ली-आयन बैटरी के लाभ

अन्य उच्च-ऊर्जा माध्यमिक बैटरियों जैसे नी-सीडी बैटरी, नी-एमएच बैटरी, लेड-एसिड बैटरी आदि की तुलना में,LI आयनबैटरियों के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण लाभ हैं, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं।

(1) उच्च कार्यशील वोल्टेज

नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में धातु लिथियम के बजाय ग्रेफाइट या पेट्रोलियम कोक जैसे कार्बोनेसियस लिथियम इंटरकलेशन यौगिकों का उपयोग करने से बैटरी वोल्टेज कम हो जाएगा। हालाँकि, उनकी कम लिथियम इंटरकलेशन क्षमता के कारण, वोल्टेज हानि को कम किया जा सकता है। उसी समय, बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में एक उपयुक्त लिथियम इंटरकलेशन यौगिक का चयन करना और एक उपयुक्त इलेक्ट्रोलाइट सिस्टम का चयन करना (लिथियम आयन बैटरी पैक की इलेक्ट्रोकेमिकल विंडो का निर्धारण करना) लिथियम आयन बैटरी पैक को उच्च कार्यशील वोल्टेज बना सकता है (- 4V), जो जलीय प्रणाली बैटरियों की तुलना में बहुत अधिक है।

(2) बड़ी विशिष्ट क्षमता

यद्यपि कार्बोनेसियस सामग्रियों के साथ धातु लिथियम के प्रतिस्थापन से सामग्री की द्रव्यमान विशिष्ट क्षमता कम हो जाएगी, वास्तव में, धातु लिथियम माध्यमिक बैटरी के एक निश्चित चक्र जीवन को सुनिश्चित करने के लिए, नकारात्मक धातु लिथियम आमतौर पर तीन गुना से अधिक होता है। द्रव्यमान विशिष्ट क्षमता में वास्तविक कमी बड़ी नहीं है, और आयतन विशिष्ट क्षमता में बहुत कम कमी है।

(3) उच्च ऊर्जा घनत्व

उच्च ऑपरेटिंग वोल्टेज और वॉल्यूमेट्रिक विशिष्ट क्षमता माध्यमिक लिथियम-आयन बैटरी की उच्च ऊर्जा घनत्व निर्धारित करती है। Ni-Cd बैटरियों और Ni-MH बैटरियों की तुलना में, जो वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, माध्यमिक लिथियम-आयन बैटरियों में उच्चतम ऊर्जा घनत्व होता है और अभी भी बड़ी विकास क्षमता होती है।

(4) अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन और लंबा चक्र जीवन

एनोड के रूप में धातु लिथियम का उपयोग करने वाली बैटरी असुरक्षित होने का कारण यह है कि लिथियम आयन बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड की संरचना बदल जाती है और छिद्रपूर्ण डेंड्राइट का निर्माण होता है। यह विभाजक को छेद सकता है और आंतरिक शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकता है, और लिथियम-आयन बैटरियों में यह समस्या नहीं होती है और वे बहुत सुरक्षित होती हैं। बैटरी में धातु लिथियम की उपस्थिति को रोकने के लिए, चार्जिंग के दौरान वोल्टेज को नियंत्रित किया जाना चाहिए। बीमा के लिए, लिथियम-आयन बैटरियां कई सुरक्षा उपकरणों से सुसज्जित हैं। लिथियम-आयन बैटरियों में चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान कैथोड और एनोड पर लिथियम आयनों के इंटरकलेशन और डीइंटरकलेशन में कोई संरचनात्मक परिवर्तन नहीं होता है (इंटरकलेशन और डीइंटरकलेशन प्रक्रिया के दौरान जाली का कुछ विस्तार और संकुचन होगा), और क्योंकि इंटरकलेशन कंपाउंड धातु लिथियम की तुलना में अधिक मजबूत है, यह अधिक स्थिर है और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान लिथियम डेंड्राइट नहीं बनाता है, जिससे बैटरी के सुरक्षा प्रदर्शन में काफी सुधार होता है, और चक्र जीवन में भी काफी सुधार होता है। लिथियम-आयन बैटरियों को क्रमशः 1989 और 1990 में अमेरिकी परिवहन विभाग के खतरनाक सामान परिवहन विभाग और IAIT (इंटरनेशनल एसोसिएशन ऑफ एयर एंड ट्रांसपोर्टेशन) द्वारा खतरनाक सामान के रूप में बाहर रखा गया था।

(5) छोटी स्व-निर्वहन दर

लिथियम-आयन बैटरी पैक एक गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली को अपनाता है, और गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली में लिथियम-इंटरकलेशन कार्बन सामग्री थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर होती है। पहले चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट की कमी के कारण कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेज़ (एसईआई) फिल्म बनाई जाएगी, जो लिथियम आयनों को पारित करने की अनुमति देगी, लेकिन इलेक्ट्रॉनों को नहीं, और इलेक्ट्रोड को सक्रिय करने की अनुमति देगी। विभिन्न आवेश अवस्थाओं की सामग्री को गुजरना पड़ता है। अपेक्षाकृत स्थिर अवस्था में, इसकी स्व-निर्वहन दर कम होती है।

(6) स्वच्छ एवं प्रदूषण रहित

लिथियम-आयन बैटरी पैक में सीसा, फॉर्च्यून, पारा आदि जैसे जहरीले पदार्थ नहीं होते हैं। साथ ही, क्योंकि बैटरी को अच्छी तरह से सील किया जाना चाहिए, उपयोग के दौरान बहुत कम गैस निकलती है, जिससे पर्यावरण को कोई प्रदूषण नहीं होता है। विनिर्माण प्रक्रिया में बाइंडर को घोलने के लिए उपयोग किए जाने वाले विलायक को भी पूरी तरह से पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। सोनी और लिथियम-आयन बैटरियों की अन्य बड़े पैमाने पर उत्पादन करने वाली कंपनियों ने 1997 से लिथियम-आयन बैटरियों की रीसाइक्लिंग और सामग्रियों (जैसे धातु ड्रिल इत्यादि) की रीसाइक्लिंग शुरू कर दी है। इसके अलावा, 1996 में, सोनी की लिथियम-आयन बैटरियों IS014001 अंतर्राष्ट्रीय पर्यावरण मानक [71O] का अनुपालन करने के लिए प्रमाणित किया गया था

(7) उच्च वर्तमान दक्षता

जलीय प्रणालियों वाली किसी भी पिछली माध्यमिक बैटरियों के विपरीत, लिथियम-आयन बैटरियां सामान्य चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रियाओं के दौरान गैस का उत्पादन नहीं करती हैं, और वर्तमान दक्षता 100% के करीब है। यह संपत्ति बिजली भंडारण और रूपांतरण के लिए बैटरी के रूप में उपयोग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।