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 වීමයි. මෙම විශේෂාංගය නිසා, ඒවා අද බැටරියක් භාවිතා කරන බොහෝ පාරිභෝගික උපාංගවල දක්නට ලැබේ. ඒවා දුරකථන, විදුලි වාහන සහ බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන ගොල්ෆ් කරත්තවල සොයාගත හැකිය.
ලිතියම්-අයන බැටරි ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද?
ලිතියම්-අයන බැටරි ලිතියම්-අයන සෛල එකකින් හෝ කිහිපයකින් සමන්විත වේ. අධික ලෙස ආරෝපණය වීම වැළැක්වීම සඳහා ඒවායේ ආරක්ෂිත පරිපථ පුවරුවක් ද අඩංගු වේ. ආරක්ෂිත පරිපථ පුවරුවක් සහිත ආවරණයක ස්ථාපනය කළ පසු සෛල බැටරි ලෙස හැඳින්වේ.
ලිතියම්-අයන බැටරි ලිතියම් බැටරි වලට සමානද?
නැහැ. ලිතියම් බැටරියක් සහ ලිතියම්-අයන බැටරියක් බෙහෙවින් වෙනස් ය. ප්‍රධාන වෙනස නම් දෙවැන්න නැවත ආරෝපණය කළ හැකි වීමයි. තවත් ප්‍රධාන වෙනසක් වන්නේ රාක්ක ආයු කාලයයි. ලිතියම් බැටරියක් භාවිතයකින් තොරව වසර 12 ක් දක්වා පැවතිය හැකි අතර, ලිතියම්-අයන බැටරිවල ආයු කාලය වසර 3 ක් දක්වා පවතී.
ලිතියම් අයන බැටරි වල ප්‍රධාන සංරචක මොනවාද?
ලිතියම්-අයන සෛල ප්‍රධාන සංරචක හතරක් ඇත. ඒවා නම්:
ඇනෝඩය
ඇනෝඩය මඟින් බැටරියේ සිට බාහිර පරිපථයකට විදුලිය ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසයි. බැටරිය ආරෝපණය කිරීමේදී ලිතියම් අයන ද එය ගබඩා කරයි.
කැතෝඩය
කැතෝඩය යනු සෛලයේ ධාරිතාව සහ වෝල්ටීයතාවය තීරණය කරයි. එය බැටරිය විසර්ජනය කිරීමේදී ලිතියම් අයන නිපදවයි.
ඉලෙක්ට්‍රෝලය
විද්‍යුත් විච්ඡේදනය 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 කැතෝඩය සහ ඇනෝඩය වෙන්ව තබා ගැනීමට භෞතික බාධකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.
ලිතියම්-අයන බැටරි ක්‍රියා කරන්නේ ලිතියම් අයන කැතෝඩයේ සිට ඇනෝඩයට සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා අනෙක් අතට ගෙන යාමෙනි. අයන චලනය වන විට, ඒවා ඇනෝඩයේ නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන සක්‍රිය කර, ධනාත්මක ධාරා එකතු කරන්නා තුළ ආරෝපණයක් නිර්මාණය කරයි. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන උපාංගය, දුරකථනයක් හෝ ගොල්ෆ් කරත්තයක් හරහා සෘණ එකතු කරන්නා වෙත ගලා ගොස් නැවත කැතෝඩයට පැමිණේ. බැටරිය තුළ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන නිදහස් ප්‍රවාහය බෙදුම්කරු විසින් වළක්වන අතර, 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 දක්වා ගමන් කරන අතර එමඟින් ධාරාවක් ගලා යයි.
ලිතියම්-අයන බැටරි සොයාගත්තේ කවදාද?
ලිතියම්-අයන බැටරි මුලින්ම සංකල්පනය කරන ලද්දේ 70 දශකයේ දී ඉංග්‍රීසි රසායන විද්‍යාඥ ස්ටැන්ලි විටින්හැම් විසිනි. ඔහුගේ අත්හදා බැලීම් අතරතුර, විද්‍යාඥයින් ස්වයං-ආරෝපණය කළ හැකි බැටරියක් සඳහා විවිධ රසායන විද්‍යාවන් විමර්ශනය කළහ. ඔහුගේ පළමු අත්හදා බැලීමේදී ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ලෙස ටයිටේනියම් ඩයිසල්ෆයිඩ් සහ ලිතියම් සම්බන්ධ විය. කෙසේ වෙතත්, බැටරි කෙටි පරිපථයක් සහ පුපුරා යනු ඇත.
