లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలు అంటే ఏమిటి

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

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఎలా పని చేస్తాయి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఒకటి లేదా బహుళ లిథియం-అయాన్ కణాలతో తయారు చేయబడతాయి. అవి అధిక ఛార్జింగ్‌ను నివారించడానికి ఒక రక్షిత సర్క్యూట్ బోర్డును కూడా కలిగి ఉంటాయి. రక్షిత సర్క్యూట్ బోర్డుతో కేసింగ్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేసిన తర్వాత కణాలను బ్యాటరీలు అంటారు.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లిథియం బ్యాటరీలతో సమానమా?

కాదు. లిథియం బ్యాటరీ మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి. ప్రధాన వ్యత్యాసం ఏమిటంటే రెండోది రీఛార్జ్ చేయగలదు. మరో ప్రధాన వ్యత్యాసం షెల్ఫ్ లైఫ్. లిథియం బ్యాటరీ ఉపయోగించకుండా 12 సంవత్సరాల వరకు ఉంటుంది, అయితే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు 3 సంవత్సరాల వరకు షెల్ఫ్ లైఫ్ కలిగి ఉంటాయి.

లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల యొక్క ముఖ్య భాగాలు ఏమిటి

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

ఆనోడ్

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

క్యాథోడ్

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

ఎలక్ట్రోలైట్

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

ది సెపరేటర్

లిథియం-అయాన్ కణంలోని చివరి భాగం సెపరేటర్. ఇది కాథోడ్ మరియు ఆనోడ్‌ను వేరుగా ఉంచడానికి భౌతిక అవరోధంగా పనిచేస్తుంది.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు లిథియం అయాన్లను కాథోడ్ నుండి ఆనోడ్‌కు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్ ద్వారా ఆనోడ్‌కు తరలించడం ద్వారా పనిచేస్తాయి. అయాన్లు కదులుతున్నప్పుడు, అవి ఆనోడ్‌లోని స్వేచ్ఛా ఎలక్ట్రాన్‌లను సక్రియం చేస్తాయి, పాజిటివ్ కరెంట్ కలెక్టర్ వద్ద ఛార్జ్‌ను సృష్టిస్తాయి. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు పరికరం, ఫోన్ లేదా గోల్ఫ్ కార్ట్ ద్వారా నెగటివ్ కలెక్టర్‌కు మరియు తిరిగి కాథోడ్‌లోకి ప్రవహిస్తాయి. బ్యాటరీ లోపల ఎలక్ట్రాన్‌ల స్వేచ్ఛా ప్రవాహాన్ని సెపరేటర్ నిరోధించి, వాటిని కాంటాక్ట్‌ల వైపు బలవంతం చేస్తుంది.

మీరు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీని ఛార్జ్ చేసినప్పుడు, కాథోడ్ లిథియం అయాన్లను విడుదల చేస్తుంది మరియు అవి ఆనోడ్ వైపు కదులుతాయి. డిశ్చార్జ్ చేసేటప్పుడు, లిథియం అయాన్లు ఆనోడ్ నుండి కాథోడ్‌కు కదులుతాయి, ఇది విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను ఎప్పుడు కనుగొన్నారు?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలను మొట్టమొదట 70లలో ఇంగ్లీష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త స్టాన్లీ విట్టింగ్‌హామ్ రూపొందించారు. ఆయన ప్రయోగాల సమయంలో, శాస్త్రవేత్తలు స్వయంగా రీఛార్జ్ చేసుకోగల బ్యాటరీ కోసం వివిధ రసాయన శాస్త్రాలను పరిశోధించారు. ఆయన మొదటి ట్రయల్‌లో ఎలక్ట్రోడ్‌లుగా టైటానియం డైసల్ఫైడ్ మరియు లిథియం ఉపయోగించారు. అయితే, బ్యాటరీలు షార్ట్-సర్క్యూట్ అయి పేలిపోయేవి.

