లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలు అంటే ఏమిటి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీలో ఒక ప్రసిద్ధ రకం. ఈ బ్యాటరీలు అందించే ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే అవి పునర్వినియోగపరచదగినవి. ఈ ఫీచర్ కారణంగా, బ్యాటరీని ఉపయోగించే చాలా వినియోగదారు పరికరాలలో అవి నేడు కనిపిస్తాయి. ఫోన్‌లు, ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు బ్యాటరీతో నడిచే గోల్ఫ్ కార్ట్‌లలో వీటిని చూడవచ్చు.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఎలా పని చేస్తాయి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఒకటి లేదా బహుళ లిథియం-అయాన్ కణాలతో రూపొందించబడ్డాయి. ఓవర్‌చార్జింగ్‌ను నిరోధించడానికి అవి ప్రొటెక్టివ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్‌ను కూడా కలిగి ఉంటాయి. రక్షిత సర్క్యూట్ బోర్డ్‌తో కేసింగ్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేసిన తర్వాత కణాలను బ్యాటరీలు అంటారు.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లిథియం బ్యాటరీల మాదిరిగానే ఉన్నాయా?

సంఖ్య. లిథియం బ్యాటరీ మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి. ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే, రెండోది పునర్వినియోగపరచదగినవి. మరొక ప్రధాన వ్యత్యాసం షెల్ఫ్ జీవితం. లిథియం బ్యాటరీ ఉపయోగించని 12 సంవత్సరాల వరకు ఉంటుంది, అయితే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు 3 సంవత్సరాల వరకు షెల్ఫ్ జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల యొక్క ముఖ్య భాగాలు ఏమిటి

లిథియం-అయాన్ కణాలు నాలుగు ప్రధాన భాగాలను కలిగి ఉంటాయి. ఇవి:

యానోడ్

యానోడ్ బ్యాటరీ నుండి బాహ్య సర్క్యూట్‌కు విద్యుత్‌ను తరలించడానికి అనుమతిస్తుంది. బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేసేటప్పుడు ఇది లిథియం అయాన్లను కూడా నిల్వ చేస్తుంది.

కాథోడ్

కాథోడ్ అనేది సెల్ సామర్థ్యం మరియు వోల్టేజీని నిర్ణయిస్తుంది. బ్యాటరీని డిశ్చార్జ్ చేసేటప్పుడు ఇది లిథియం అయాన్లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఎలక్ట్రోలైట్

ఎలక్ట్రోలైట్ అనేది ఒక పదార్థం, ఇది కాథోడ్ మరియు యానోడ్ మధ్య లిథియం అయాన్లు కదలడానికి ఒక వాహికగా పనిచేస్తుంది. ఇది లవణాలు, సంకలనాలు మరియు వివిధ ద్రావకాలతో కూడి ఉంటుంది.

ది సెపరేటర్

లిథియం-అయాన్ సెల్‌లోని చివరి భాగం సెపరేటర్. ఇది కాథోడ్ మరియు యానోడ్‌లను వేరుగా ఉంచడానికి భౌతిక అవరోధంగా పనిచేస్తుంది.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లిథియం అయాన్‌లను కాథోడ్ నుండి యానోడ్‌కు తరలించడం ద్వారా మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా వైస్ వెర్సా ద్వారా పని చేస్తాయి. అయాన్లు కదులుతున్నప్పుడు, అవి యానోడ్‌లో ఉచిత ఎలక్ట్రాన్‌లను సక్రియం చేస్తాయి, సానుకూల కరెంట్ కలెక్టర్ వద్ద ఛార్జ్‌ను సృష్టిస్తాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు పరికరం, ఫోన్ లేదా గోల్ఫ్ కార్ట్ ద్వారా ప్రతికూల కలెక్టర్‌కు మరియు తిరిగి క్యాథోడ్‌లోకి ప్రవహిస్తాయి. బ్యాటరీ లోపల ఎలక్ట్రాన్ల ఉచిత ప్రవాహం విభజన ద్వారా నిరోధించబడుతుంది, వాటిని పరిచయాల వైపు బలవంతం చేస్తుంది.

