ලිතියම් අයන බැටරි යනු කුමක්ද?

ලිතියම්-අයන බැටරි යනු ජනප්‍රිය බැටරි රසායන විද්‍යාවකි. මෙම බැටරි ලබා දෙන ප්රධාන වාසියක් වන්නේ ඒවා නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බවයි. මෙම විශේෂාංගය හේතුවෙන්, ඒවා අද බැටරියක් භාවිතා කරන බොහෝ පාරිභෝගික උපාංගවල දක්නට ලැබේ. ඒවා දුරකථන, විදුළි වාහන සහ බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන ගොල්ෆ් කරත්ත වල දක්නට ලැබේ.

Lithium-Ion බැටරි ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද?

ලිතියම් අයන බැටරි ලිතියම් අයන සෛල එකකින් හෝ කිහිපයකින් සෑදී ඇත. අධික ආරෝපණය වැළැක්වීම සඳහා ආරක්ෂිත පරිපථ පුවරුවක් ද ඒවායේ අඩංගු වේ. ආරක්ෂිත පරිපථ පුවරුවක් සහිත ආවරණයක් තුළ ස්ථාපනය කළ පසු සෛල බැටරි ලෙස හැඳින්වේ.

ලිතියම්-අයන බැටරි ලිතියම් බැටරි වලට සමානද?

නැත. ලිතියම් බැටරියක් සහ ලිතියම් අයන බැටරියක් විශාල වශයෙන් වෙනස් වේ. ප්රධාන වෙනස වන්නේ දෙවැන්න නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බවයි. තවත් ප්රධාන වෙනසක් වන්නේ රාක්කයේ ආයු කාලයයි. ලිතියම් බැටරියක් භාවිතයට නොගත් වසර 12ක් දක්වා පැවතිය හැකි අතර ලිතියම්-අයන බැටරි වල ආයු කාලය වසර 3ක් දක්වා වේ.

ලිතියම් අයන බැටරිවල ප්‍රධාන සංරචක මොනවාද?

ලිතියම්-අයන සෛලවල ප්‍රධාන කොටස් හතරක් ඇත. මේවා:

ඇනෝඩය

ඇනෝඩය බැටරියේ සිට බාහිර පරිපථයකට විදුලිය ගෙන යාමට ඉඩ සලසයි. බැටරිය ආරෝපණය කිරීමේදී ලිතියම් අයන ගබඩා කරයි.

කැතෝඩය

සෛලයේ ධාරිතාව සහ වෝල්ටීයතාවය තීරණය කරන්නේ කැතෝඩයයි. එය බැටරිය විසර්ජනය කිරීමේදී ලිතියම් අයන නිපදවයි.

ඉලෙක්ට්රෝලය

ඉලෙක්ට්‍රෝලය යනු කැතෝඩය සහ ඇනෝඩය අතර ලිතියම් අයන චලනය වන වාහකයක් ලෙස ක්‍රියා කරන ද්‍රව්‍යයකි. එය ලවණ, ආකලන සහ විවිධ ද්‍රාවක වලින් සමන්විත වේ.

වෙන් කරන්නා

ලිතියම්-අයන සෛලයක අවසාන කොටස බෙදුම්කරු වේ. එය කැතෝඩ සහ ඇනෝඩය වෙන්ව තබා ගැනීමට භෞතික බාධකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.

ලිතියම්-අයන බැටරි ක්‍රියා කරන්නේ ලිතියම් අයන කැතෝඩයේ සිට ඇනෝඩයට ගෙනයාමෙන් සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා අනෙක් අතට ගෙනයාමෙනි. අයන චලනය වන විට, ඒවා ඇනෝඩයේ නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන සක්‍රීය කරයි, ධනාත්මක ධාරා එකතු කරන්නා තුළ ආරෝපණයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන උපාංගය, දුරකථනය හෝ ගොල්ෆ් කරත්තය හරහා සෘණ එකතු කරන්නා වෙතට ගලා ගොස් නැවත කැතෝඩයට ගලා යයි. බැටරිය තුළ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන වල නිදහස් ප්‍රවාහය බෙදුම්කරු මගින් වළක්වයි, ඒවා සම්බන්ධතා දෙසට බල කරයි.

