडतो आणि ते एनोडच्या दिशेने सरकतात. डिस्चार्जिंग करताना, लिथियम आयन एनोडपासून कॅथोडमध्ये जातात, जे करंटचा प्रवाह निर्माण करतात.

लिथियम-आयन बॅटरीचा शोध कधी घेण्यात आला?

लिथियम-आयन बॅटरीची कल्पना 70 च्या दशकात इंग्रजी केमिस्ट स्टेनली व्हिटिंगहॅमने केली होती. आपल्या प्रयोगांदरम्यान, शास्त्रज्ञांनी बॅटरीसाठी विविध रसायनांची तपासणी केली जी स्वतः रिचार्ज करू शकेल. त्याच्या पहिल्या चाचणीत टायटॅनियम डिसल्फाइड आणि लिथियम इलेक्ट्रोड म्हणून समाविष्ट होते. तथापि, बॅटरी शॉर्ट-सर्किट आणि स्फोट होतील.

80 च्या दशकात, जॉन बी. गुडनफ या दुसर्‍या वैज्ञानिकांनी आव्हान स्वीकारले. लवकरच, जपानी रसायनशास्त्रज्ञ अकिरा योशिनो यांनी तंत्रज्ञानावर संशोधन सुरू केले. योशिनो आणि गुडनॉफ यांनी हे सिद्ध केले की लिथियम धातू हे स्फोटांचे मुख्य कारण होते.

90 च्या दशकात, लिथियम-आयन तंत्रज्ञानाने कर्षण मिळविणे सुरू केले, दशकाच्या अखेरीस द्रुतगतीने लोकप्रिय उर्जा स्त्रोत बनले. हे प्रथमच सोनीने तंत्रज्ञानाचे व्यापारीकरण केले. लिथियम बॅटरीच्या त्या सुरक्षिततेच्या रेकॉर्डमुळे लिथियम-आयन बॅटरीच्या विकासास उद्युक्त केले.

लिथियम बॅटरीमध्ये उच्च उर्जा घनता असू शकते, तर चार्जिंग आणि डिस्चार्ज दरम्यान ते असुरक्षित असतात. दुसरीकडे, जेव्हा वापरकर्ते मूलभूत सुरक्षा मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन करतात तेव्हा लिथियम-आयन बॅटरी चार्ज करणे आणि डिस्चार्ज करणे अगदी सुरक्षित असते.

सर्वोत्कृष्ट लिथियम आयन रसायनशास्त्र काय आहे?

लिथियम-आयन बॅटरी केमिस्ट्रीजचे असंख्य प्रकार आहेत. व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध आहेत:

लिथियम टायटनेट
लिथियम निकेल कोबाल्ट अॅल्युमिनियम ऑक्साईड
लिथियम निकेल मॅंगनीज कोबाल्ट ऑक्साईड
लिथियम मॅंगनीज ऑक्साईड (एलएमओ)
लिथियम कोबाल्ट ऑक्साईड
लिथियम लोह फॉस्फेट (लाइफपो 4)

लिथियम-आयन बॅटरीसाठी असंख्य प्रकारचे केमिस्ट्री आहेत. प्रत्येकाचे अपसाइड्स आणि डाउनसाइड्स आहेत. तथापि, काही केवळ विशिष्ट वापर प्रकरणांसाठी योग्य आहेत. तसे, आपण निवडलेला प्रकार आपल्या उर्जा गरजा, बजेट, सुरक्षा सहिष्णुता आणि विशिष्ट वापर प्रकरणांवर अवलंबून असेल.

तथापि, लाइफपो 4 बॅटरी हा सर्वात व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध पर्याय आहे. या बॅटरीमध्ये ग्रेफाइट कार्बन इलेक्ट्रोड आहे, जो एनोड म्हणून काम करतो आणि कॅथोड म्हणून फॉस्फेट आहे. त्यांच्याकडे 10,000 पर्यंत चक्रांचे दीर्घ आयुष्य आहे.

याव्यतिरिक्त, ते उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता ऑफर करतात आणि मागणीतील लहान सर्जेस सुरक्षितपणे हाताळू शकतात. लाइफपो 4 बॅटरी 510 डिग्री फॅरेनहाइट पर्यंतच्या थर्मल पळून जाणा .्या उंबरठ्यासाठी रेट केल्या जातात, कोणत्याही व्यावसायिकदृष्ट्या उपलब्ध लिथियम-आयन बॅटरी प्रकारातील सर्वाधिक.