మీరు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేసినప్పుడు, కాథోడ్ లిథియం అయాన్లను విడుదల చేస్తుంది మరియు అవి యానోడ్ వైపు కదులుతాయి. ఉత్సర్గ సమయంలో, లిథియం అయాన్లు యానోడ్ నుండి కాథోడ్‌కు కదులుతాయి, ఇది కరెంట్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఎప్పుడు కనుగొనబడ్డాయి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను 70వ దశకంలో ఆంగ్ల రసాయన శాస్త్రవేత్త స్టాన్లీ విటింగ్‌హామ్ రూపొందించారు. అతని ప్రయోగాల సమయంలో, శాస్త్రవేత్తలు స్వయంగా రీఛార్జ్ చేయగల బ్యాటరీ కోసం వివిధ రసాయన శాస్త్రాలను పరిశోధించారు. అతని మొదటి ట్రయల్‌లో టైటానియం డైసల్ఫైడ్ మరియు లిథియం ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా ఉన్నాయి. అయితే, బ్యాటరీలు షార్ట్ సర్క్యూట్ అయ్యి పేలిపోతాయి.

80వ దశకంలో, జాన్ బి. గూడెనఫ్ అనే మరో శాస్త్రవేత్త ఈ సవాలును స్వీకరించారు. వెంటనే, అకిరా యోషినో అనే జపనీస్ రసాయన శాస్త్రవేత్త ఈ సాంకేతికతపై పరిశోధన ప్రారంభించాడు. పేలుళ్లకు లిథియం లోహమే ప్రధాన కారణమని యోషినో మరియు గూడెనఫ్ నిరూపించారు.

90వ దశకంలో, లిథియం-అయాన్ సాంకేతికత ట్రాక్షన్‌ను పొందడం ప్రారంభించింది, దశాబ్దం చివరి నాటికి త్వరగా ఒక ప్రముఖ శక్తి వనరుగా మారింది. సోనీ ద్వారా సాంకేతికతను వాణిజ్యీకరించడం మొదటిసారిగా గుర్తించబడింది. లిథియం బ్యాటరీల యొక్క పేలవమైన భద్రతా రికార్డు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల అభివృద్ధిని ప్రేరేపించింది.

లిథియం బ్యాటరీలు అధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉండగా, ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ సమయంలో అవి సురక్షితం కాదు. మరోవైపు, వినియోగదారులు ప్రాథమిక భద్రతా మార్గదర్శకాలకు కట్టుబడి ఉన్నప్పుడు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఛార్జ్ చేయడం మరియు విడుదల చేయడం చాలా సురక్షితం.

ఉత్తమ లిథియం అయాన్ కెమిస్ట్రీ అంటే ఏమిటి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీలలో అనేక రకాలు ఉన్నాయి. వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్నవి:

• లిథియం టైటనేట్
• లిథియం నికెల్ కోబాల్ట్ అల్యూమినియం ఆక్సైడ్
• లిథియం నికెల్ మాంగనీస్ కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్
• లిథియం మాంగనీస్ ఆక్సైడ్ (LMO)
• లిథియం కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్
• లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LiFePO4)

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల కోసం అనేక రకాల కెమిస్ట్రీలు ఉన్నాయి. ప్రతి దాని యొక్క ప్రతికూలతలు మరియు ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. అయితే, కొన్ని నిర్దిష్ట వినియోగ సందర్భాలలో మాత్రమే సరిపోతాయి. అలాగే, మీరు ఎంచుకునే రకం మీ విద్యుత్ అవసరాలు, బడ్జెట్, భద్రతా సహనం మరియు నిర్దిష్ట వినియోగ కేసుపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అయినప్పటికీ, LiFePO4 బ్యాటరీలు అత్యంత వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న ఎంపిక. ఈ బ్యాటరీలు గ్రాఫైట్ కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది యానోడ్‌గా మరియు ఫాస్ఫేట్ కాథోడ్‌గా పనిచేస్తుంది. వారు 10,000 చక్రాల వరకు సుదీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని కలిగి ఉంటారు.