ඔබ ලිතියම් අයන බැටරියක් ආරෝපණය කරන විට, කැතෝඩය ලිතියම් අයන මුදා හරින අතර ඒවා ඇනෝඩය දෙසට ගමන් කරයි. විසර්ජනය කරන විට, ලිතියම් අයන ඇනෝඩයේ සිට කැතෝඩය වෙත ගමන් කරයි, එය ධාරාවක් ජනනය කරයි.

Lithium-Ion බැටරි සොයා ගත්තේ කවදාද?

ලිතියම්-අයන බැටරි ප්‍රථම වරට 70 දශකයේ ඉංග්‍රීසි රසායනඥ ස්ටැන්ලි විටින්හැම් විසින් පිළිසිඳ ගන්නා ලදී. ඔහුගේ අත්හදා බැලීම් අතරතුර, විද්‍යාඥයින් විසින් නැවත ආරෝපණය කළ හැකි බැටරියක් සඳහා විවිධ රසායන විද්‍යාවන් විමර්ශනය කරන ලදී. ඔහුගේ පළමු අත්හදා බැලීමේදී ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ලෙස ටයිටේනියම් ඩයිසල්ෆයිඩ් සහ ලිතියම් සම්බන්ධ විය. කෙසේ වෙතත්, බැටරි කෙටි-පරිපථයක් සහ පුපුරා යනු ඇත.

80 දශකයේ තවත් විද්‍යාඥයෙකු වූ John B. Goodenough මෙම අභියෝගය භාර ගත්තේය. වැඩි කල් නොගොස් ජපානයේ රසායන විද්‍යාඥයෙකු වන අකිරා යෝෂිනෝ මෙම තාක්ෂණය පිළිබඳ පර්යේෂණ ආරම්භ කළේය. Yoshino සහ Goodenough පිපිරීමට ප්‍රධාන හේතුව ලිතියම් ලෝහ බව ඔප්පු කළහ.

90 දශකයේ දී, ලිතියම්-අයන තාක්‍ෂණය කම්පනය ලබා ගැනීමට පටන් ගත් අතර, දශකය අවසන් වන විට ඉක්මනින් ජනප්‍රිය බලශක්ති ප්‍රභවයක් බවට පත්විය. එය Sony විසින් තාක්‍ෂණය වාණිජකරණය කළ පළමු අවස්ථාව සනිටුහන් කළේය. ලිතියම් බැටරි වල එම දුර්වල ආරක්‍ෂිත වාර්තාව ලිතියම් අයන බැටරි නිපදවීමට පෙලඹුණි.

ලිතියම් බැටරිවලට වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක් තබාගත හැකි අතර, ඒවා ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී අනාරක්ෂිත වේ. අනෙක් අතට, ලිතියම්-අයන බැටරි භාවිතා කරන්නන් මූලික ආරක්ෂක මාර්ගෝපදේශ පිළිපදින විට ආරෝපණය කිරීමට සහ විසර්ජන කිරීමට තරමක් ආරක්ෂිත වේ.

හොඳම ලිතියම් අයන රසායනය කුමක්ද?

ලිතියම් අයන බැටරි රසායන වර්ග බොහොමයක් තිබේ. වාණිජමය වශයෙන් පවතින ඒවා නම්:

ලිතියම් ටයිටනේට්
ලිතියම් නිකල් කොබෝල්ට් ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ්
ලිතියම් නිකල් මැංගනීස් කොබෝල්ට් ඔක්සයිඩ්
ලිතියම් මැංගනීස් ඔක්සයිඩ් (LMO)
ලිතියම් කොබෝල්ට් ඔක්සයිඩ්
ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් (LiFePO4)

ලිතියම්-අයන බැටරි සඳහා රසායන විද්‍යා වර්ග රාශියක් ඇත. එක් එක් ඒවායේ උඩු යටිකුරු සහ අවාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, සමහර ඒවා විශේෂිත භාවිත අවස්ථා සඳහා පමණක් සුදුසු වේ. එනිසා, ඔබ තෝරා ගන්නා වර්ගය ඔබේ බල අවශ්‍යතා, අයවැය, ආරක්‍ෂිත ඉවසීම සහ විශේෂිත භාවිත අවස්ථාව මත රඳා පවතී.