लाइफपो 4 बॅटरीचे फायदे

लीड acid सिड आणि इतर लिथियम-आधारित बॅटरीच्या तुलनेत, लिथियम लोह फॉस्फेट बॅटरीचा मोठा फायदा आहे. ते शुल्क आकारतात आणि कार्यक्षमतेने स्त्राव, जास्त काळ टिकतात आणि खोल सीन करू शकतातक्लीक्षमता गमावल्याशिवाय. या फायद्यांचा अर्थ असा आहे की बॅटरी इतर बॅटरी प्रकारांच्या तुलनेत त्यांच्या आयुष्यात मोठ्या प्रमाणात बचत देतात. खाली कमी-गती उर्जा वाहने आणि औद्योगिक उपकरणांमधील या बॅटरीच्या विशिष्ट फायद्यांचा खाली एक नजर आहे.

कमी-वेगवान वाहनांमध्ये लाइफपो 4 बॅटरी

लो-स्पीड इलेक्ट्रिक वाहने (एलईव्ही) चार चाकी वाहने आहेत ज्यांचे वजन 3000 पौंडपेक्षा कमी आहे. ते इलेक्ट्रिक बॅटरीद्वारे समर्थित आहेत, जे त्यांना गोल्फ कार्ट्स आणि इतर मनोरंजक वापरासाठी एक लोकप्रिय निवड बनवते.

आपल्या लेव्हसाठी बॅटरी पर्याय निवडताना, सर्वात महत्वाचा विचार म्हणजे दीर्घायुष्य. उदाहरणार्थ, बॅटरी-चालित गोल्फ कार्ट्समध्ये रिचार्ज न करता 18-होल गोल्फ कोर्सच्या आसपास चालविण्याची पुरेशी शक्ती असावी.

आणखी एक महत्त्वाचा विचार म्हणजे देखभाल वेळापत्रक. चांगल्या बॅटरीला आपल्या विश्रांतीच्या क्रियाकलापांचा जास्तीत जास्त आनंद घेण्यासाठी देखभाल आवश्यक नाही.

बॅटरी विविध हवामान परिस्थितीत ऑपरेट करण्यास सक्षम असावी. उदाहरणार्थ, उन्हाळ्याच्या उष्णतेमध्ये आणि तापमान कमी झाल्यावर गडी बाद होण्याचा क्रम मध्ये हे आपल्याला गोल्फ करण्यास अनुमती देईल.

एक चांगली बॅटरी देखील एक नियंत्रण प्रणालीसह आली पाहिजे जी त्याची क्षमता कमी करुन जास्त तापत नाही किंवा जास्त थंड होऊ शकत नाही याची खात्री करते.

या सर्व मूलभूत परंतु महत्वाच्या परिस्थितीची पूर्तता करणार्‍या सर्वोत्कृष्ट ब्रँडपैकी एक म्हणजे रॉयपो. त्यांच्या लाइफपो 4 लिथियम बॅटरीची ओळ 4 ° फॅ ते 131 ° फॅ तापमानासाठी रेट केली जाते. बॅटरी इन-बिल्ट बॅटरी मॅनेजमेंट सिस्टमसह येतात आणि स्थापित करणे अत्यंत सोपे आहे.

लिथियम आयन बॅटरीसाठी औद्योगिक अनुप्रयोग

औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरी हा एक लोकप्रिय पर्याय आहे. वापरलेली सर्वात सामान्य रसायनशास्त्र म्हणजे लाइफपो 4 बॅटरी. या बॅटरी वापरण्यासाठी काही सामान्य उपकरणे आहेतः

अरुंद आयसल फोर्कलिफ्ट्स
काउंटर संतुलित फोर्कलिफ्ट्स
3 व्हील फोर्कलिफ्ट्स
वॉकी स्टॅकर्स
एंड आणि सेंटर रायडर्स

औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये लिथियम आयन बॅटरी लोकप्रियतेत वाढण्याची अनेक कारणे आहेत. मुख्य म्हणजेः

उच्च क्षमता आणि दीर्घायुष्य

लीड- acid सिड बॅटरीच्या तुलनेत लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये मोठ्या प्रमाणात उर्जा घनता आणि दीर्घायुष्य असते. ते वजनाच्या तृतीयांश वजनाचे वजन आणि समान आउटपुट वितरीत करू शकतात.

त्यांचे जीवन चक्र हा आणखी एक मोठा फायदा आहे. औद्योगिक ऑपरेशनसाठी, अल्प-मुदतीच्या आवर्ती खर्च कमीतकमी ठेवणे हे ध्येय आहे. लिथियम-आयन बॅटरीसह, फोर्कलिफ्ट बॅटरी तीन वेळा लांब टिकू शकतात, ज्यामुळे दीर्घकाळ मोठ्या प्रमाणात बचत होईल.

