लिथियम आयन बॅटरी काय आहेत

लिथियम-आयन बॅटरी हे बॅटरी रसायनशास्त्राचे लोकप्रिय प्रकार आहेत. या बॅटरीजचा एक मोठा फायदा म्हणजे त्या रिचार्ज करण्यायोग्य आहेत. या वैशिष्ट्यामुळे, ते आज बहुतेक ग्राहक उपकरणांमध्ये आढळतात जे बॅटरी वापरतात. ते फोन, इलेक्ट्रिक वाहने आणि बॅटरीवर चालणाऱ्या गोल्फ कार्टमध्ये आढळू शकतात.

लिथियम-आयन बॅटरी कशा काम करतात?

लिथियम-आयन बॅटरी एक किंवा अनेक लिथियम-आयन पेशींनी बनलेल्या असतात. ओव्हरचार्जिंग टाळण्यासाठी त्यामध्ये संरक्षक सर्किट बोर्ड देखील असतो. एकदा संरक्षक सर्किट बोर्ड असलेल्या आवरणात स्थापित केल्यावर पेशींना बॅटरी म्हणतात.

लिथियम-आयन बॅटऱ्या लिथियम बॅटऱ्यांसारख्याच असतात का?

नाही. लिथियम बॅटरी आणि लिथियम-आयन बॅटरी खूप भिन्न आहेत. मुख्य फरक असा आहे की नंतरचे रिचार्ज करण्यायोग्य आहेत. दुसरा मुख्य फरक म्हणजे शेल्फ लाइफ. लिथियम बॅटरी 12 वर्षांपर्यंत न वापरता टिकू शकते, तर लिथियम-आयन बॅटरीचे शेल्फ लाइफ 3 वर्षांपर्यंत असते.

लिथियम आयन बॅटरीचे प्रमुख घटक काय आहेत

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

एनोड

एनोड विजेला बॅटरीमधून बाह्य सर्किटमध्ये हलविण्यास परवानगी देतो. बॅटरी चार्ज करताना ते लिथियम आयन देखील साठवते.

कॅथोड

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

इलेक्ट्रोलाइट

इलेक्ट्रोलाइट ही एक सामग्री आहे, जी कॅथोड आणि एनोड दरम्यान जाण्यासाठी लिथियम आयनसाठी नळ म्हणून काम करते. हे क्षार, मिश्रित पदार्थ आणि विविध सॉल्व्हेंट्सचे बनलेले आहे.

विभाजक

लिथियम-आयन सेलमधील अंतिम तुकडा विभाजक आहे. कॅथोड आणि एनोड वेगळे ठेवण्यासाठी ते भौतिक अडथळा म्हणून कार्य करते.

लिथियम-आयन बॅटरी कॅथोडपासून एनोडमध्ये लिथियम आयन हलवून कार्य करतात आणि त्याउलट इलेक्ट्रोलाइटद्वारे. जसजसे आयन हलतात, ते एनोडमध्ये मुक्त इलेक्ट्रॉन सक्रिय करतात, सकारात्मक वर्तमान संग्राहकावर शुल्क तयार करतात. हे इलेक्ट्रॉन उपकरण, फोन किंवा गोल्फ कार्टमधून नकारात्मक संग्राहकाकडे वाहतात आणि परत कॅथोडमध्ये जातात. बॅटरीच्या आत इलेक्ट्रॉनचा मुक्त प्रवाह विभाजकाने प्रतिबंधित केला आहे, त्यांना संपर्कांकडे बळजबरी करतो.

जेव्हा तुम्ही लिथियम-आयन बॅटरी चार्ज करता, तेव्हा कॅथोड लिथियम आयन सोडेल आणि ते एनोडकडे जातात. डिस्चार्ज करताना, लिथियम आयन एनोडपासून कॅथोडकडे जातात, ज्यामुळे विद्युत् प्रवाह निर्माण होतो.

लिथियम-आयन बॅटरीचा शोध कधी लागला?

लिथियम-आयन बॅटरीची कल्पना प्रथम 70 च्या दशकात इंग्रजी रसायनशास्त्रज्ञ स्टॅनले व्हिटिंगहॅम यांनी केली होती. त्याच्या प्रयोगांदरम्यान, शास्त्रज्ञांनी स्वतःला रिचार्ज करू शकणाऱ्या बॅटरीसाठी विविध रसायनशास्त्र तपासले. त्याच्या पहिल्या चाचणीत टायटॅनियम डायसल्फाईड आणि लिथियम इलेक्ट्रोड म्हणून समाविष्ट होते. तथापि, बॅटरी शॉर्ट सर्किट होऊन स्फोट होतील.

