லி-அயன் பேட்டரி
உள்ளடக்கம்
லித்தியம் அயன் பேட்டரி அல்லது லித்தியம் அயன் பேட்டரி என்பது ஒரு வகை லித்தியம் பேட்டரி ஆகும்
இ-மொபிலிட்டிக்கான வளர்ந்து வரும் தொழில்நுட்பங்கள்
ஸ்மார்ட்போன்கள், ஆன்-போர்டு கேமராக்கள், ட்ரோன்கள், மின் கருவிகள், மின்சார மோட்டார் சைக்கிள்கள், ஸ்கூட்டர்கள் ... லித்தியம் பேட்டரிகள் இன்று நம் அன்றாட வாழ்வில் எங்கும் காணப்படுகின்றன மற்றும் பல பயன்பாடுகளில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளன. ஆனால் அவை உண்மையில் என்ன கொண்டு வருகின்றன, மேலும் அவை இன்னும் உருவாக முடியுமா?
கதை
1970 களில் லித்தியம் அயன் பேட்டரி ஸ்டான்லி விட்டிங்ஹாம் என்பவரால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. பிந்தையவரின் பணி ஜான் பி. குட்எனஃப் மற்றும் அகிரோ யோஷினோ ஆகியோரால் 1986 இல் தொடரும். 1991 ஆம் ஆண்டு வரை சோனி சந்தையில் இதுபோன்ற முதல் பேட்டரியை அறிமுகப்படுத்தியது மற்றும் ஒரு தொழில்நுட்ப புரட்சியைத் தொடங்கியது. 2019 ஆம் ஆண்டில், மூன்று இணை கண்டுபிடிப்பாளர்களுக்கு வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.
இது எப்படி வேலை செய்கிறது?
ஒரு லித்தியம்-அயன் பேட்டரி உண்மையில் மின் ஆற்றலைச் சேமித்து திரும்ப வழங்கும் பல லித்தியம்-அயன் கலங்களின் தொகுப்பாகும். ஒரு பேட்டரி மூன்று முக்கிய கூறுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது: நேர்மறை மின்முனை, கேத்தோடு எனப்படும், எதிர்மறை மின்முனை, அனோட் எனப்படும், மற்றும் எலக்ட்ரோலைட், கடத்தும் தீர்வு.
பேட்டரி டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, அனோட் எலக்ட்ரான்களை எலக்ட்ரோலைட் மூலம் கேத்தோடிற்கு வெளியிடுகிறது, இது நேர்மறை அயனிகளை மாற்றுகிறது. சார்ஜ் செய்யும் போது இயக்கம் மாறுகிறது.
எனவே, செயல்பாட்டின் கொள்கையானது "லீட்" பேட்டரியைப் போலவே உள்ளது, தவிர, மின்முனைகளின் ஈயம் மற்றும் ஈய ஆக்சைடு ஒரு கோபால்ட் ஆக்சைடு கேத்தோடால் மாற்றப்படுகிறது, இதில் ஒரு சிறிய லில்லி மற்றும் கிராஃபைட் அனோட் ஆகியவை அடங்கும். அதேபோல், சல்பூரிக் அமிலம் அல்லது நீர் குளியல் லித்தியம் உப்புகளின் எலக்ட்ரோலைட்டுக்கு வழிவகுக்கிறது.
இன்று பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோலைட் திரவ வடிவில் உள்ளது, ஆனால் ஆராய்ச்சி திடமான, பாதுகாப்பான மற்றும் அதிக நீடித்த எலக்ட்ரோலைட்டை நோக்கி நகர்கிறது.
நன்மைகள்
கடந்த 20 ஆண்டுகளில் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி ஏன் எல்லோரையும் மிஞ்சிவிட்டது?
பதில் எளிது. இந்த பேட்டரி சிறந்த ஆற்றல் அடர்த்தியை வழங்குகிறது, எனவே ஈயம், நிக்கல் ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிடும்போது எடை சேமிப்புக்கு அதே செயல்திறனை வழங்குகிறது ...
இந்த பேட்டரிகள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த சுய-வெளியேற்றத்தைக் கொண்டுள்ளன (மாதத்திற்கு அதிகபட்சம் 10%), பராமரிப்பு-இலவசம் மற்றும் நினைவக விளைவு இல்லை.
இறுதியாக, அவை பழைய பேட்டரி தொழில்நுட்பங்களை விட விலை அதிகம் என்றால், அவை லித்தியம் பாலிமர் (Li-Po) ஐ விட மலிவானவை மற்றும் லித்தியம் பாஸ்பேட் (LiFePO4) ஐ விட அதிக திறன் கொண்டவை.
குறைபாடுகளை
இருப்பினும், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் சிறந்தவை அல்ல, குறிப்பாக, முழுமையாக வெளியேற்றப்பட்டால் அதிக செல் சேதம் ஏற்படும். எனவே, அவர்கள் தங்கள் சொத்துக்களை மிக விரைவாக இழக்காதபடி, அவை தட்டையாக மாறும் வரை காத்திருக்காமல் அவற்றை ஏற்றுவது நல்லது.