ते त्यांच्या क्षमतेवर कोणताही परिणाम न करता 80% पर्यंतच्या मोठ्या खोलीवर देखील कार्य करू शकतात. वेळ बचतीमध्ये त्याचा आणखी एक फायदा आहे. ऑपरेशन्सला बॅटरी अदलाबदल करण्यासाठी मिडवे थांबविण्याची आवश्यकता नाही, ज्यामुळे मोठ्या कालावधीत हजारो मनुष्य-तास जतन होऊ शकतात.

हाय-स्पीड चार्जिंग

औद्योगिक लीड- acid सिड बॅटरीसह, सामान्य चार्जिंगची वेळ आठ तासांच्या आसपास असते. हे संपूर्ण 8-तासांच्या शिफ्टच्या बरोबरीचे आहे जेथे बॅटरी वापरासाठी अनुपलब्ध आहे. परिणामी, व्यवस्थापकाने या डाउनटाइमसाठी खाते असणे आवश्यक आहे आणि अतिरिक्त बॅटरी खरेदी करणे आवश्यक आहे.

लाइफपो 4 बॅटरीसह, हे एक आव्हान नाही. एक चांगले उदाहरण आहेरॉयपो औद्योगिक लाइफपो 4 लिथियम बॅटरी, जे लीड acid सिड बॅटरीपेक्षा चार पट वेगवान शुल्क आकारतात. दुसरा फायदा म्हणजे डिस्चार्ज दरम्यान कार्यक्षम राहण्याची क्षमता. लीड acid सिडच्या बॅटरीमध्ये बहुतेकदा ते डिस्चार्ज झाल्यामुळे कामगिरीमध्ये मागे पडतात.

कार्यक्षम बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीबद्दल धन्यवाद, औद्योगिक बॅटरीच्या रॉयपो लाइनमध्ये स्मृती समस्या देखील नाहीत. लीड acid सिड बॅटरी बर्‍याचदा या समस्येमुळे ग्रस्त असतात, ज्यामुळे पूर्ण क्षमता गाठण्यात अपयशी ठरते.

वेळेसह, यामुळे सल्फेशन होते, जे त्यांचे आधीपासूनच लहान आयुष्य अर्ध्या भागात कमी करू शकते. जेव्हा लीड acid सिड बॅटरी पूर्ण शुल्काशिवाय साठवल्या जातात तेव्हा हा मुद्दा बर्‍याचदा उद्भवतो. लिथियम बॅटरी थोड्या अंतराने आकारल्या जाऊ शकतात आणि कोणत्याही समस्येशिवाय शून्यापेक्षा जास्त क्षमतेवर संग्रहित केल्या जाऊ शकतात.

सुरक्षा आणि हाताळणी

औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये लाइफपो 4 बॅटरीचा मोठा फायदा आहे. प्रथम, त्यांच्याकडे थर्मल स्थिरता आहे. या बॅटरी 131 ° फॅ पर्यंत तापमानात कोणतेही नुकसान न करता कार्य करू शकतात. लीड acid सिड बॅटरी समान तापमानात त्यांच्या जीवन चक्रातील 80% पर्यंत गमावतील.

आणखी एक मुद्दा म्हणजे बॅटरीचे वजन. समान बॅटरी क्षमतेसाठी, लीड acid सिड बॅटरीचे वजन लक्षणीय प्रमाणात असते. अशाच प्रकारे, त्यांना बर्‍याचदा विशिष्ट उपकरणे आणि दीर्घ स्थापनेची वेळ आवश्यक असते, ज्यामुळे नोकरीवर कमी मनुष्य-तास खर्च होऊ शकतात.

आणखी एक मुद्दा म्हणजे कामगार सुरक्षा. सर्वसाधारणपणे, लाइफपो 4 बॅटरी लीड- acid सिड बॅटरीपेक्षा अधिक सुरक्षित असतात. ओएसएचए मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार, लीड acid सिड बॅटरी धोकादायक धुके दूर करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या उपकरणांसह एका विशेष खोलीत साठवल्या पाहिजेत. हे औद्योगिक ऑपरेशनमध्ये अतिरिक्त किंमत आणि जटिलता ओळखते.

निष्कर्ष

औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये आणि कमी-वेगवान इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरीचा स्पष्ट फायदा आहे. ते जास्त काळ टिकतात, परिणामी वापरकर्त्यांच्या पैशाची बचत करतात. या बॅटरी देखील शून्य देखभाल आहेत, जे विशेषत: औद्योगिक सेटिंगमध्ये महत्वाचे आहे जेथे खर्च-बचत सर्वोपरि आहे.