लिथियम आयन ब्याट्रीहरू के हुन्?

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू ब्याट्री रसायनको एक लोकप्रिय प्रकार हो। यी ब्याट्रीहरूले प्रदान गर्ने एउटा प्रमुख फाइदा भनेको तिनीहरू रिचार्जेबल हुन्छन्। यस सुविधाको कारण, तिनीहरू आज ब्याट्री प्रयोग गर्ने धेरैजसो उपभोक्ता उपकरणहरूमा पाइन्छन्। तिनीहरू फोन, विद्युतीय सवारी साधन र ब्याट्रीबाट चल्ने गल्फ कार्टहरूमा पाउन सकिन्छ।

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले कसरी काम गर्छन्?

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू एक वा धेरै लिथियम-आयन कोषहरू मिलेर बनेका हुन्छन्। तिनीहरूमा अत्यधिक चार्ज हुनबाट रोक्नको लागि सुरक्षात्मक सर्किट बोर्ड पनि हुन्छ। सुरक्षात्मक सर्किट बोर्ड भएको आवरणमा एक पटक स्थापना भएपछि कोषहरूलाई ब्याट्री भनिन्छ।

के लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू लिथियम ब्याट्रीहरू जस्तै हुन्?

होइन। लिथियम ब्याट्री र लिथियम-आयन ब्याट्री धेरै फरक हुन्छन्। मुख्य भिन्नता भनेको पछिल्लो रिचार्जेबल हुन्छ। अर्को प्रमुख भिन्नता भनेको शेल्फ लाइफ हो। लिथियम ब्याट्री प्रयोग नगरिएको १२ वर्षसम्म टिक्न सक्छ, जबकि लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको शेल्फ लाइफ ३ वर्षसम्म हुन्छ।

लिथियम आयन ब्याट्रीका मुख्य घटकहरू के के हुन्?

लिथियम-आयन कोषहरूमा चार मुख्य घटकहरू हुन्छन्। यी हुन्:

एनोड

एनोडले ब्याट्रीबाट बाह्य सर्किटमा बिजुली सार्न अनुमति दिन्छ। ब्याट्री चार्ज गर्दा यसले लिथियम आयनहरू पनि भण्डारण गर्छ।

क्याथोड

क्याथोडले सेलको क्षमता र भोल्टेज निर्धारण गर्छ। ब्याट्री डिस्चार्ज गर्दा यसले लिथियम आयनहरू उत्पादन गर्छ।

इलेक्ट्रोलाइट

इलेक्ट्रोलाइट एक पदार्थ हो जसले लिथियम आयनहरूलाई क्याथोड र एनोड बीच सार्नको लागि नालीको रूपमा काम गर्दछ। यो लवण, additives, र विभिन्न विलायकहरू मिलेर बनेको हुन्छ।

विभाजक

लिथियम-आयन सेलको अन्तिम भाग विभाजक हो। यसले क्याथोड र एनोडलाई अलग राख्न भौतिक अवरोधको रूपमा काम गर्दछ।

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले लिथियम आयनहरूलाई क्याथोडबाट एनोडमा र इलेक्ट्रोलाइट मार्फत यसको विपरीत सारेर काम गर्छन्। आयनहरू सर्दै जाँदा, तिनीहरूले एनोडमा मुक्त इलेक्ट्रोनहरू सक्रिय गर्छन्, जसले गर्दा सकारात्मक वर्तमान कलेक्टरमा चार्ज सिर्जना हुन्छ। यी इलेक्ट्रोनहरू उपकरण, फोन वा गल्फ कार्ट मार्फत नकारात्मक कलेक्टरमा बग्छन् र फेरि क्याथोडमा फर्कन्छन्। ब्याट्री भित्र इलेक्ट्रोनहरूको मुक्त प्रवाहलाई विभाजकले रोक्छ, तिनीहरूलाई सम्पर्कहरू तिर धकेल्छ।

जब तपाईं लिथियम-आयन ब्याट्री चार्ज गर्नुहुन्छ, क्याथोडले लिथियम आयनहरू छोड्नेछ, र तिनीहरू एनोडतिर सर्नेछन्। डिस्चार्ज गर्दा, लिथियम आयनहरू एनोडबाट क्याथोडमा सर्छन्, जसले विद्युत प्रवाह उत्पन्न गर्दछ।

लिथियम-आयन ब्याट्री कहिले आविष्कार गरियो?