80 च्या दशकात, जॉन बी. गुडइनफ या आणखी एका शास्त्रज्ञाने हे आव्हान स्वीकारले. त्यानंतर लगेचच अकिरा योशिनो या जपानी रसायनशास्त्रज्ञाने तंत्रज्ञानावर संशोधन सुरू केले. योशिनो आणि गुडइनफ यांनी सिद्ध केले की लिथियम धातू स्फोटांचे मुख्य कारण आहे.

90 च्या दशकात, लिथियम-आयन तंत्रज्ञानाने कर्षण मिळण्यास सुरुवात केली, दशकाच्या अखेरीस ते द्रुतपणे लोकप्रिय उर्जा स्त्रोत बनले. सोनीने पहिल्यांदाच या तंत्रज्ञानाचे व्यावसायिकीकरण केले. लिथियम बॅटरीच्या त्या खराब सुरक्षिततेच्या नोंदीमुळे लिथियम-आयन बॅटरीच्या विकासास उत्तेजन मिळाले.

लिथियम बॅटरी उच्च ऊर्जा घनता ठेवू शकतात, परंतु चार्जिंग आणि डिस्चार्ज दरम्यान त्या असुरक्षित असतात. दुसरीकडे, जेव्हा वापरकर्ते मूलभूत सुरक्षा मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन करतात तेव्हा लिथियम-आयन बॅटरी चार्ज आणि डिस्चार्ज करण्यासाठी अगदी सुरक्षित असतात.

सर्वोत्तम लिथियम आयन रसायनशास्त्र काय आहे?

लिथियम-आयन बॅटरी रसायनांचे अनेक प्रकार आहेत. व्यावसायिकरित्या उपलब्ध आहेत:

लिथियम टायनेट
लिथियम निकेल कोबाल्ट ॲल्युमिनियम ऑक्साइड
लिथियम निकेल मँगनीज कोबाल्ट ऑक्साईड
लिथियम मँगनीज ऑक्साईड (LMO)
लिथियम कोबाल्ट ऑक्साईड
लिथियम लोह फॉस्फेट (LiFePO4)

लिथियम-आयन बॅटरीसाठी असंख्य प्रकारचे रसायनशास्त्र आहेत. प्रत्येकाचे त्याचे चढ-उतार आहेत. तथापि, काही केवळ विशिष्ट वापरासाठी योग्य आहेत. त्यामुळे, तुम्ही निवडलेला प्रकार तुमच्या वीज गरजा, बजेट, सुरक्षितता सहनशीलता आणि विशिष्ट वापर केस यावर अवलंबून असेल.

तथापि, LiFePO4 बॅटरी हा सर्वात व्यावसायिकरित्या उपलब्ध पर्याय आहे. या बॅटरीमध्ये ग्रेफाइट कार्बन इलेक्ट्रोड असतो, जो एनोड म्हणून काम करतो आणि फॉस्फेट कॅथोड म्हणून काम करतो. त्यांच्याकडे 10,000 पर्यंत सायकलचे दीर्घ आयुष्य आहे.

याव्यतिरिक्त, ते उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता देतात आणि मागणीत लहान वाढ सुरक्षितपणे हाताळू शकतात. LiFePO4 बॅटरी 510 डिग्री फॅरेनहाइट पर्यंतच्या थर्मल रनअवे थ्रेशोल्डसाठी रेट केल्या जातात, कोणत्याही व्यावसायिकरित्या उपलब्ध लिथियम-आयन बॅटरी प्रकारातील सर्वोच्च आहे.

LiFePO4 बॅटरीचे फायदे

लीड ऍसिड आणि इतर लिथियम-आधारित बॅटऱ्यांच्या तुलनेत, लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटऱ्यांचा मोठा फायदा आहे. ते कार्यक्षमतेने चार्ज आणि डिस्चार्ज करतात, जास्त काळ टिकतात आणि खोल cy करू शकतातcleक्षमता न गमावता. या फायद्यांचा अर्थ असा आहे की बॅटरी इतर प्रकारच्या बॅटरीच्या तुलनेत त्यांच्या आयुष्यभर मोठ्या खर्चात बचत करतात. कमी-स्पीड पॉवर वाहने आणि औद्योगिक उपकरणांमध्ये या बॅटरीचे विशिष्ट फायदे खाली दिले आहेत.