అదనంగా, అవి గొప్ప ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తాయి మరియు డిమాండ్‌లో స్వల్ప పెరుగుదలను సురక్షితంగా నిర్వహించగలవు. LiFePO4 బ్యాటరీలు 510 డిగ్రీల ఫారెన్‌హీట్ వరకు థర్మల్ రన్‌అవే థ్రెషోల్డ్ కోసం రేట్ చేయబడ్డాయి, ఇది వాణిజ్యపరంగా లభించే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ రకంలో అత్యధికం.

LiFePO4 బ్యాటరీల ప్రయోజనాలు

లెడ్ యాసిడ్ మరియు ఇతర లిథియం ఆధారిత బ్యాటరీలతో పోలిస్తే, లిథియం ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు భారీ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. అవి సమర్ధవంతంగా ఛార్జ్ అవుతాయి మరియు డిశ్చార్జ్ అవుతాయి, ఎక్కువసేపు ఉంటాయి మరియు డీప్ సైగా ఉంటాయిcleసామర్థ్యాన్ని కోల్పోకుండా. ఈ ప్రయోజనాలు ఇతర బ్యాటరీ రకాలతో పోలిస్తే బ్యాటరీలు తమ జీవితకాలంలో భారీ ఖర్చును ఆదా చేస్తాయని అర్థం. తక్కువ-స్పీడ్ పవర్ వాహనాలు మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఈ బ్యాటరీల యొక్క నిర్దిష్ట ప్రయోజనాలను క్రింద చూడండి.

తక్కువ-స్పీడ్ వాహనాల్లో LiFePO4 బ్యాటరీ

తక్కువ-వేగం గల ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు (LEVలు) 3000 పౌండ్ల కంటే తక్కువ బరువున్న నాలుగు చక్రాల వాహనాలు. అవి ఎలక్ట్రిక్ బ్యాటరీల ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి, ఇది గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు మరియు ఇతర వినోద ప్రయోజనాల కోసం వాటిని ప్రముఖ ఎంపికగా చేస్తుంది.

మీ LEV కోసం బ్యాటరీ ఎంపికను ఎంచుకున్నప్పుడు, దీర్ఘాయువు చాలా ముఖ్యమైనది. ఉదాహరణకు, బ్యాటరీతో నడిచే గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు రీఛార్జ్ చేయకుండానే 18-రంధ్రాల గోల్ఫ్ కోర్స్ చుట్టూ డ్రైవ్ చేయడానికి తగినంత శక్తిని కలిగి ఉండాలి.

మరొక ముఖ్యమైన పరిశీలన నిర్వహణ షెడ్యూల్. మీ విరామ కార్యాచరణ యొక్క గరిష్ట ఆనందాన్ని నిర్ధారించడానికి మంచి బ్యాటరీకి ఎటువంటి నిర్వహణ అవసరం లేదు.

బ్యాటరీ వివిధ వాతావరణ పరిస్థితులలో కూడా పనిచేయగలగాలి. ఉదాహరణకు, వేసవి వేడిలో మరియు పతనంలో ఉష్ణోగ్రతలు పడిపోయినప్పుడు గోల్ఫ్ చేయడానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

ఒక మంచి బ్యాటరీ దాని సామర్ధ్యాన్ని దిగజార్చడం, అది వేడెక్కడం లేదా ఎక్కువగా చల్లబడకుండా ఉండేలా చూసే నియంత్రణ వ్యవస్థతో కూడా రావాలి.