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको पहिलो पटक कल्पना ७० को दशकमा अंग्रेजी रसायनशास्त्री स्टेनली ह्विटिङ्घमले गरेका थिए। आफ्नो प्रयोगको क्रममा, वैज्ञानिकहरूले आफैंलाई रिचार्ज गर्न सक्ने ब्याट्रीको लागि विभिन्न रसायनशास्त्रहरूको अनुसन्धान गरे। उनको पहिलो परीक्षणमा इलेक्ट्रोडको रूपमा टाइटेनियम डाइसल्फाइड र लिथियम समावेश थिए। यद्यपि, ब्याट्रीहरू सर्ट-सर्किट हुनेछन् र विस्फोट हुनेछन्।

८० को दशकमा, अर्का वैज्ञानिक, जोन बी. गुडइनफले यो चुनौती लिए। त्यसको केही समयपछि, जापानी रसायनशास्त्री अकिरा योशिनोले यस प्रविधिमा अनुसन्धान गर्न थाले। योशिनो र गुडइनफले विस्फोटको मुख्य कारण लिथियम धातु भएको प्रमाणित गरे।

९० को दशकमा, लिथियम-आयन प्रविधिले कर्षण प्राप्त गर्न थाल्यो, दशकको अन्त्यसम्ममा छिट्टै लोकप्रिय शक्ति स्रोत बन्यो। यो पहिलो पटक थियो जब सोनीले यो प्रविधिको व्यावसायिकरण गर्‍यो। लिथियम ब्याट्रीहरूको त्यो कमजोर सुरक्षा रेकर्डले लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको विकासलाई प्रेरित गर्‍यो।

लिथियम ब्याट्रीहरूले उच्च ऊर्जा घनत्व राख्न सक्छन्, तर चार्जिङ र डिस्चार्जको समयमा तिनीहरू असुरक्षित हुन्छन्। अर्कोतर्फ, प्रयोगकर्ताहरूले आधारभूत सुरक्षा दिशानिर्देशहरू पालना गर्दा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू चार्ज गर्न र डिस्चार्ज गर्न धेरै सुरक्षित हुन्छन्।

सबैभन्दा राम्रो लिथियम आयन रसायन विज्ञान के हो?

लिथियम-आयन ब्याट्री रसायनशास्त्रका धेरै प्रकारहरू छन्। व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध त्यस्ता छन्:

लिथियम टाइटेनेट
लिथियम निकल कोबाल्ट एल्युमिनियम अक्साइड
लिथियम निकल म्याङ्गनीज कोबाल्ट अक्साइड
लिथियम म्याङ्गनीज अक्साइड (LMO)
लिथियम कोबाल्ट अक्साइड
लिथियम आइरन फस्फेट (LiFePO4)

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि धेरै प्रकारका रसायनहरू छन्। प्रत्येकको आफ्नै फाइदा र बेफाइदाहरू छन्। यद्यपि, केही विशेष प्रयोगका लागि मात्र उपयुक्त छन्। त्यसैले, तपाईंले छनौट गर्ने प्रकार तपाईंको पावर आवश्यकताहरू, बजेट, सुरक्षा सहनशीलता, र विशिष्ट प्रयोगको अवस्थामा निर्भर गर्दछ।

यद्यपि, LiFePO4 ब्याट्रीहरू सबैभन्दा व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध विकल्प हुन्। यी ब्याट्रीहरूमा ग्रेफाइट कार्बन इलेक्ट्रोड हुन्छ, जसले एनोडको रूपमा काम गर्दछ, र फस्फेट क्याथोडको रूपमा। तिनीहरूको चक्र जीवन १०,००० चक्रसम्म लामो हुन्छ।

थप रूपमा, तिनीहरूले उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता प्रदान गर्छन् र मागमा छोटो वृद्धिलाई सुरक्षित रूपमा ह्यान्डल गर्न सक्छन्। LiFePO4 ब्याट्रीहरूलाई ५१० डिग्री फरेनहाइटसम्मको थर्मल रनअवे थ्रेसहोल्डको लागि मूल्याङ्कन गरिएको छ, जुन व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध लिथियम-आयन ब्याट्री प्रकारको उच्चतम हो।

LiFePO4 ब्याट्रीका फाइदाहरू

लिड एसिड र अन्य लिथियम-आधारित ब्याट्रीहरूको तुलनामा, लिथियम आइरन फस्फेट ब्याट्रीहरूको ठूलो फाइदा छ। तिनीहरू कुशलतापूर्वक चार्ज र डिस्चार्ज हुन्छन्, लामो समयसम्म टिक्छन्, र गहिरो साइक्लिक्षमता गुमाउनु बिना। यी फाइदाहरूको अर्थ ब्याट्रीहरूले अन्य ब्याट्री प्रकारहरूको तुलनामा आफ्नो जीवनकालमा ठूलो लागत बचत प्रदान गर्दछ। कम-गति पावर सवारी साधनहरू र औद्योगिक उपकरणहरूमा यी ब्याट्रीहरूको विशिष्ट फाइदाहरूमा तल एक नजर छ।