कमी-स्पीड वाहनांमध्ये LiFePO4 बॅटरी

लो-स्पीड इलेक्ट्रिक वाहने (LEVs) चार चाकी वाहने आहेत ज्यांचे वजन 3000 पौंडांपेक्षा कमी आहे. ते इलेक्ट्रिक बॅटरीद्वारे समर्थित आहेत, ज्यामुळे ते गोल्फ कार्ट आणि इतर मनोरंजक वापरांसाठी लोकप्रिय पर्याय बनतात.

तुमच्या LEV साठी बॅटरी पर्याय निवडताना, दीर्घायुष्य हे सर्वात महत्त्वाचे विचार आहे. उदाहरणार्थ, बॅटरीवर चालणाऱ्या गोल्फ कार्टमध्ये रिचार्ज न करता 18-होल गोल्फ कोर्सच्या आसपास चालविण्यास पुरेशी शक्ती असली पाहिजे.

आणखी एक महत्त्वाचा विचार म्हणजे देखभाल वेळापत्रक. तुमच्या आरामदायी क्रियाकलापाचा जास्तीत जास्त आनंद घेण्यासाठी चांगल्या बॅटरीला कोणत्याही देखभालीची आवश्यकता नसावी.

बॅटरी विविध हवामानात देखील कार्य करण्यास सक्षम असावी. उदाहरणार्थ, उन्हाळ्याच्या उष्णतेमध्ये आणि तापमान कमी झाल्यावर शरद ऋतूत दोन्ही ठिकाणी गोल्फ खेळण्याची परवानगी दिली पाहिजे.

चांगली बॅटरी नियंत्रण प्रणालीसह देखील आली पाहिजे ज्यामुळे ती जास्त गरम होणार नाही किंवा जास्त थंड होणार नाही, ज्यामुळे तिची क्षमता कमी होईल.

या सर्व मूलभूत पण महत्त्वाच्या अटींची पूर्तता करणारा सर्वोत्तम ब्रँड म्हणजे ROYPOW. त्यांची LiFePO4 लिथियम बॅटरीची लाइन 4°F ते 131°F तापमानासाठी रेट केली जाते. बॅटरी अंगभूत बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीसह येतात आणि स्थापित करणे अत्यंत सोपे आहे.

लिथियम आयन बॅटरीसाठी औद्योगिक अनुप्रयोग

औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये लिथियम-आयन बॅटरी हा एक लोकप्रिय पर्याय आहे. सर्वात सामान्य रसायनशास्त्र म्हणजे LiFePO4 बॅटरी. या बॅटरी वापरण्यासाठी काही सर्वात सामान्य उपकरणे आहेत:

अरुंद गल्ली फोर्कलिफ्ट
प्रतिसंतुलित फोर्कलिफ्ट
3 व्हील फोर्कलिफ्ट
वॉकी स्टॅकर्स
एंड आणि सेंटर रायडर्स

औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये लिथियम आयन बॅटरीची लोकप्रियता वाढण्याची अनेक कारणे आहेत. मुख्य आहेत:

उच्च क्षमता आणि दीर्घायुष्य

लिथियम-आयन बॅटरीमध्ये लीड-ॲसिड बॅटरीच्या तुलनेत जास्त ऊर्जा घनता आणि दीर्घायुष्य असते. ते वजनाच्या एक तृतीयांश वजन करू शकतात आणि समान आउटपुट देऊ शकतात.

त्यांचे जीवनचक्र हा आणखी एक मोठा फायदा आहे. औद्योगिक ऑपरेशनसाठी, अल्पकालीन आवर्ती खर्च कमीत कमी ठेवणे हे ध्येय आहे. लिथियम-आयन बॅटरीसह, फोर्कलिफ्ट बॅटरी तीनपट जास्त काळ टिकू शकतात, ज्यामुळे दीर्घकाळात मोठ्या खर्चात बचत होते.

ते त्यांच्या क्षमतेवर कोणताही परिणाम न करता 80% पर्यंत डिस्चार्जच्या मोठ्या खोलीवर देखील कार्य करू शकतात. वेळेच्या बचतीत त्याचा आणखी एक फायदा आहे. बॅटरी स्वॅप आउट करण्यासाठी ऑपरेशन्सला मध्यभागी थांबण्याची आवश्यकता नाही, ज्यामुळे मोठ्या कालावधीत हजारो मनुष्य-तास वाचू शकतात.