ఈ ప్రాథమికమైన కానీ ముఖ్యమైన షరతులన్నింటికీ అనుగుణంగా ఉండే ఉత్తమ బ్రాండ్‌లలో ఒకటి ROYPOW. వారి LiFePO4 లిథియం బ్యాటరీలు 4°F నుండి 131°F వరకు ఉష్ణోగ్రతల కోసం రేట్ చేయబడ్డాయి. బ్యాటరీలు ఇన్‌బిల్ట్ బ్యాటరీ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌తో వస్తాయి మరియు ఇన్‌స్టాల్ చేయడం చాలా సులభం.

లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల కోసం పారిశ్రామిక అప్లికేషన్లు

పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఒక ప్రసిద్ధ ఎంపిక. సాధారణంగా ఉపయోగించే రసాయన శాస్త్రం LiFePO4 బ్యాటరీలు. ఈ బ్యాటరీలను ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ పరికరాలు కొన్ని:

• ఇరుకైన నడవ ఫోర్క్లిఫ్ట్‌లు
• కౌంటర్ బ్యాలెన్స్డ్ ఫోర్క్‌లిఫ్ట్‌లు
• 3 వీల్ ఫోర్క్లిఫ్ట్‌లు
• వాకీ స్టాకర్స్
• ఎండ్ మరియు సెంటర్ రైడర్స్

పారిశ్రామిక సెట్టింగులలో లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలు జనాదరణ పెరగడానికి అనేక కారణాలు ఉన్నాయి. ప్రధానమైనవి:

అధిక సామర్థ్యం మరియు దీర్ఘాయువు

లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు పెద్ద శక్తి సాంద్రత మరియు దీర్ఘాయువు కలిగి ఉంటాయి. వారు బరువులో మూడవ వంతు బరువు మరియు అదే అవుట్‌పుట్‌ను అందించగలరు.

వారి జీవిత చక్రం మరొక ప్రధాన ప్రయోజనం. పారిశ్రామిక కార్యకలాపాల కోసం, స్వల్పకాలిక పునరావృత ఖర్చులను కనిష్టంగా ఉంచడం లక్ష్యం. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో, ఫోర్క్‌లిఫ్ట్ బ్యాటరీలు మూడు రెట్లు ఎక్కువసేపు ఉంటాయి, దీర్ఘకాలంలో భారీ ఖర్చు ఆదా అవుతుంది.

అవి వాటి సామర్థ్యంపై ఎటువంటి ప్రభావం లేకుండా 80% వరకు ఉత్సర్గ యొక్క పెద్ద లోతులో కూడా పని చేయగలవు. సమయం ఆదా చేయడంలో ఇది మరొక ప్రయోజనం. బ్యాటరీలను మార్చుకోవడానికి ఆపరేషన్‌లను మధ్యలోనే ఆపాల్సిన అవసరం లేదు, ఇది తగినంత పెద్ద వ్యవధిలో వేలాది పనిగంటలు ఆదా అవుతుంది.

హై-స్పీడ్ ఛార్జింగ్

పారిశ్రామిక లీడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో, సాధారణ ఛార్జింగ్ సమయం ఎనిమిది గంటలు. ఇది బ్యాటరీ ఉపయోగం కోసం అందుబాటులో లేని మొత్తం 8-గంటల షిఫ్ట్‌కి సమానం. పర్యవసానంగా, మేనేజర్ తప్పనిసరిగా ఈ పనికిరాని సమయాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి మరియు అదనపు బ్యాటరీలను కొనుగోలు చేయాలి.

LiFePO4 బ్యాటరీలతో, అది ఒక సవాలు కాదు. ఒక మంచి ఉదాహరణROYPOW పారిశ్రామిక LifePO4 లిథియం బ్యాటరీలు, ఇది లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే నాలుగు రెట్లు వేగంగా ఛార్జ్ అవుతుంది. ఉత్సర్గ సమయంలో సమర్థవంతంగా ఉండగల సామర్థ్యం మరొక ప్రయోజనం. లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు తరచుగా డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు పనితీరులో వెనుకబడి ఉంటాయి.