कम गतिका सवारी साधनहरूमा LiFePO4 ब्याट्री

कम गतिका विद्युतीय सवारी साधनहरू (LEVs) भनेको ३००० पाउण्डभन्दा कम तौल भएका चार पाङ्ग्रे सवारी साधन हुन्। तिनीहरू विद्युतीय ब्याट्रीहरूद्वारा संचालित हुन्छन्, जसले गर्दा तिनीहरू गल्फ कार्ट र अन्य मनोरञ्जनात्मक प्रयोगहरूको लागि लोकप्रिय विकल्प बन्छन्।

तपाईंको LEV को लागि ब्याट्री विकल्प छनौट गर्दा, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण विचारहरू मध्ये एक दीर्घायु हो। उदाहरणका लागि, ब्याट्रीबाट चल्ने गल्फ कार्टहरूमा रिचार्ज नगरीकन १८-होल गल्फ कोर्स वरिपरि चलाउन पर्याप्त शक्ति हुनुपर्छ।

अर्को महत्त्वपूर्ण विचार भनेको मर्मत तालिका हो। राम्रो ब्याट्रीलाई तपाईंको फुर्सदको गतिविधिको अधिकतम आनन्द सुनिश्चित गर्न कुनै मर्मत आवश्यक पर्दैन।

ब्याट्री फरक-फरक मौसममा पनि सञ्चालन गर्न सक्षम हुनुपर्छ। उदाहरणका लागि, यसले तपाईंलाई गर्मीको गर्मीमा र तापक्रम घट्दा शरद ऋतुमा गल्फ खेल्न अनुमति दिन्छ।

राम्रो ब्याट्रीमा यस्तो नियन्त्रण प्रणाली पनि हुनुपर्छ जसले यो धेरै तातो वा चिसो नहोस्, जसले गर्दा यसको क्षमता घट्छ भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्छ।

यी सबै आधारभूत तर महत्त्वपूर्ण सर्तहरू पूरा गर्ने उत्कृष्ट ब्रान्डहरू मध्ये एक ROYPOW हो। तिनीहरूको LiFePO4 लिथियम ब्याट्रीहरूको लाइन ४°F देखि १३१°F सम्मको तापक्रमको लागि मूल्याङ्कन गरिएको छ। ब्याट्रीहरू इन-बिल्ट ब्याट्री व्यवस्थापन प्रणालीको साथ आउँछन् र स्थापना गर्न अत्यन्तै सजिलो छन्।

लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको लागि औद्योगिक अनुप्रयोगहरू

औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू एक लोकप्रिय विकल्प हुन्। सबैभन्दा सामान्य रसायन प्रयोग हुने LiFePO4 ब्याट्रीहरू हुन्। यी ब्याट्रीहरू प्रयोग गर्ने केही सबैभन्दा सामान्य उपकरणहरू हुन्:

साँघुरो बाटो भएका फोर्कलिफ्टहरू
सन्तुलित फोर्कलिफ्टहरू
३ पाङ्ग्रे फोर्कलिफ्टहरू
वाकी स्ट्याकरहरू
अन्तिम र केन्द्र सवारहरू

औद्योगिक सेटिङहरूमा लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको लोकप्रियता बढ्नुका धेरै कारणहरू छन्। मुख्य कारणहरू यस प्रकार छन्:

उच्च क्षमता र दीर्घायु

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूमा लिड-एसिड ब्याट्रीहरूको तुलनामा बढी ऊर्जा घनत्व र टिकाउपन हुन्छ। तिनीहरूले तौलको एक तिहाइ तौल गर्न सक्छन् र उही उत्पादन प्रदान गर्छन्।

तिनीहरूको जीवनचक्र अर्को प्रमुख फाइदा हो। औद्योगिक सञ्चालनको लागि, लक्ष्य भनेको छोटो अवधिको आवर्ती लागतलाई न्यूनतममा राख्नु हो। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूसँग, फोर्कलिफ्ट ब्याट्रीहरू तीन गुणा लामो समयसम्म टिक्न सक्छन्, जसले गर्दा लामो समयसम्म ठूलो लागत बचत हुन्छ।

तिनीहरूको क्षमतामा कुनै असर नपर्ने गरी ८०% सम्मको ठूलो डिस्चार्ज गहिराइमा पनि काम गर्न सकिन्छ। यसको अर्को फाइदा समय बचत हो। ब्याट्रीहरू साट्नको लागि सञ्चालनहरू बीचमा रोकिनु पर्दैन, जसले गर्दा पर्याप्त लामो अवधिमा हजारौं मानव-घण्टा बचत हुन सक्छ।