කෙසේ වෙතත්, LiFePO4 බැටරි වඩාත්ම වාණිජමය වශයෙන් පවතින විකල්පය වේ. මෙම බැටරි වල ග්‍රැෆයිට් කාබන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් අඩංගු වන අතර එය ඇනෝඩය ලෙසද පොස්පේට් කැතෝඩය ලෙසද ක්‍රියා කරයි. ඔවුන්ට චක්‍ර 10,000 ක් දක්වා දිගු චක්‍රීය ජීවිතයක් ඇත.

මීට අමතරව, ඔවුන් විශිෂ්ට තාප ස්ථායීතාවයක් ලබා දෙන අතර ඉල්ලුමේ කෙටි වැඩිවීම් ආරක්ෂිතව හැසිරවිය හැක. LiFePO4 බැටරි ෆැරන්හයිට් අංශක 510 දක්වා තාප ධාවන සීමාවක් සඳහා ශ්‍රේණිගත කර ඇත, එය වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි ඕනෑම ලිතියම්-අයන බැටරි වර්ගයක ඉහළම අගයයි.

LiFePO4 බැටරි වල වාසි

ඊයම් අම්ලය සහ අනෙකුත් ලිතියම් පාදක බැටරි සමඟ සසඳන විට, ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි විශාල වාසියක් ඇත. ඒවා කාර්යක්ෂමව ආරෝපණය කර විසර්ජනය කරයි, දිගු කල් පවතින අතර ගැඹුරු cy කළ හැකියcleධාරිතාව අහිමි නොවී. මෙම වාසි වලින් අදහස් වන්නේ අනෙකුත් බැටරි වර්ග හා සසඳන විට බැටරි ඔවුන්ගේ ජීවිත කාලය පුරාවට විශාල පිරිවැය ඉතිරියක් ලබා දෙන බවයි. පහත දැක්වෙන්නේ අඩු වේගයකින් යුත් බල වාහන සහ කාර්මික උපකරණවල මෙම බැටරිවල විශේෂිත වාසි දෙස බැලීමයි.

අඩු වේග වාහනවල LiFePO4 බැටරිය

අඩු වේග විදුලි වාහන (LEVs) යනු රාත්තල් 3000 ට වඩා අඩු බරින් යුත් රෝද හතරේ වාහන වේ. ඒවා විදුලි බැටරි මගින් බල ගැන්වෙන අතර එමඟින් ගොල්ෆ් කරත්ත සහ අනෙකුත් විනෝදාස්වාද භාවිතය සඳහා ජනප්‍රිය තේරීමක් කරයි.

ඔබගේ LEV සඳහා බැටරි විකල්පය තෝරාගැනීමේදී, වඩාත් වැදගත් සලකා බැලීමක් වන්නේ දිගුකාලීන පැවැත්මයි. නිදසුනක් ලෙස, බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන ගොල්ෆ් කරත්ත නැවත ආරෝපණය කිරීමකින් තොරව සිදුරු 18කින් යුත් ගොල්ෆ් පිටියක් වටා ධාවනය කිරීමට ප්‍රමාණවත් බලයක් තිබිය යුතුය.

තවත් වැදගත් කරුණක් වන්නේ නඩත්තු කාලසටහනයි. ඔබේ විවේකී ක්‍රියාකාරකම්වල උපරිම වින්දනය සහතික කිරීම සඳහා හොඳ බැටරියක් නඩත්තු කිරීම අවශ්‍ය නොවේ.

විවිධ කාලගුණික තත්ත්වයන් යටතේද බැටරිය ක්‍රියා කිරීමට හැකි විය යුතුය. නිදසුනක් වශයෙන්, එය ගිම්හාන තාපය තුළ සහ උෂ්ණත්වය පහත වැටෙන විට සරත් සෘතුවේ දී ගොල්ෆ් කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි.