80వ దశకంలో, జాన్ బి. గూడెనఫ్ అనే మరో శాస్త్రవేత్త ఈ సవాలును స్వీకరించాడు. ఆ తర్వాత వెంటనే, జపాన్ రసాయన శాస్త్రవేత్త అకిరా యోషినో ఈ సాంకేతికతపై పరిశోధనలు ప్రారంభించాడు. యోషినో మరియు గూడెనఫ్ లిథియం లోహం పేలుళ్లకు ప్రధాన కారణమని నిరూపించారు.

90వ దశకంలో, లిథియం-అయాన్ టెక్నాలజీ ప్రజాదరణ పొందడం ప్రారంభించింది, దశాబ్దం చివరి నాటికి త్వరగా ప్రజాదరణ పొందిన విద్యుత్ వనరుగా మారింది. సోనీ ఈ టెక్నాలజీని వాణిజ్యీకరించడం ఇదే మొదటిసారి. లిథియం బ్యాటరీల యొక్క పేలవమైన భద్రతా రికార్డు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల అభివృద్ధికి దారితీసింది.

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

ఉత్తమ లిథియం అయాన్ కెమిస్ట్రీ ఏమిటి?

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ కెమిస్ట్రీలు అనేక రకాలుగా ఉన్నాయి. వాణిజ్యపరంగా లభించేవి:

• 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 లాభాలు మరియు నష్టాలు ఉన్నాయి. అయితే, కొన్ని నిర్దిష్ట వినియోగ సందర్భాలకు మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటాయి. అందుకని, మీరు ఎంచుకునే రకం మీ విద్యుత్ అవసరాలు, బడ్జెట్, భద్రతా సహనం మరియు నిర్దిష్ట వినియోగ సందర్భంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అయితే, LiFePO4 బ్యాటరీలు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న అత్యంత ఎంపిక. ఈ బ్యాటరీలు గ్రాఫైట్ కార్బన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది ఆనోడ్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు ఫాస్ఫేట్ కాథోడ్‌గా పనిచేస్తుంది. ఇవి 10,000 చక్రాల వరకు సుదీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

అదనంగా, అవి గొప్ప ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తాయి మరియు డిమాండ్‌లో స్వల్ప పెరుగుదలలను 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 ఛార్జ్ అవుతాయి మరియు సమర్థవంతంగా విడుదల చేస్తాయి, ఎక్కువసేపు ఉంటాయి మరియు డీప్ సైజును కలిగి ఉంటాయి.క్లెసామర్థ్యాన్ని కోల్పోకుండా. ఈ ప్రయోజనాలు అంటే బ్యాటరీలు ఇతర బ్యాటరీ రకాలతో పోలిస్తే వాటి జీవితకాలంలో భారీ ఖర్చు ఆదాను అందిస్తాయి. తక్కువ-వేగ విద్యుత్ వాహనాలు మరియు పారిశ్రామిక పరికరాలలో ఈ బ్యాటరీల యొక్క నిర్దిష్ట ప్రయోజనాలను క్రింద పరిశీలించండి.

తక్కువ వేగంతో నడిచే వాహనాల్లో LiFePO4 బ్యాటరీ

తక్కువ-వేగ విద్యుత్ వాహనాలు (LEVలు) అనేవి నాలుగు చక్రాల వాహనాలు, ఇవి 3000 పౌండ్ల కంటే తక్కువ బరువు కలిగి ఉంటాయి. అవి విద్యుత్ బ్యాటరీలతో శక్తిని పొందుతాయి, ఇది గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు మరియు ఇతర వినోద ఉపయోగాలకు వాటిని ఒక ప్రసిద్ధ ఎంపికగా చేస్తుంది.

మీ LEV కోసం బ్యాటరీ ఎంపికను ఎంచుకునేటప్పుడు, అతి ముఖ్యమైన పరిగణనలలో ఒకటి దీర్ఘాయువు. ఉదాహరణకు, బ్యాటరీతో నడిచే గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు రీఛార్జ్ చేయకుండానే 18-హోల్స్ గోల్ఫ్ కోర్సు చుట్టూ నడపడానికి తగినంత శక్తిని కలిగి ఉండాలి.

