कम गति लिथियम बैटरी बहुत गर्म कर रहे हैं, लेकिन क्या आप वास्तव में लिथियम बैटरी समझते हैं?

लिथियम बैटरी क्या है?

लिथियम बैटरी एक प्रकार की बैटरी है जो लिथियम धातु या लिथियम एलॉय का उपयोग नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में करती है और एक गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग करती है। सबसे शुरुआती लिथियम बैटरी महान आविष्कारक एडीसन से आई थी। लिथियम धातु के बहुत सक्रिय रासायनिक गुणों के कारण, लिथियम धातु के प्रसंस्करण, भंडारण और उपयोग में बहुत अधिक पर्यावरणीय आवश्यकताएं होती हैं। इसलिए लंबे समय से लिथियम बैटरियों का इस्तेमाल नहीं किया गया है। आजकल लिथियम बैटरी मुख्यधारा बन गई है, इसकी तुलना इलेक्ट्रिक वाहनों के दिल से की जाती है।

लिथियम बैटरी को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जाता है: 1. लिथियम धातु बैटरी: लिथियम धातु बैटरी आम तौर पर सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, लिथियम धातु या नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में अपनी अलॉय धातु के रूप में मैंगनीज डाइऑक्साइड का उपयोग करें, और एक गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग करें । 2. लिथियम आयन बैटरी: लिथियम आयन बैटरी आम तौर पर सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में लिथियम अलॉय धातु ऑक्साइड का उपयोग करते हैं, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में ग्रेफाइट, और गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट।

हालांकि लिथियम धातु बैटरी की ऊर्जा घनत्व अधिक है, सैद्धांतिक रूप से यह ३८६० वाट/किलो तक पहुंच सकता है । हालांकि, इसकी अपर्याप्त स्थिरता और चार्ज करने में असमर्थता के कारण, इसे बार-बार उपयोग के लिए पावर बैटरी के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। लिथियम आयन बैटरी को रिचार्ज करने की क्षमता के कारण इसे मुख्य पावर बैटरी के रूप में विकसित किया गया है। हालांकि, विभिन्न तत्वों के संयोजन के कारण, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की संरचना में विभिन्न पहलुओं में काफी अंतर है, जिसके कारण उद्योग में सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के मार्ग पर विवाद बढ़ गया है।

आमतौर पर, हम जिन पावर बैटरी के बारे में सबसे अधिक बात करते हैं, वे मुख्य रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी, लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड बैटरी, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी, और टर्नरी लिथियम बैटरी (टर्नरी निकल कोबाल्ट मैंगनीज) हैं।

उपरोक्त प्रकार की बैटरियों के अपने फायदे और नुकसान होते हैं, जिन्हें मोटे तौर पर संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

टर्नरी लिथियम:

लाभ: उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च नल घनत्व।

नुकसान: खराब सुरक्षा, खराब उच्च तापमान प्रतिरोध, खराब जीवन, खराब उच्च शक्ति निर्वहन, और जहरीले तत्व (उच्च शक्ति वाले चार्जिंग और टर्नरी लिथियम बैटरी के निर्वहन के बाद तापमान तेजी से बढ़ जाता है, और उच्च तापमान के बाद ऑक्सीजन की रिहाई बहुत आसान है)।

लिथियम आयरन फॉस्फेट:

फायदे: लंबे जीवन, उच्च शुल्क और निर्वहन दर, अच्छी सुरक्षा, अच्छा उच्च तापमान प्रदर्शन, हानिरहित तत्व, कम लागत।

नुकसान: कम ऊर्जा घनत्व, कम नल घनत्व (थोक घनत्व)।

लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड:

फायदे: उच्च नल घनत्व और कम लागत।

नुकसान: गरीब उच्च तापमान प्रतिरोध, लिथियम मैंगनेट के दीर्घकालिक उपयोग के बाद तापमान तेजी से बढ़ जाता है, और बैटरी जीवन गंभीरता से तनु है (जैसे निसान इलेक्ट्रिक कार पत्ती) ।

लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड: आमतौर पर 3C उत्पादों में उपयोग किया जाता है, बेहद खराब सुरक्षा के साथ और बिजली बैटरी के लिए उपयुक्त नहीं है।

अब कम गति वाले इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग लिथियम बैटरी मॉडल में दिखाई दिया है, मुख्य रूप से लिथियम आयरन फॉस्फेट और टर्नरी लिथियम के दो प्रकार का उपयोग कर, तो आज हम टर्नरी लिथियम और लिथियम लोहे फॉस्फेट बैटरी के दो प्रकार पर ध्यान केंद्रित करेंगे ।

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लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी: परिपक्व लेकिन पर्याप्त नहीं

लिथियम आयरन फॉस्फेट इलेक्ट्रोड सामग्री वर्तमान में लिथियम आयन बैटरी के लिए सबसे सुरक्षित कैथोड सामग्री है। इसके अलावा इसका साइकिल जीवन 2000 से ज्यादा बार पहुंच सकता है। इसका उपयोग मानक चार्जिंग (5 घंटे की दर) के लिए किया जा सकता है और 2000 चक्रों तक पहुंच सकता है। इसके अलावा, परिपक्व उद्योग और मूल्य प्रौद्योगिकी सीमा और प्रौद्योगिकी की गिरावट के कारण, कई निर्माता विभिन्न कारकों के लिए लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी को अपनाएंगे। यह कहा जा सकता है कि नए ऊर्जा वाहनों के उदय लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के साथ एक अविभाज्य संबंध है ।