उच्च गतिको चार्जिङ

औद्योगिक लिड-एसिड ब्याट्रीहरूमा, सामान्य चार्जिङ समय लगभग आठ घण्टा हुन्छ। त्यो पूरै ८-घण्टाको शिफ्ट बराबर हुन्छ जहाँ ब्याट्री प्रयोगको लागि उपलब्ध हुँदैन। फलस्वरूप, प्रबन्धकले यो डाउनटाइमको हिसाब राख्नुपर्छ र अतिरिक्त ब्याट्रीहरू खरिद गर्नुपर्छ।

LiFePO4 ब्याट्रीहरूसँग, त्यो चुनौती होइन। एउटा राम्रो उदाहरण होROYPOW औद्योगिक LifePO4 लिथियम ब्याट्रीहरू, जुन लिड एसिड ब्याट्रीहरू भन्दा चार गुणा छिटो चार्ज हुन्छ। अर्को फाइदा भनेको डिस्चार्जको समयमा कुशल रहन सक्ने क्षमता हो। लिड एसिड ब्याट्रीहरू प्रायः डिस्चार्ज हुँदा कार्यसम्पादनमा ढिलाइ हुन्छ।

कुशल ब्याट्री व्यवस्थापन प्रणालीको कारण, औद्योगिक ब्याट्रीहरूको ROYPOW लाइनमा मेमोरी समस्याहरू छैनन्। लिड एसिड ब्याट्रीहरू प्रायः यो समस्याबाट ग्रस्त हुन्छन्, जसले गर्दा पूर्ण क्षमतामा पुग्न असफलता हुन सक्छ।

समय बित्दै जाँदा, यसले सल्फेशन निम्त्याउँछ, जसले तिनीहरूको पहिले नै छोटो आयु आधा घटाउन सक्छ। यो समस्या प्रायः तब हुन्छ जब लिड एसिड ब्याट्रीहरू पूर्ण चार्ज बिना भण्डारण गरिन्छ। लिथियम ब्याट्रीहरू छोटो अन्तरालमा चार्ज गर्न सकिन्छ र कुनै पनि समस्या बिना शून्य भन्दा माथिको कुनै पनि क्षमतामा भण्डारण गर्न सकिन्छ।

सुरक्षा र ह्यान्डलिङ

औद्योगिक सेटिङहरूमा LiFePO4 ब्याट्रीहरूको ठूलो फाइदा हुन्छ। पहिलो, तिनीहरूमा उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता हुन्छ। यी ब्याट्रीहरू कुनै पनि क्षति बिना १३१°F सम्मको तापक्रममा सञ्चालन गर्न सक्छन्। लिड एसिड ब्याट्रीहरूले समान तापक्रममा आफ्नो जीवन चक्रको ८०% सम्म गुमाउनेछन्।

अर्को समस्या ब्याट्रीहरूको तौल हो। समान ब्याट्री क्षमताको लागि, लिड एसिड ब्याट्रीहरूको तौल उल्लेखनीय रूपमा बढी हुन्छ। त्यसैले, तिनीहरूलाई प्रायः विशेष उपकरणहरू र लामो स्थापना समय चाहिन्छ, जसले गर्दा काममा कम मानव-घण्टा खर्च हुन सक्छ।

अर्को मुद्दा कामदारको सुरक्षा हो। सामान्यतया, LiFePO4 ब्याट्रीहरू लिड-एसिड ब्याट्रीहरू भन्दा सुरक्षित हुन्छन्। OSHA दिशानिर्देशहरू अनुसार, लिड एसिड ब्याट्रीहरू खतरनाक धुवाँ हटाउन डिजाइन गरिएका उपकरणहरू भएको विशेष कोठामा भण्डारण गर्नुपर्छ। यसले औद्योगिक सञ्चालनमा अतिरिक्त लागत र जटिलता ल्याउँछ।

निष्कर्ष

औद्योगिक सेटिङहरूमा र कम गतिका विद्युतीय सवारी साधनहरूको लागि लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको स्पष्ट फाइदा हुन्छ। तिनीहरू लामो समयसम्म टिक्छन्, फलस्वरूप प्रयोगकर्ताहरूको पैसा बचत हुन्छ। यी ब्याट्रीहरूको मर्मतसम्भार पनि शून्य हुन्छ, जुन विशेष गरी औद्योगिक सेटिङमा महत्त्वपूर्ण छ जहाँ लागत बचत सर्वोपरि हुन्छ।