మరో ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే నిర్వహణ షెడ్యూల్. మీ విశ్రాంతి కార్యకలాపాలను గరిష్టంగా ఆస్వాదించడానికి మంచి బ్యాటరీకి ఎటువంటి నిర్వహణ అవసరం లేదు.

బ్యాటరీ వివిధ వాతావరణ పరిస్థితుల్లో కూడా పనిచేయగలగాలి. ఉదాహరణకు, వేసవి వేడిలో మరియు ఉష్ణోగ్రతలు పడిపోయినప్పుడు శరదృతువులో గోల్ఫ్ ఆడటానికి ఇది మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

మంచి బ్యాటరీ కూడా ఒక నియంత్రణ వ్యవస్థతో రావాలి, అది ఎక్కువగా వేడెక్కకుండా లేదా చల్లబడకుండా చూసుకుంటుంది, దీని వలన దాని సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.

ఈ ప్రాథమికమైన కానీ ముఖ్యమైన షరతులన్నింటినీ తీర్చే అత్యుత్తమ బ్రాండ్లలో ఒకటి ROYPOW. వారి LiFePO4 లిథియం బ్యాటరీల శ్రేణి 4°F నుండి 131°F ఉష్ణోగ్రతలకు రేట్ చేయబడింది. బ్యాటరీలు అంతర్నిర్మిత బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థతో వస్తాయి మరియు ఇన్‌స్టాల్ చేయడం చాలా సులభం.

లిథియం అయాన్ బ్యాటరీల కోసం పారిశ్రామిక అనువర్తనాలు

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

• ఇరుకైన కారిడార్ ఫోర్క్లిఫ్ట్‌లు
• కౌంటర్ బ్యాలెన్స్డ్ ఫోర్క్లిఫ్ట్‌లు
• 3 వీల్ ఫోర్క్లిఫ్ట్‌లు
• వాకీ స్టాకర్లు
• ఎండ్ మరియు సెంటర్ రైడర్లు

పారిశ్రామిక వాతావరణంలో లిథియం అయాన్ బ్యాటరీలు ఎందుకు ప్రజాదరణ పొందుతున్నాయో అనేక కారణాలు ఉన్నాయి. వాటిలో ప్రధానమైనవి:

అధిక సామర్థ్యం మరియు దీర్ఘాయువు

లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు ఎక్కువ శక్తి సాంద్రత మరియు దీర్ఘాయువు కలిగి ఉంటాయి. అవి బరువులో మూడో వంతు బరువు కలిగి ఉంటాయి మరియు అదే అవుట్‌పుట్‌ను అందిస్తాయి.

వాటి జీవిత చక్రం మరొక ప్రధాన ప్రయోజనం. పారిశ్రామిక కార్యకలాపాలకు, స్వల్పకాలిక పునరావృత ఖర్చులను కనిష్టంగా ఉంచడమే లక్ష్యం. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో, ఫోర్క్లిఫ్ట్ బ్యాటరీలు మూడు రెట్లు ఎక్కువ కాలం ఉంటాయి, ఇది దీర్ఘకాలంలో భారీ ఖర్చు ఆదాకు దారితీస్తుంది.

అవి వాటి సామర్థ్యంపై ఎటువంటి ప్రభావం చూపకుండా 80% వరకు ఎక్కువ డిశ్చార్జ్ లోతు వద్ద కూడా పనిచేయగలవు. దీనివల్ల సమయం ఆదా కావడంలో మరో ప్రయోజనం ఉంది. బ్యాటరీలను మార్చడానికి ఆపరేషన్లు మధ్యలో ఆగిపోవలసిన అవసరం లేదు, దీనివల్ల తగినంత పెద్ద కాలంలో వేలాది మానవ-గంటలు ఆదా అవుతాయి.

హై-స్పీడ్ ఛార్జింగ్

పారిశ్రామిక లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలతో, సాధారణ ఛార్జింగ్ సమయం దాదాపు ఎనిమిది గంటలు. అంటే బ్యాటరీ ఉపయోగం కోసం అందుబాటులో లేని మొత్తం 8 గంటల షిఫ్ట్‌కు సమానం. తత్ఫలితంగా, మేనేజర్ ఈ డౌన్‌టైమ్‌ను లెక్కించి అదనపు బ్యాటరీలను కొనుగోలు చేయాలి.