हालांकि, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी में घातक कमी है, यानी खराब कम तापमान वाले प्रदर्शन, भले ही वे नैनो के आकार के और कार्बन कोटेड हों, इस समस्या का समाधान नहीं किया गया है । अध्ययनों से पता चला है कि यदि 3500mAh की क्षमता वाली बैटरी -10 डिग्री सेल्सियस के वातावरण में संचालित की जाती है, तो 100 से कम चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों के बाद, बिजली तेजी से 500mAh तक क्षय हो जाएगी, जिसे मूल रूप से खत्म कर दिया गया है। यह वास्तव में हमारे देश के विशाल क्षेत्र और व्यापक राष्ट्रीय परिस्थितियों के लिए एक अच्छी बात नहीं है जहां सर्दियों में वास्तव में अधिक कम तापमान हैं ।

इसके अलावा, सामग्री तैयार करने और बैटरी निर्माण की लागत अपेक्षाकृत अधिक है, बैटरी उपज कम है, और स्थिरता खराब है। यह भी एक महत्वपूर्ण कारण है कि कई शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन नाममात्र मूल्य तक नहीं पहुंच सकते हैं। इसलिए, हम देख सकते हैं कि कई घरेलू नए ऊर्जा वाहन (चाहे शुद्ध इलेक्ट्रिक या हाइब्रिड इलेक्ट्रिक), या कुछ अपेक्षाकृत सस्ते नए ऊर्जा वाहन, विभिन्न कारणों से लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी का चयन करेंगे। यह कहा जा सकता है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के उपयोग में नए ऊर्जा वाहनों के बड़े पैमाने पर उत्पादन और संवर्धन के लिए एक अमिट नींव है।

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टर्नरी बहुलक लिथियम बैटरी: एक बेचैन भविष्य

टर्नरी पॉलीमर लिथियम बैटरी एक लिथियम बैटरी को संदर्भित करती है जो कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनेट (ली (NiCoMn) O2) का उपयोग करती है। टर्नरी कंपोजिट कैथोड सामग्री का अग्रदूत उत्पाद निकल नमक, कोबाल्ट नमक और मैंगनीज नमक है। कच्चे माल के रूप में, निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज के अनुपात के अंदर वास्तविक जरूरतों के अनुसार समायोजित किया जा सकता है । टर्नरी लिथियम बैटरी अधिक ऊर्जा घनत्व है, लेकिन उनकी सुरक्षा अक्सर पूछताछ की है ।

इसका कारण यह है कि भले ही ये दोनों सामग्री एक निश्चित तापमान तक पहुंचने पर विघटित हो जाएंगी, लेकिन टर्नरी लिथियम सामग्री कम २०० डिग्री पर विघटित हो जाएगी, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट सामग्री लगभग ८०० डिग्री है । और टर्नरी लिथियम सामग्री की रासायनिक प्रतिक्रिया अधिक तीव्र है, यह ऑक्सीजन अणुओं को जारी करेगा, और इलेक्ट्रोलाइट उच्च तापमान की कार्रवाई के तहत तेजी से जल जाएगा, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होगी। इसे सीधे शब्दों में कहें, टर्नरी लिथियम सामग्री लिथियम आयरन फॉस्फेट सामग्री की तुलना में आग पकड़ने की अधिक संभावना है। लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हम सामग्री के बारे में बात कर रहे हैं, नहीं बैटरी है कि तैयार उत्पादों बन गए हैं ।

टर्नरी लिथियम सामग्री के संभावित सुरक्षा खतरों के कारण, निर्माता भी दुर्घटनाओं को रोकने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं । टर्नरी लिथियम सामग्री की आसान पायरोलिसिस विशेषताओं के अनुसार, निर्माता बहुत अधिक ओवरचार्ज प्रोटेक्शन (ओवीपी), ओवर डिस्चार्ज प्रोटेक्शन (यूवीपी), ओवर टेम्परेचर प्रोटेक्शन (ओटीपी) और ओवर करंट प्रोटेक्शन (ओसीपी) करेंगे । प्रयास. इसलिए, सहज दहन घटना पर विचार करना चाहिए कि क्या इन संपर्कों में निर्माता के कार्यों जगह में हैं, बजाय सिर्फ घुट के कारण खाना दे ।

तो इन दो बैटरी का वर्तमान उपयोग क्या है? आइए डेटा के एक सेट पर ध्यान दें। पिछले साल नवंबर में, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के साथ इलेक्ट्रिक बसों की स्थापित क्षमता ६४.९% के लिए जिंमेदार है, और टर्नरी लिथियम बैटरी की स्थापित क्षमता केवल २७.६% थी । इसके विपरीत, शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री कार बाजार में, पिछले साल नवंबर में टर्नरी लिथियम बैटरी की स्थापित क्षमता ७६% से अधिक थी ।

सैद्धांतिक रूप से, हमें जिस बैटरी की आवश्यकता है, उसमें उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च मात्रा घनत्व, अच्छी सुरक्षा, उच्च तापमान और कम तापमान प्रतिरोध, लंबे चक्र जीवन, गैर-विषाक्त और हानिरहित, उच्च शक्ति चार्जिंग और निर्वहन, और सभी फायदों और कम लागत को एकीकृत करना चाहिए। लेकिन फिलहाल ऐसी कोई बैटरी नहीं है, इसलिए विभिन्न प्रकार की बैटरियों के फायदे और नुकसान के बीच ट्रेड ऑफ है। इसके अलावा, विभिन्न इलेक्ट्रिक वाहनों में बैटरी के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए कौन सी बैटरी अधिक उपयुक्त है यह आपकी अपनी पसंद पर निर्भर करता है!