හොඳ බැටරියක් එහි ධාරිතාව පිරිහීමට ලක් කරමින් අධික ලෙස රත් නොවන හෝ අධික ලෙස සිසිල් නොවන බව සහතික කරන පාලන පද්ධතියක් සමඟ පැමිණිය යුතුය.

මෙම මූලික නමුත් වැදගත් කොන්දේසි සියල්ල සපුරාලන හොඳම වෙළඳ නාමවලින් එකක් වන්නේ ROYPOW ය. ඒවායේ LiFePO4 ලිතියම් බැටරි රේඛාව 4 ° F සිට 131 ° F දක්වා උෂ්ණත්වය සඳහා ශ්‍රේණිගත කර ඇත. බැටරි ඇතුළත-බිල්ට් බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියක් සමඟ එන අතර ස්ථාපනය කිරීමට ඉතා පහසු වේ.

ලිතියම් අයන බැටරි සඳහා කාර්මික යෙදුම්

ලිතියම්-අයන බැටරි කාර්මික යෙදුම්වල ජනප්‍රිය විකල්පයකි. බහුලව භාවිතා වන රසායන විද්යාව LiFePO4 බැටරි වේ. මෙම බැටරි භාවිතා කරන වඩාත් පොදු උපකරණ කිහිපයක් නම්:

පටු අන්තරාල ෆෝක්ලිෆ්ට්
ප්රති සමතුලිත ෆෝක්ලිෆ්ට්
3 රෝද ෆෝක්ලිෆ්ට්
වෝකි ස්ටැකර්ස්
අන්ත සහ මැද ධාවකයන්

කාර්මික සැකසුම් තුළ ලිතියම් අයන බැටරි ජනප්‍රිය වීමට බොහෝ හේතු තිබේ. ප්රධාන ඒවා නම්:

ඉහළ ධාරිතාව සහ කල්පැවැත්ම

ලිතියම්-අයන බැටරි ඊයම්-අම්ල බැටරි හා සසඳන විට විශාල ශක්ති ඝනත්වයක් සහ දිගු ආයු කාලයක් ඇත. ඔවුන්ට බරෙන් තුනෙන් එකක් බර කළ හැකි අතර එම නිෂ්පාදනයම ලබා දිය හැකිය.

ඔවුන්ගේ ජීවන චක්‍රය තවත් ප්‍රධාන වාසියකි. කාර්මික මෙහෙයුමක් සඳහා, ඉලක්කය වන්නේ කෙටි කාලීන පුනරාවර්තන පිරිවැය අවම මට්ටමක තබා ගැනීමයි. ලිතියම්-අයන බැටරි සමඟින්, ෆෝක්ලිෆ්ට් බැටරි තුන් ගුණයක කාලයක් පැවතිය හැකි අතර, දිගු කාලීනව විශාල පිරිවැය ඉතිරියක් ඇති කරයි.

ඒවායේ ධාරිතාවට කිසිදු බලපෑමක් නොමැතිව 80% දක්වා විශාල විසර්ජන ගැඹුරක ක්‍රියා කළ හැකිය. එය කාලය ඉතිරි කිරීමේ තවත් වාසියක් ඇත. බැටරි මාරු කිරීම සඳහා මෙහෙයුම් අතරමග නතර කිරීමට අවශ්‍ය නොවේ, එමඟින් මිනිස් පැය දහස් ගණනක් ප්‍රමාණවත් තරම් විශාල කාලයක් ඉතිරි කර ගත හැකිය.

අධිවේගී ආරෝපණය

කාර්මික ඊයම් අම්ල බැටරි සමඟ, සාමාන්ය ආරෝපණ කාලය පැය අටක් පමණ වේ. එය බැටරිය භාවිතයට නොමැති සම්පූර්ණ පැය 8ක මාරුවකට සමාන වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, කළමනාකරු විසින් මෙම අක්‍රිය කාලය සඳහා ගණන් බලා අමතර බැටරි මිලදී ගත යුතුය.

