🙎🏼 ✊🏿 👸🏾 लिथियम-आयन और लिथियम-पॉलिमर बैटरी: मार्केटिंग ट्रिक्स और सामान्य गलतियाँ 🚸 🏿 💅🏼

मैं बार-बार गलत डेटा या नामों का उपयोग करते हुए लेखों और टिप्पणियों (लेखों में बहुत कम अक्सर) के पार आता हूं, जो बाद में तर्क के रूप में दिए जाते हैं, हालांकि वास्तव में वे शुरुआत में गलत हैं। और ये त्रुटियां Giktayms सहित सभी संसाधनों में फैल रही हैं।

इस लेख के साथ, मैं कुछ बिंदुओं को स्पष्ट करना चाहता हूं और एक प्रकार का शैक्षिक कार्यक्रम आयोजित करना चाहता हूं।

लिथियम पॉलिमर बैटरी

मुख्य बात से तुरंत - सार्वजनिक डोमेन में शब्द के तकनीकी अर्थ में लिथियम-पॉलिमर बैटरी नहीं हैं। अंग्रेजी बोलने वाली दुनिया में, हम पहले ही इससे निपट चुके हैं, लेकिन सोवियत संघ के बाद की शब्दावली में कुछ लागतें हैं जो बाजार का उपयोग करती हैं। एक छोटा विषयांतर यह नहीं है कि इसका उपयोग अन्य क्षेत्रों में नहीं किया जाता है, बल्कि कम से कम इस जानकारी को आपकी मूल भाषा में जांचने की संभावना है।

थोड़ा सा इतिहास

किसी भी लिथियम आयन बैटरी में 4 मुख्य घटक होते हैं - दो इलेक्ट्रोड (एनोड और कैथोड), एक इलेक्ट्रोलाइट और एक विभाजक। सभी 4 तत्व विकसित हो गए हैं और आगे विकसित हो रहे हैं। अनुसंधान (1970) की शुरुआत में इलेक्ट्रोलाइट के लिए, दो विकल्प प्रस्तावित थे - तरल या ठोस इलेक्ट्रोलाइट। उस समय, ठोस इलेक्ट्रोलाइट ने ऑपरेशन में अधिक संभावनाओं का वादा किया - इलेक्ट्रोलाइट रिसाव नहीं करता है जब मामला क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो सेल स्वयं अधिक टिकाऊ होता है। मुख्य नुकसान यह था और ठोस इलेक्ट्रोलाइट के उच्च प्रतिरोध रहता है, यह भौतिक विशेषताओं को नकारता है।

वास्तव में, 1990 के दशक की शुरुआत में ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स के विकास के लिए कंपनियों द्वारा आवंटित संसाधनों की मात्रा में कमी आई, जब सोनी ने तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ बैटरी को बाजार में पेश किया। 1988 में ही सोनी को भविष्य में ठोस इलेक्ट्रोलाइट की सफलता पर भरोसा था।

तरल इलेक्ट्रोलाइट कंपनियों पर ध्यान केंद्रित करने के बावजूद विकल्प की तलाश बंद नहीं हुई है। एक विकल्प तथाकथित हाइब्रिड इलेक्ट्रोलाइट्स था। वास्तव में, वे छोटे छेद और एक ही तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ एक विभाजक का उपयोग करते हैं। हालाँकि यह स्पर्श को सूखा महसूस करता है, वास्तव में इसमें इलेक्ट्रोलाइट की मात्रा पारंपरिक बैटरी से भिन्न नहीं होती है। सिद्धांत रूप में, और डिजाइन:

लीकोओ ₂ कैथोड के साथ लिथियम आयन बैटरी के योजनाबद्ध मॉडल और जर्मन में विकिपीडिया से एक ग्रेफाइट एनोड।

ऐसी बैटरियां काफी सामान्य हैं, उनका व्यावसायिक वितरण 2000 के दशक की शुरुआत में शुरू हुआ, लेकिन शारीरिक और रासायनिक रूप से वे लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट के साथ एक ही लिथियम आयन बैटरी हैं और सामान्य तौर पर उनमें से बहुत सारे नहीं हैं।

बाजार पर क्या प्रस्तुत किया जाता है?