పారిశ్రామిక బ్యాటరీల యొక్క ROYPOW లైన్‌కు మెమరీ సమస్యలు లేవు, సమర్థవంతమైన బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థకు ధన్యవాదాలు. లీడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు తరచుగా ఈ సమస్యతో బాధపడుతుంటాయి, ఇది పూర్తి సామర్థ్యాన్ని చేరుకోవడంలో వైఫల్యానికి దారి తీస్తుంది.

కాలక్రమేణా, ఇది సల్ఫేషన్‌కు కారణమవుతుంది, ఇది ఇప్పటికే వారి చిన్న జీవితకాలాన్ని సగానికి తగ్గించగలదు. లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు పూర్తి ఛార్జ్ లేకుండా నిల్వ చేయబడినప్పుడు సమస్య తరచుగా సంభవిస్తుంది. లిథియం బ్యాటరీలను తక్కువ వ్యవధిలో ఛార్జ్ చేయవచ్చు మరియు ఎటువంటి సమస్యలు లేకుండా సున్నా కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యంతో నిల్వ చేయవచ్చు.

భద్రత మరియు నిర్వహణ

పారిశ్రామిక సెట్టింగులలో LiFePO4 బ్యాటరీలు భారీ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. మొదట, వారు గొప్ప ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటారు. ఈ బ్యాటరీలు 131°F వరకు ఉష్ణోగ్రతలో ఎటువంటి నష్టం జరగకుండా పని చేయగలవు. ఇదే ఉష్ణోగ్రత వద్ద లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు వాటి జీవిత చక్రంలో 80% వరకు కోల్పోతాయి.

మరో సమస్య బ్యాటరీల బరువు. ఇదే విధమైన బ్యాటరీ సామర్థ్యం కోసం, లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు గణనీయంగా ఎక్కువ బరువు కలిగి ఉంటాయి. అందుకని, వారికి తరచుగా నిర్దిష్ట పరికరాలు మరియు ఎక్కువ ఇన్‌స్టాలేషన్ సమయం అవసరమవుతుంది, ఇది ఉద్యోగంలో తక్కువ పనిగంటలకు దారి తీస్తుంది.

మరో సమస్య కార్మికుల భద్రత. సాధారణంగా, LiFePO4 బ్యాటరీలు లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే సురక్షితమైనవి. OSHA మార్గదర్శకాల ప్రకారం, ప్రమాదకరమైన పొగలను తొలగించడానికి రూపొందించిన పరికరాలతో సీసం యాసిడ్ బ్యాటరీలను ప్రత్యేక గదిలో నిల్వ చేయాలి. అది పారిశ్రామిక కార్యకలాపాలకు అదనపు ఖర్చు మరియు సంక్లిష్టతను పరిచయం చేస్తుంది.

తీర్మానం

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు పారిశ్రామిక సెట్టింగులలో మరియు తక్కువ-స్పీడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలకు స్పష్టమైన ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అవి ఎక్కువసేపు ఉంటాయి, తత్ఫలితంగా వినియోగదారులకు డబ్బు ఆదా అవుతుంది. ఈ బ్యాటరీలు సున్నా నిర్వహణను కూడా కలిగి ఉంటాయి, ఇది ఖర్చు-పొదుపు ప్రధానమైన పారిశ్రామిక నేపధ్యంలో చాలా ముఖ్యమైనది.

సంబంధిత కథనం:

లిథియం ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు టెర్నరీ లిథియం బ్యాటరీల కంటే మెరుగ్గా ఉన్నాయా?

యమహా గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు లిథియం బ్యాటరీలతో వస్తాయా?

మీరు క్లబ్ కారులో లిథియం బ్యాటరీలను ఉంచవచ్చా?