LiFePO4 බැටරි සමඟ, එය අභියෝගයක් නොවේ. හොඳ උදාහරණයක් වන්නේ යROYPOW කාර්මික LifePO4 ලිතියම් බැටරි, ඊයම් අම්ල බැටරි වලට වඩා හතර ගුණයක් වේගයෙන් ආරෝපණය කරයි. තවත් වාසියක් වන්නේ විසර්ජනයේදී කාර්යක්ෂමව සිටීමට ඇති හැකියාවයි. ඊයම් අම්ල බැටරි බොහෝ විට විසර්ජනය වන විට ක්‍රියාකාරීත්වයේ පසුබෑමකට ලක් වේ.

කාර්මික බැටරි වල ROYPOW රේඛාවට මතක ගැටළු නොමැත, කාර්යක්ෂම බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියකට ස්තුති වන්න. ඊයම් අම්ල බැටරි බොහෝ විට මෙම ගැටලුවෙන් පීඩා විඳිති, එය සම්පූර්ණ ධාරිතාවය ළඟා කර ගැනීමට අසමත් වීමට හේතු විය හැක.

කාලයත් සමඟ, එය සල්ෆේෂන් ඇති කරයි, එමඟින් ඔවුන්ගේ දැනටමත් කෙටි ආයු කාලය අඩකින් කපා ගත හැකිය. ඊයම් අම්ල බැටරි සම්පූර්ණ ආරෝපණයකින් තොරව ගබඩා කර ඇති විට ගැටළුව බොහෝ විට සිදු වේ. ලිතියම් බැටරි කෙටි කාල පරතරයකින් ආරෝපණය කළ හැකි අතර කිසිදු ගැටළුවක් නොමැතිව බිංදුවට වඩා වැඩි ඕනෑම ධාරිතාවකින් ගබඩා කළ හැකිය.

ආරක්ෂාව සහ හැසිරවීම

කාර්මික සැකසුම් තුළ LiFePO4 බැටරි විශාල වාසියක් ඇත. පළමුව, ඔවුන් විශාල තාප ස්ථායීතාවයක් ඇත. මෙම බැටරි වලට 131°F දක්වා උෂ්ණත්වයකදී කිසිදු හානියකින් තොරව ක්‍රියා කළ හැක. ඊයම් ඇසිඩ් බැටරි සමාන උෂ්ණත්වයකදී ඔවුන්ගේ ජීවන චක්‍රයෙන් 80%ක් අහිමි වේ.

තවත් ගැටළුවක් වන්නේ බැටරි වල බරයි. සමාන බැටරි ධාරිතාවක් සඳහා, ඊයම් අම්ල බැටරි සැලකිය යුතු ලෙස බරයි. එනිසා, ඔවුන්ට බොහෝ විට නිශ්චිත උපකරණ සහ දිගු ස්ථාපන කාලය අවශ්‍ය වන අතර, එමඟින් රැකියාව සඳහා වැය කරන මිනිස් පැය ගණන අඩු විය හැකිය.

තවත් ගැටළුවක් වන්නේ සේවක ආරක්ෂාවයි. සාමාන්‍යයෙන් LiFePO4 බැටරි ඊයම් අම්ල බැටරි වලට වඩා ආරක්ෂිතයි. OSHA මාර්ගෝපදේශ වලට අනුව, ඊයම් අම්ල බැටරි භයානක දුම් ඉවත් කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති උපකරණ සහිත විශේෂ කාමරයක ගබඩා කළ යුතුය. එය කාර්මික මෙහෙයුමකට අමතර පිරිවැයක් සහ සංකීර්ණත්වයක් හඳුන්වා දෙයි.

නිගමනය

ලිතියම්-අයන බැටරි කාර්මික සැකසුම් වලදී සහ අඩු වේග විදුලි වාහන සඳහා පැහැදිලි වාසියක් ඇත. ඒවා දිගු කල් පවතින අතර එමඟින් පරිශීලකයින්ගේ මුදල් ඉතිරි වේ. මෙම බැටරි ද ශුන්‍ය නඩත්තු වේ, එය පිරිවැය ඉතිරිකිරීම් ප්‍රමුඛ වන කාර්මික පසුබිමක විශේෂයෙන් වැදගත් වේ.