LiFePO4 బ్యాటరీలతో, అది ఒక సవాలు కాదు. దీనికి మంచి ఉదాహరణROYPOW ఇండస్ట్రియల్ లైఫ్‌పో4 లిథియం బ్యాటరీలు, ఇవి లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీల కంటే నాలుగు రెట్లు వేగంగా ఛార్జ్ అవుతాయి. మరొక ప్రయోజనం ఏమిటంటే డిశ్చార్జ్ సమయంలో సమర్థవంతంగా ఉండగల సామర్థ్యం. లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు డిశ్చార్జ్ అయినప్పుడు తరచుగా పనితీరులో వెనుకబడి ఉంటాయి.

సమర్థవంతమైన బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ కారణంగా, ROYPOW శ్రేణి పారిశ్రామిక బ్యాటరీలలో మెమరీ సమస్యలు లేవు. లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు తరచుగా ఈ సమస్యతో బాధపడుతుంటాయి, దీని వలన అవి పూర్తి సామర్థ్యాన్ని చేరుకోవడంలో విఫలమవుతాయి.

కాలక్రమేణా, ఇది సల్ఫేషన్‌కు కారణమవుతుంది, ఇది ఇప్పటికే తక్కువగా ఉన్న వాటి జీవితకాలం సగానికి తగ్గిస్తుంది. లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలను పూర్తి ఛార్జ్ లేకుండా నిల్వ చేసినప్పుడు ఈ సమస్య తరచుగా సంభవిస్తుంది. లిథియం బ్యాటరీలను తక్కువ వ్యవధిలో ఛార్జ్ చేయవచ్చు మరియు ఎటువంటి సమస్యలు లేకుండా సున్నా కంటే ఎక్కువ సామర్థ్యంతో నిల్వ చేయవచ్చు.

భద్రత మరియు నిర్వహణ

పారిశ్రామిక వాతావరణంలో LiFePO4 బ్యాటరీలు భారీ ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. మొదటిది, అవి గొప్ప ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఈ బ్యాటరీలు 131°F వరకు ఉష్ణోగ్రతలలో ఎటువంటి నష్టం లేకుండా పనిచేయగలవు. లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు ఇలాంటి ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాటి జీవిత చక్రంలో 80% వరకు కోల్పోతాయి.

మరో సమస్య బ్యాటరీల బరువు. ఇలాంటి బ్యాటరీ సామర్థ్యం కోసం, లెడ్ యాసిడ్ బ్యాటరీలు గణనీయంగా ఎక్కువ బరువు కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, వాటికి తరచుగా నిర్దిష్ట పరికరాలు మరియు ఎక్కువ ఇన్‌స్టాలేషన్ సమయం అవసరం, దీనివల్ల పనిలో తక్కువ పని గంటలు వెచ్చించాల్సి వస్తుంది.

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

ముగింపు

పారిశ్రామిక పరిస్థితులలో మరియు తక్కువ వేగం గల ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలకు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు స్పష్టమైన ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉన్నాయి. అవి ఎక్కువ కాలం పనిచేస్తాయి, తత్ఫలితంగా వినియోగదారుల డబ్బు ఆదా అవుతుంది. ఈ బ్యాటరీలు నిర్వహణ కూడా అవసరం లేదు, ఇది ఖర్చు ఆదా అత్యంత ముఖ్యమైన పారిశ్రామిక వాతావరణంలో చాలా ముఖ్యమైనది.

సంబంధిత వ్యాసం:

లిథియం ఫాస్ఫేట్ బ్యాటరీలు టెర్నరీ లిథియం బ్యాటరీల కంటే మెరుగ్గా ఉన్నాయా?

యమహా గోల్ఫ్ కార్ట్‌లు లిథియం బ్యాటరీలతో వస్తాయా?

క్లబ్ కారులో లిథియం బ్యాటరీలను పెట్టవచ్చా?