सारांश
एक टर्नरी लिथियम बैटरी क्या है?प्रकृति में, लिथियम सबसे छोटी परमाणु द्रव्यमान वाली सबसे हल्की धातु है।इसका परमाणु भार 6.94g/mol, और =0.53g/cm3 है।लिथियम रासायनिक रूप से सक्रिय है और आसानी से इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और ली + में ऑक्सीकृत हो जाता है, इसलिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता सबसे नकारात्मक है, -3.04
एक टर्नरी लिथियम बैटरी क्या है?
प्रकृति में, लिथियम सबसे छोटी परमाणु द्रव्यमान वाली सबसे हल्की धातु है।इसका परमाणु भार 6.94g/mol और =0.53g/cm3 है।लिथियम रासायनिक रूप से सक्रिय है और आसानी से इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और ली + में ऑक्सीकृत हो जाता है।इसलिए, मानक इलेक्ट्रोड क्षमता सबसे अधिक नकारात्मक है, -3.045V, और विद्युत रासायनिक समकक्ष सबसे छोटा, 0.26g / Ah है।लिथियम की ये विशेषताएं निर्धारित करती हैं कि यह उच्च विशिष्ट ऊर्जा वाला एक बहुत ही सामग्री है।टर्नरी लिथियम बैटरी एक लिथियम सेकेंडरी बैटरी को संदर्भित करती है जो सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज के तीन संक्रमण धातु ऑक्साइड का उपयोग करती है।यह लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड के अच्छे चक्र प्रदर्शन, लिथियम निकल की उच्च विशिष्ट क्षमता और लिथियम मैंगनेट की उच्च सुरक्षा और कम लागत को पूरी तरह से एकीकृत करता है।यह निकल को संश्लेषित करने के लिए आणविक स्तर मिश्रण, डोपिंग, कोटिंग और सतह संशोधन विधियों का उपयोग करता है।कोबाल्ट, मैंगनीज और अन्य बहु-तत्व सहक्रियात्मक मिश्रित लिथियम इंटरकलेशन ऑक्साइड।यह एक लिथियम-आयन रिचार्जेबल बैटरी है जिस पर व्यापक रूप से शोध और उपयोग किया जाता है।
टर्नरी लिथियम बैटरी लाइफ
तथाकथित लिथियम बैटरी लाइफ का मतलब है कि बैटरी की क्षमता नाममात्र क्षमता (कमरे के तापमान 25 डिग्री सेल्सियस पर बैटरी क्षमता, मानक वायुमंडलीय दबाव, और 0.2 सी पर डिस्चार्ज) के 70% तक कम हो जाती है, जिसे जीवन का अंत माना जा सकता है।उद्योग में, चक्र जीवन की गणना आम तौर पर पूरी तरह चार्ज और डिस्चार्ज लिथियम बैटरी के चक्रों की संख्या से की जाती है।उपयोग की प्रक्रिया में, लिथियम बैटरी के अंदर एक अपरिवर्तनीय विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, जिससे क्षमता में कमी आती है, जैसे इलेक्ट्रोलाइट का अपघटन, सक्रिय सामग्री का निष्क्रिय होना, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड संरचना का पतन, और कमी लिथियम आयनों की संख्या में डाला और निकाला, आदि।प्रयोगों से पता चला है कि डिस्चार्ज की उच्च दर से क्षमता का तेजी से क्षीणन होगा।यदि डिस्चार्ज करंट कम है, तो बैटरी वोल्टेज संतुलन वोल्टेज के करीब होगा और अधिक ऊर्जा जारी की जा सकती है।
एक टर्नरी लिथियम बैटरी का सैद्धांतिक जीवन लगभग 800 चक्र है, जो वाणिज्यिक रिचार्जेबल लिथियम बैटरी के बीच मध्यम है।लिथियम आयरन फॉस्फेट लगभग 2,000 चक्र है, जबकि कहा जाता है कि लिथियम टाइटेनेट 10,000 चक्र तक पहुंचने में सक्षम है।वर्तमान में, मुख्यधारा के बैटरी निर्माता अपनी टर्नरी बैटरी के विनिर्देशों में 500 गुना (मानक परिस्थितियों में चार्ज और डिस्चार्ज) से अधिक का वादा करते हैं।हालाँकि, बैटरियों को बैटरी पैक में इकट्ठा करने के बाद, स्थिरता के मुद्दों के कारण, मुख्य वोल्टेज और आंतरिक प्रतिरोध बिल्कुल समान नहीं हो सकता है, और इसका चक्र जीवन लगभग 400 गुना है।