80 දශකයේ දී තවත් විද්‍යාඥයෙකු වන ජෝන් බී. ගුඩ්නොෆ් මෙම අභියෝගය භාර ගත්තේය. ඉන් ටික කලකට පසු ජපන් රසායන විද්‍යාඥයෙකු වන අකිරා යොෂිනෝ මෙම තාක්ෂණය පිළිබඳ පර්යේෂණ ආරම්භ කළේය. පිපිරීම් සඳහා ප්‍රධාන හේතුව ලිතියම් ලෝහ බව යොෂිනෝ සහ ගුඩ්නොෆ් ඔප්පු කළහ.
90 දශකයේ දී, ලිතියම්-අයන තාක්ෂණය ආකර්ෂණය වීමට පටන් ගත් අතර, දශකය අවසන් වන විට ඉක්මනින් ජනප්‍රිය බලශක්ති ප්‍රභවයක් බවට පත්විය. එය සෝනි විසින් මෙම තාක්ෂණය වාණිජකරණය කළ පළමු අවස්ථාව සනිටුහන් කළේය. ලිතියම් බැටරි වල එම දුර්වල ආරක්ෂිත වාර්තාව ලිතියම්-අයන බැටරි සංවර්ධනය කිරීමට හේතු විය.
ලිතියම් බැටරිවලට වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක් රඳවා ගත හැකි වුවද, ඒවා ආරෝපණය කිරීමේදී සහ විසර්ජනය කිරීමේදී අනාරක්ෂිත වේ. අනෙක් අතට, පරිශීලකයින් මූලික ආරක්ෂක මාර්ගෝපදේශ පිළිපදින විට ලිතියම්-අයන බැටරි ආරෝපණය කිරීමට සහ විසර්ජනය කිරීමට තරමක් ආරක්ෂිත වේ.
හොඳම ලිතියම් අයන රසායන විද්‍යාව කුමක්ද?
ලිතියම්-අයන බැටරි රසායන විද්‍යාවේ බොහෝ වර්ග තිබේ. වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි 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 රසායනික ක්‍රම රාශියක් ඇත. ඒ සෑම එකක්ම එහි වාසි සහ අවාසි ඇත. කෙසේ වෙතත්, සමහරක් සුදුසු වන්නේ නිශ්චිත භාවිත අවස්ථා සඳහා පමණි. එබැවින්, ඔබ තෝරා ගන්නා වර්ගය ඔබේ බල අවශ්‍යතා, අයවැය, ආරක්ෂිත ඉවසීම සහ නිශ්චිත භාවිත අවස්ථාව මත රඳා පවතී.
කෙසේ වෙතත්, LiFePO4 බැටරි වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි වඩාත්ම විකල්පය වේ. මෙම බැටරි වල ඇනෝඩය ලෙස ක්‍රියා කරන ග්‍රැෆයිට් කාබන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් සහ කැතෝඩය ලෙස පොස්පේට් අඩංගු වේ. ඒවාට චක්‍ර 10,000 ක් දක්වා දිගු චක්‍ර ආයු කාලයක් ඇත.
ඊට අමතරව, ඒවා විශිෂ්ට තාප ස්ථායිතාවයක් ලබා දෙන අතර ඉල්ලුමේ කෙටි වැඩිවීමක් ආරක්ෂිතව හැසිරවිය හැකිය. LiFePO4 බැටරි ෆැරන්හයිට් අංශක 510 දක්වා තාප ධාවන සීමාවක් සඳහා ශ්‍රේණිගත කර ඇති අතර එය වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි ඕනෑම ලිතියම්-අයන බැටරි වර්ගයක ඉහළම අගයයි.
LiFePO4 බැටරි වල වාසි
ඊයම් අම්ලය සහ අනෙකුත් ලිතියම් පාදක බැටරි හා සසඳන විට, ලිතියම් යකඩ පොස්පේට් බැටරි විශාල වාසියක් ඇත. ඒවා කාර්යක්ෂමව ආරෝපණය කර විසර්ජනය කරයි, දිගු කල් පවතින අතර ගැඹුරු සයික්ලෙධාරිතාව අහිමි නොවී. මෙම වාසි වලින් අදහස් වන්නේ බැටරි අනෙකුත් බැටරි වර්ග හා සසඳන විට ඒවායේ ජීවිත කාලය පුරාම විශාල පිරිවැය ඉතිරියක් ලබා දෙන බවයි. අඩු වේග බල වාහන සහ කාර්මික උපකරණවල මෙම බැටරි වල නිශ්චිත වාසි දෙස පහත දැක්වේ.
අඩු වේග වාහනවල LiFePO4 බැටරිය
අඩු වේග විදුලි වාහන (LEV) යනු රාත්තල් 3000 ට අඩු බරැති රෝද හතරේ වාහන වේ. ඒවා විදුලි බැටරි මගින් බල ගැන්වෙන අතර එමඟින් ගොල්ෆ් කරත්ත සහ අනෙකුත් විනෝදාත්මක භාවිතයන් සඳහා ජනප්‍රිය තේරීමක් වේ.