முதலாவதாக, பேட்டரி கடுமையான பாதுகாப்பு அபாயங்களை ஏற்படுத்தும். பேட்டரி ஓவர்லோட் அல்லது -5 ° C க்கு கீழே குறையும் போது, லித்தியம் ஒவ்வொரு மின்முனையிலிருந்தும் dendrites மூலம் திடப்படுத்துகிறது. அனோட் மற்றும் கேத்தோடு அவற்றின் டென்ட்ரைட்டுகளால் இணைக்கப்படும் போது, பேட்டரி தீப்பிடித்து வெடிக்கும். Nokia, Fujitsu-Siemens அல்லது Samsung ஆகியவற்றில் பல வழக்குகள் பதிவாகியுள்ளன, விமானங்களிலும் வெடிப்புகள் நிகழ்ந்தன, எனவே இன்று லித்தியம் அயன் பேட்டரியை ஹோல்டில் எடுத்துச் செல்வது தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது, மேலும் கேபினில் ஏறுவது பெரும்பாலும் சக்தியின் அடிப்படையில் குறைவாகவே உள்ளது (மேலே தடைசெய்யப்பட்டுள்ளது 160 Wh மற்றும் 100 முதல் 160 Wh வரை அனுமதிக்கு உட்பட்டது).
எனவே, இந்த நிகழ்வை எதிர்த்து, உற்பத்தியாளர்கள் மின்கல வெப்பநிலையை அளவிடும் திறன் கொண்ட மின்னணு கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளை (BMS) செயல்படுத்தியுள்ளனர், மின்னழுத்தத்தை ஒழுங்குபடுத்தும் மற்றும் ஒழுங்கின்மை ஏற்பட்டால் சர்க்யூட் பிரேக்கர்களாக செயல்படுகின்றனர். திட எலக்ட்ரோலைட் அல்லது பாலிமர் ஜெல் ஆகியவை சிக்கலைத் தவிர்ப்பதற்கு ஆராயப்பட்ட முன்னோக்குகளாகும்.
மேலும், அதிக வெப்பமடைவதைத் தவிர்க்க, கடந்த 20 சதவீதத்தில் பேட்டரி சார்ஜ் குறைகிறது, எனவே சார்ஜிங் நேரங்கள் பெரும்பாலும் 80% என்று மட்டுமே விளம்பரப்படுத்தப்படுகிறது.
இருப்பினும், தினசரி பயன்பாட்டிற்கான மிகவும் நடைமுறையான லித்தியம்-அயன் பேட்டரி சுற்றுச்சூழலில் ஆழமான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது, முதலில் லித்தியத்தை பிரித்தெடுப்பதன் மூலம், வானியல் அளவு புதிய நீர் தேவைப்படுகிறது, பின்னர் அதன் வாழ்நாள் முடிவில் அதை மறுசுழற்சி செய்கிறது. இருப்பினும், மறுசுழற்சி அல்லது மறுபயன்பாடு ஆண்டுக்கு ஆண்டு அதிகரித்து வருகிறது.
லித்தியம் அயனியின் எதிர்காலம் என்ன?
குறைந்த மாசுபடுத்தும், அதிக நீடித்த, உற்பத்தி செய்வதற்கு மலிவான அல்லது பாதுகாப்பான மாற்று தொழில்நுட்பங்களை நோக்கி ஆராய்ச்சி பெருகிய முறையில் நகரும் போது, லித்தியம்-அயன் பேட்டரி அதன் திறனை எட்டியுள்ளதா?
மூன்று தசாப்தங்களாக தொழில்துறை அளவில் இயங்கி வரும் லித்தியம்-அயன் பேட்டரி, அதன் கடைசி வார்த்தையைக் கொண்டிருக்கவில்லை, மேலும் வளர்ச்சிகள் ஆற்றல் அடர்த்தி, சார்ஜிங் வேகம் அல்லது பாதுகாப்பை மேம்படுத்துகின்றன. இதை நாம் பல ஆண்டுகளாகப் பார்த்து வருகிறோம், குறிப்பாக மோட்டார் பொருத்தப்பட்ட இரு சக்கர வாகனத் துறையில், 5 ஆண்டுகளுக்கு முன்பு ஸ்கூட்டர் ஐம்பது கிலோமீட்டர் மட்டுமே இருந்தது, சில மோட்டார் சைக்கிள்கள் இப்போது 200 ரேஞ்ச் டெர்மினல்களைத் தாண்டிவிட்டன.
நவா கார்பன் எலக்ட்ரோடு, ஜெனாக்ஸ் மடிக்கக்கூடிய பேட்டரி, NGK இல் 105 ° C இயக்க வெப்பநிலை போன்ற லெஜியன்களும் புரட்சியின் வாக்குறுதிகள் ...
துரதிர்ஷ்டவசமாக, ஆராய்ச்சி பெரும்பாலும் லாபம் மற்றும் தொழில்துறை தேவைகளின் கடுமையான யதார்த்தத்தை எதிர்கொள்கிறது. மாற்றுத் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சி நிலுவையில் உள்ளது, குறிப்பாக எதிர்பார்க்கப்படும் லித்தியம்-காற்று, லித்தியம்-அயன் இன்னும் ஒரு பிரகாசமான எதிர்காலத்தைக் கொண்டுள்ளது, குறிப்பாக மின்சார இரு சக்கர வாகனங்களின் உலகில், எடை மற்றும் தடம் குறைப்பு முக்கிய அளவுகோலாகும்.
