परिचय:
बैटरियों को मोटे तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: रासायनिक बैटरियाँ, भौतिक बैटरियाँ और जैविक बैटरियाँ। रासायनिक बैटरियों का सबसे ज़्यादा इस्तेमाल इलेक्ट्रिक वाहनों में होता है।
रासायनिक बैटरी: रासायनिक बैटरी एक ऐसा उपकरण है जो रासायनिक अभिक्रियाओं के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। इसमें धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं।
भौतिक बैटरी: एक भौतिक बैटरी भौतिक परिवर्तनों के माध्यम से भौतिक ऊर्जा (जैसे सौर ऊर्जा और यांत्रिक ऊर्जा) को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है।
रासायनिक बैटरी वर्गीकरण: संरचनात्मक दृष्टिकोण से, इसे दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: भंडारण बैटरी (प्राथमिक बैटरी और द्वितीयक बैटरी सहित) और ईंधन सेल। प्राथमिक बैटरी: केवल एक बार उपयोग की जा सकती हैं, सक्रिय पदार्थ अपरिवर्तनीय होता है, स्व-निर्वहन छोटा होता है, आंतरिक प्रतिरोध बड़ा होता है, और द्रव्यमान विशिष्ट क्षमता और आयतन विशिष्ट क्षमता अधिक होती है।
द्वितीयक बैटरियाँ: इन्हें बार-बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है, इनका सक्रिय पदार्थ प्रतिवर्ती होता है और विभिन्न चार्जिंग उपकरणों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वर्तमान में बाज़ार में उपलब्ध अधिकांश मॉडल वाहन चलाने के लिए द्वितीयक रिचार्जेबल बैटरियों का उपयोग करते हैं। द्वितीयक बैटरियों को विभिन्न धनात्मक इलेक्ट्रोड सामग्रियों के अनुसार लेड-एसिड बैटरी, निकल-कैडमियम बैटरी, निकल-मेटल हाइड्राइड बैटरी और लिथियम बैटरी में विभाजित किया जाता है। वर्तमान में, बाज़ार में कार कंपनियाँ मुख्य रूप से इनका उपयोग करती हैं।लिथियम बैटरियों, और कुछ निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी का उपयोग करते हैं।
लिथियम बैटरी की परिभाषा
लिथियम बैटरीयह एक ऐसी बैटरी है जो लिथियम धातु या लिथियम मिश्र धातु को धनात्मक या ऋणात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट घोल के रूप में उपयोग करती है।
लिथियम बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया मुख्य रूप से धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों (Li+) की गति पर निर्भर करती है। चार्ज करते समय, लिथियम आयन धनात्मक इलेक्ट्रोड से विसंक्रमित होकर इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड में समाहित हो जाते हैं, और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम-समृद्ध अवस्था में होता है; डिस्चार्ज करते समय विपरीत होता है।
लिथियम-आयन बैटरी का विद्युत-रासायनिक सिद्धांत
धनात्मक इलेक्ट्रोड अभिक्रिया सूत्र: LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
ऋणात्मक इलेक्ट्रोड अभिक्रिया सूत्र: C + xLi+ + xe- → CLix
लिथियम-आयन बैटरियों में उच्च ऊर्जा घनत्व, लंबा जीवन और कम स्व-निर्वहन दर होती है, और इनका व्यापक रूप से मोबाइल फोन, लैपटॉप और इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किया जाता है।
के अनुप्रयोग क्षेत्रलिथियम बैटरियोंमुख्य रूप से पावर और नॉन-पावर में विभाजित हैं। लिथियम-आयन बैटरी अनुप्रयोगों के पावर क्षेत्रों में इलेक्ट्रिक वाहन, पावर उपकरण आदि शामिल हैं; नॉन-पावर क्षेत्रों में उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऊर्जा भंडारण क्षेत्र आदि शामिल हैं।
लिथियम बैटरियों की संरचना और वर्गीकरण
लिथियम बैटरियाँ मुख्यतः चार भागों से बनी होती हैं: धनात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ, इलेक्ट्रोलाइट्स और बैटरी विभाजक। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ मुख्य रूप से लिथियम-आयन बैटरियों की प्रारंभिक दक्षता और चक्रीय प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं। लिथियम बैटरी के ऋणात्मक इलेक्ट्रोड मुख्यतः दो श्रेणियों में विभाजित हैं: कार्बन पदार्थ और गैर-कार्बन पदार्थ। कार्बन पदार्थों में ग्रेफाइट ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थ का बाजार-उन्मुख अनुप्रयोग सबसे अधिक है, जिनमें से कृत्रिम ग्रेफाइट और प्राकृतिक ग्रेफाइट के बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग हैं। सिलिकॉन-आधारित ऋणात्मक इलेक्ट्रोड प्रमुख ऋणात्मक इलेक्ट्रोड निर्माताओं के अनुसंधान का केंद्र बिंदु हैं और भविष्य में बड़े पैमाने पर उपयोग किए जाने वाले नए ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पदार्थों में से एक हैं।
लिथियम बैटरियाँसकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के अनुसार लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड बैटरी, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी, टर्नरी बैटरी आदि में वर्गीकृत किया जाता है;
उत्पाद के रूप के अनुसार, उन्हें वर्गाकार बैटरी, बेलनाकार बैटरी और सॉफ्ट-पैक बैटरी में विभाजित किया जाता है;
अनुप्रयोग परिदृश्यों के अनुसार, इन्हें उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऊर्जा भंडारण और पावर बैटरियों में विभाजित किया जा सकता है। इनमें से, उपभोक्ता लिथियम बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से 3C उत्पादों में किया जाता है; ऊर्जा भंडारण बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से घरेलू ऊर्जा भंडारण और वितरित स्वतंत्र विद्युत प्रणाली ऊर्जा भंडारण जैसे सौर ऊर्जा और पवन ऊर्जा उत्पादन में किया जाता है; पावर बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न इलेक्ट्रिक वाहनों, विद्युत उपकरणों और नई ऊर्जा वाहनों में किया जाता है।
निष्कर्ष
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पोस्ट करने का समय: 18-सितम्बर-2024