ඔබේ LEV සඳහා බැටරි විකල්පය තෝරාගැනීමේදී, වඩාත්ම වැදගත් සලකා බැලීමක් වන්නේ කල්පැවැත්මයි. උදාහරණයක් ලෙස, බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන ගොල්ෆ් කරත්තවලට නැවත ආරෝපණය කිරීමකින් තොරව සිදුරු 18 ක ගොල්ෆ් පිටියක් වටා ධාවනය කිරීමට ප්‍රමාණවත් බලයක් තිබිය යුතුය.
තවත් වැදගත් කරුණක් වන්නේ නඩත්තු කාලසටහනයි. ඔබේ විවේකී ක්‍රියාකාරකම් උපරිම ලෙස භුක්ති විඳීම සහතික කිරීම සඳහා හොඳ බැටරියක් නඩත්තු කිරීම අවශ්‍ය නොවිය යුතුය.
විවිධ කාලගුණික තත්ත්වයන් යටතේ බැටරිය ක්‍රියා කිරීමට ද හැකි විය යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, එය ගිම්හාන තාපය තුළ සහ උෂ්ණත්වය පහත වැටෙන සරත් සෘතුවේ දී ගොල්ෆ් ක්‍රීඩා කිරීමට ඔබට ඉඩ සලසයි.
හොඳ බැටරියක් අධික ලෙස රත් නොවන හෝ සිසිල් නොවන බවට වග බලා ගන්නා පාලන පද්ධතියක් සමඟ ද පැමිණිය යුතු අතර එමඟින් එහි ධාරිතාවය අඩු වේ.
මෙම මූලික නමුත් වැදගත් කොන්දේසි සියල්ල සපුරාලන හොඳම වෙළඳ නාමවලින් එකක් වන්නේ ROYPOW ය. ඔවුන්ගේ LiFePO4 ලිතියම් බැටරි පෙළ 4°F සිට 131°F දක්වා උෂ්ණත්වයන් සඳහා ශ්‍රේණිගත කර ඇත. බැටරි අභ්‍යන්තර බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියක් සමඟ එන අතර ස්ථාපනය කිරීම අතිශයින්ම පහසුය.
ලිතියම් අයන බැටරි සඳහා කාර්මික යෙදුම්
කාර්මික යෙදීම්වල ලිතියම්-අයන බැටරි ජනප්‍රිය විකල්පයකි. බහුලව භාවිතා වන රසායන විද්‍යාව LiFePO4 බැටරි වේ. මෙම බැටරි භාවිතා කිරීම සඳහා වඩාත් පොදු උපකරණ කිහිපයක් නම්:
- පටු මාර්ග ෆෝක්ලිෆ්ට්
- ප්‍රති-සමතුලිත ෆෝක්ලිෆ්ට්
- 3 රෝද ෆෝක්ලිෆ්ට්
- වෝකි ස්ටැකර්
- අන්ත සහ මැද ධාවකයින්
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 වැඩි ශක්ති ඝනත්වයක් සහ කල්පැවැත්මක් ඇත. ඒවාට බරින් තුනෙන් එකක් බරින් යුක්ත වන අතර එම ප්‍රතිදානයම ලබා දිය හැකිය.
ඔවුන්ගේ ජීවන චක්‍රය තවත් ප්‍රධාන වාසියකි. කාර්මික මෙහෙයුමක් සඳහා, කෙටි කාලීන පුනරාවර්තන පිරිවැය අවම මට්ටමක තබා ගැනීම ඉලක්කයයි. ලිතියම්-අයන බැටරි සමඟ, ෆෝක්ලිෆ්ට් බැටරි තුන් ගුණයකින් දිගු කාලයක් පැවතිය හැකි අතර, දිගු කාලීනව විශාල පිරිවැය ඉතිරිකිරීම් වලට මග පාදයි.
ඒවායේ ධාරිතාවයට කිසිදු බලපෑමක් නොමැතිව 80% ක් දක්වා විශාල විසර්ජන ගැඹුරකදී ක්‍රියා කළ හැකිය. එමඟින් කාලය ඉතිරි කර ගැනීමේ තවත් වාසියක් ඇත. බැටරි මාරු කිරීම සඳහා මෙහෙයුම් අතරමග නතර කිරීමට අවශ්‍ය නොවන අතර එමඟින් ප්‍රමාණවත් තරම් විශාල කාලයක් තුළ මිනිස් පැය දහස් ගණනක් ඉතිරි කර ගත හැකිය.