निर्माता अनुशंसा करता है कि एसओसी उपयोग विंडो 10% ~ 90% है।डीप चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की अनुशंसा नहीं की जाती है, अन्यथा यह बैटरी की सकारात्मक और नकारात्मक संरचना को अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचाएगा।यदि इसकी गणना उथले चार्ज और उथले निर्वहन द्वारा की जाती है, तो चक्र जीवन कम से कम 1000 गुना होगा।इसके अलावा, यदि लिथियम बैटरी को उच्च-दर और उच्च-तापमान वातावरण में बार-बार डिस्चार्ज किया जाता है, तो बैटरी का जीवन 200 गुना से भी कम हो जाएगा।
टर्नरी लिथियम बैटरी के फायदे और नुकसान
क्षमता और सुरक्षा के मामले में टर्नरी लिथियम बैटरी अपेक्षाकृत संतुलित है, और उत्कृष्ट समग्र प्रदर्शन वाली बैटरी है।तीन धातु तत्वों के मुख्य कार्य, फायदे और नुकसान इस प्रकार हैं:
Co3+: धनायन मिश्रण स्थान को कम करें, सामग्री की स्तरित संरचना को स्थिर करें, प्रतिबाधा मान को कम करें, विद्युत चालकता में वृद्धि करें, और चक्र और दर प्रदर्शन में सुधार करें।
Ni2+: सामग्री की क्षमता में वृद्धि कर सकता है (सामग्री की मात्रा ऊर्जा घनत्व में वृद्धि), और ली और नी के समान त्रिज्या के कारण, बहुत अधिक नी भी ली की विस्थापन घटना के कारण लिथियम और निकल को मिश्रित करने का कारण बन जाएगा। , और लिथियम परत में निकल आयनों की सांद्रता, मूल्य जितना बड़ा होता है, स्तरित संरचना में लिथियम को विसंक्रमित करना उतना ही कठिन होता है, जिसके परिणामस्वरूप खराब विद्युत रासायनिक प्रदर्शन होता है।
Mn4+: न केवल सामग्री की लागत को कम कर सकता है, बल्कि सामग्री की सुरक्षा और स्थिरता में भी सुधार कर सकता है।हालांकि, अत्यधिक उच्च एमएन सामग्री आसानी से एक स्पिनल चरण बनाती है और स्तरित संरचना को नष्ट कर देती है, क्षमता को कम करती है और चक्र को कम करती है।
उच्च ऊर्जा घनत्व टर्नरी लिथियम बैटरी का सबसे बड़ा लाभ है, और वोल्टेज प्लेटफॉर्म बैटरी ऊर्जा घनत्व का एक महत्वपूर्ण संकेतक है, जो बैटरी की बुनियादी दक्षता और लागत निर्धारित करता है।वोल्टेज प्लेटफॉर्म जितना अधिक होगा, विशिष्ट क्षमता उतनी ही बड़ी होगी, इसलिए समान मात्रा, वजन और यहां तक कि समान एम्पीयर की बैटरी, उच्च वोल्टेज प्लेटफॉर्म वाली टर्नरी सामग्री लिथियम बैटरी की बैटरी लाइफ लंबी होती है।सिंगल टर्नरी लिथियम बैटरी का डिस्चार्ज वोल्टेज प्लेटफॉर्म 3.7V जितना ऊंचा है, लिथियम आयरन फॉस्फेट 3.2V है, और लिथियम टाइटेनेट केवल 2.3V है।इसलिए, ऊर्जा घनत्व के दृष्टिकोण से, लिथियम आयरन फॉस्फेट की तुलना में टर्नरी लिथियम बैटरी बेहतर है, लिथियम मैंगनेट या लिथियम टाइटेनेट के पूर्ण लाभ हैं।
खराब सुरक्षा और लघु चक्र जीवन टर्नरी लिथियम बैटरी की मुख्य कमियां हैं, विशेष रूप से सुरक्षा प्रदर्शन, जो एक प्रमुख कारक रहा है जिसने उनके बड़े पैमाने पर मिलान और बड़े पैमाने पर एकीकृत अनुप्रयोगों को प्रतिबंधित कर दिया है।बड़ी संख्या में वास्तविक परीक्षणों से पता चलता है कि बड़ी क्षमता वाली टर्नरी बैटरी के लिए एक्यूपंक्चर और ओवरचार्ज जैसे सुरक्षा परीक्षण पास करना मुश्किल है।यही कारण है कि अधिक मैंगनीज तत्वों को आम तौर पर बड़ी क्षमता वाली बैटरी में पेश किया जाता है, या लिथियम मैंगनेट के साथ भी मिलाया जाता है।500 गुना का चक्र जीवन लिथियम बैटरी के बीच में है, इसलिए टर्नरी लिथियम बैटरी का मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद जैसे 3C डिजिटल है।
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