हाय-स्पीड चार्जिंग

औद्योगिक लीड-ॲसिड बॅटरीसह, सामान्य चार्जिंग वेळ सुमारे आठ तास असतो. हे संपूर्ण 8-तासांच्या शिफ्टच्या बरोबरीचे आहे जेथे बॅटरी वापरासाठी अनुपलब्ध आहे. परिणामी, व्यवस्थापकाने या डाउनटाइमसाठी खाते आणि अतिरिक्त बॅटरी खरेदी करणे आवश्यक आहे.

LiFePO4 बॅटरीसह, ते आव्हान नाही. एक चांगले उदाहरण आहेROYPOW औद्योगिक LifePO4 लिथियम बॅटरी, जी लीड ऍसिड बॅटरीपेक्षा चार पट वेगाने चार्ज होते. आणखी एक फायदा म्हणजे डिस्चार्ज दरम्यान कार्यक्षम राहण्याची क्षमता. लीड ऍसिड बॅटरियां डिस्चार्ज झाल्यामुळे बऱ्याचदा कार्यक्षमतेत मागे पडतात.

कार्यक्षम बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीमुळे औद्योगिक बॅटरीच्या ROYPOW लाइनमध्ये मेमरी समस्या देखील नाहीत. लीड ऍसिड बॅटरियांना अनेकदा या समस्येचा सामना करावा लागतो, ज्यामुळे पूर्ण क्षमतेपर्यंत पोहोचण्यात अपयश येऊ शकते.

कालांतराने, ते सल्फेशनचे कारण बनते, जे त्यांचे आधीच लहान आयुष्य अर्ध्यामध्ये कमी करू शकते. जेव्हा लीड ऍसिड बॅटरी पूर्ण चार्ज केल्याशिवाय साठवल्या जातात तेव्हा समस्या अनेकदा उद्भवते. लिथियम बॅटरी कमी अंतराने चार्ज केल्या जाऊ शकतात आणि कोणत्याही अडचणीशिवाय शून्यापेक्षा जास्त क्षमतेवर साठवल्या जाऊ शकतात.

सुरक्षा आणि हाताळणी

औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये LiFePO4 बॅटरीचा मोठा फायदा आहे. प्रथम, त्यांच्याकडे उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता आहे. या बॅटरी 131°F पर्यंत तापमानात कोणतेही नुकसान न होता काम करू शकतात. लीड ऍसिड बॅटरियां समान तापमानात त्यांच्या जीवन चक्रातील 80% पर्यंत गमावतील.

दुसरी समस्या म्हणजे बॅटरीचे वजन. तत्सम बॅटरी क्षमतेसाठी, लीड ऍसिड बॅटरीचे वजन लक्षणीयरीत्या जास्त असते. यामुळे, त्यांना बऱ्याचदा विशिष्ट उपकरणे आणि जास्त इंस्टॉलेशन वेळेची आवश्यकता असते, ज्यामुळे कामावर कमी मनुष्य-तास खर्च होऊ शकतात.

दुसरा मुद्दा कामगारांच्या सुरक्षिततेचा आहे. सर्वसाधारणपणे, LiFePO4 बॅटरी लीड-ऍसिड बॅटरीपेक्षा सुरक्षित असतात. ओएसएचएच्या मार्गदर्शक तत्त्वांनुसार, धोकादायक धुके दूर करण्यासाठी डिझाइन केलेल्या उपकरणांसह लीड ऍसिड बॅटरी एका विशेष खोलीत संग्रहित केल्या पाहिजेत. हे औद्योगिक ऑपरेशनमध्ये अतिरिक्त खर्च आणि जटिलतेचा परिचय देते.

निष्कर्ष

लिथियम-आयन बॅटरीचा औद्योगिक सेटिंग्ज आणि कमी-स्पीड इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी स्पष्ट फायदा आहे. ते जास्त काळ टिकतात, परिणामी वापरकर्त्यांचे पैसे वाचवतात. या बॅटरी शून्य देखभाल देखील आहेत, जे विशेषतः औद्योगिक सेटिंगमध्ये महत्वाचे आहे जेथे खर्च-बचत सर्वोपरि आहे.