අධිවේගී ආරෝපණය
කාර්මික ඊයම්-අම්ල බැටරි සමඟ, සාමාන්‍ය ආරෝපණ කාලය පැය අටක් පමණ වේ. එය බැටරිය භාවිතයට ගත නොහැකි පැය 8 ක සම්පූර්ණ මාරුවකට සමාන වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, කළමනාකරුවෙකු මෙම අක්‍රීය කාලය සඳහා ගිණුම්ගත කර අමතර බැටරි මිලදී ගත යුතුය.
LiFePO4 බැටරි සමඟ, එය අභියෝගයක් නොවේ. හොඳ උදාහරණයක් වන්නේROYPOW කාර්මික LifePO4 ලිතියම් බැටරි, ඊයම් අම්ල බැටරි වලට වඩා හතර ගුණයකින් වේගයෙන් ආරෝපණය වේ. තවත් වාසියක් වන්නේ විසර්ජනය අතරතුර කාර්යක්ෂමව සිටීමට ඇති හැකියාවයි. ඊයම් අම්ල බැටරි බොහෝ විට විසර්ජනය වන විට ක්‍රියාකාරීත්වයේ ප්‍රමාදයකට ලක් වේ.
කාර්යක්ෂම බැටරි කළමනාකරණ පද්ධතියකට ස්තූතිවන්ත වන පරිදි කාර්මික බැටරි ROYPOW රේඛාවේ මතක ගැටළු නොමැත. ඊයම් අම්ල බැටරි බොහෝ විට මෙම ගැටළුවෙන් පීඩා විඳින අතර එමඟින් සම්පූර්ණ ධාරිතාවයට ළඟා වීමට නොහැකි විය හැකිය.
කාලයත් සමඟ එය සල්ෆේෂන් ඇති කරන අතර එමඟින් ඒවායේ දැනටමත් කෙටි ආයු කාලය අඩකින් අඩු කළ හැකිය. මෙම ගැටළුව බොහෝ විට ඇති වන්නේ ඊයම් අම්ල බැටරි සම්පූර්ණ ආරෝපණයකින් තොරව ගබඩා කරන විටය. ලිතියම් බැටරි කෙටි කාල පරතරයකින් ආරෝපණය කර ශුන්‍යයට වඩා වැඩි ඕනෑම ධාරිතාවයකින් කිසිදු ගැටළුවක් නොමැතිව ගබඩා කළ හැකිය.
ආරක්ෂාව සහ හැසිරවීම
කාර්මික සැකසුම් වලදී LiFePO4 බැටරි වලට විශාල වාසියක් ඇත. පළමුව, ඒවාට විශිෂ්ට තාප ස්ථායිතාවයක් ඇත. මෙම බැටරි 131°F දක්වා උෂ්ණත්වවලදී කිසිදු හානියක් නොමැතිව ක්‍රියා කළ හැකිය. සමාන උෂ්ණත්වයකදී ඊයම් අම්ල බැටරි ඔවුන්ගේ ජීවන චක්‍රයෙන් 80% ක් දක්වා අහිමි වේ.
තවත් ගැටළුවක් වන්නේ බැටරිවල බරයි. සමාන බැටරි ධාරිතාවක් සඳහා, ඊයම් අම්ල බැටරි සැලකිය යුතු ලෙස බරින් වැඩි ය. එබැවින්, ඒවාට බොහෝ විට නිශ්චිත උපකරණ සහ දිගු ස්ථාපන කාලයක් 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 මාර්ගෝපදේශයන්ට අනුව, ඊයම් අම්ල බැටරි භයානක දුම ඉවත් කිරීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇති උපකරණ සහිත විශේෂ කාමරයක ගබඩා කළ යුතුය. එමඟින් කාර්මික මෙහෙයුමකට අමතර පිරිවැයක් සහ සංකීර්ණතාවයක් හඳුන්වා දෙයි.
නිගමනය
කාර්මික සැකසුම් වලදී සහ අඩු වේග විදුලි වාහන සඳහා ලිතියම්-අයන බැටරි පැහැදිලි වාසියක් ඇත. ඒවා දිගු කල් පවතින අතර එමඟින් පරිශීලකයින්ගේ මුදල් ඉතිරි වේ. මෙම බැටරි නඩත්තු කිරීමද ශුන්‍ය වන අතර, පිරිවැය ඉතිරි කිරීම ඉතා වැදගත් වන කාර්මික පසුබිමක එය විශේෂයෙන් වැදගත් වේ.
අදාළ ලිපිය:
ලිතියම් පොස්පේට් බැටරි ටර්නරි ලිතියම් බැටරි වලට වඩා හොඳද?
යමහා ගොල්ෆ් කරත්ත ලිතියම් බැටරි සමඟ එනවාද?
ක්ලබ් කාර් එකට ලිතියම් බැටරි දාන්න පුලුවන්ද?