बैटरी को वर्गीकृत करने का एक तरीका उसका शरीर है। आज, पैकेजिंग के तीन लोकप्रिय तरीके हैं:

बेलनाकार कोशिकाएँ
प्रिज्मीय कोशिकाएँ
बोरी या थैली का थैला

पहले प्रकार की बैटरी टेस्ला लैपटॉप और कारों में उपयोग के लिए जानी जाती है (यह अपने सबसे सामान्य आकार 18650 का उपयोग करता है)।

दूसरा प्रकार एक परिवर्तित बेलनाकार आकार है। क्रॉस सेक्शन में एल्यूमीनियम संलग्नक, आयत या वर्ग। यह स्थिर उपयोग और परिवहन के लिए लोकप्रिय है।

तीसरे प्रकार में एक नरम मामला होता है और हमेशा एक अंतर्निहित सुरक्षा प्रणाली से सुसज्जित नहीं होता है। वास्तव में, प्रिज्मीय सेल का एक सस्ता संस्करण। इस प्रकार की बैटरी का उपयोग, विशेष रूप से, मोबाइल फोन में किया जाता है।

सूची में अंतिम वाले वही "बहुलक वाले" हैं। उन्हें कई कारणों से बुलाया जाता है। विपणक के लिए सबसे अभिमानी तरीका पॉलिमर से बना एक मामला है, यही कारण है कि वे "बहुलक" हैं।

दूसरा विकल्प एक बहुलक बारीक झरझरा विभाजक का उपयोग है। वास्तव में, पारंपरिक लिथियम आयन बैटरी से अलग नहीं है।

तीसरा विकल्प जो मुझे नहीं मिला है, उसका नाम "बहुलक" देना है, जो बहुलक तत्वों के उपयोग के आधार पर कैथोड, एनोड और अन्य तत्वों के आधार पर दिया गया है। एक नियम के रूप में, यह एक प्लास्टिक के मामले में कई बैटरी में मिलता है।

शब्दावली मुद्दे

अवधारणा विकसित करते समय, यह विचार था कि "लिक्विड इलेक्ट्रोलाइट" शब्द का अर्थ लिथियम नमक के तरल या जेल समाधान से है, जबकि "ठोस इलेक्ट्रोलाइट" शब्द किसी पदार्थ की एक ठोस अवस्था थी। चूंकि, जो वादा किया गया था, उसे बेचने की इच्छा थी, लेकिन आज भी नहीं है, शोधकर्ताओं के बीच भी, जेल इलेक्ट्रोलाइट को "ठोस" इलेक्ट्रोलाइट्स की सूची में शामिल किया गया है, हालांकि इसकी विशेषताएं अभी भी अधिक संभावित संकर हैं। इसलिए, कोई वैज्ञानिक पेपर "ठोस जेल इलेक्ट्रोलाइट" में एक विवरण पा सकता है, जिसे कुछ वैज्ञानिकों द्वारा भ्रामक माना जाता है।

बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स का भविष्य

विकास चल रहा है और भविष्य में, वास्तविक बहुलक इलेक्ट्रोलाइट के साथ बैटरी दिखाई दे सकती है। हालांकि, 2015 तक, कार्बनिक रसायन विज्ञान पर आधारित बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स की प्रयोगशाला के नमूनों ने ठोस प्रगति नहीं दिखाई थी, इसलिए, लेख के प्रकाशन की तारीख के रूप में, निकट भविष्य में, तरल इलेक्ट्रोलाइट से बड़े पैमाने पर पलायन की उम्मीद नहीं है।

बैटरी के प्रकार के साथ समस्याएं

बाजार में कई अलग-अलग प्रकार की लिथियम-आयन बैटरी हैं। उनके पास विभिन्न नाम हैं जो क्षमता या सुरक्षा के संदर्भ में उनकी विशेषताओं का वर्णन करने की अनुमति देते हैं। सामान्य तौर पर, निम्नलिखित प्रकार पाए जा सकते हैं:

लीकोओ ₂ कैथोड के साथ लिथियम कोबाल्ट - सबसे कैपेसिटिव मॉडल में ग्रेफाइट एनोड होता है।
-- LiMn₂O₄, Li₂MnO₃ LMnO, -
---- NMC LiNiMnCoO₂
-- LiFePO₄ (LFP)
---- (NCA) LiNiCoAlO₂
-- (LTO) Li₄Ti₅O₁₂

तुरंत आप नामों की असमानता को नोटिस कर सकते हैं। कुछ का नाम कैथोड के नाम पर रखा गया है, कुछ का नाम एनोड के नाम पर रखा गया है। और अगर पहले मामले में कोई अभी भी संभावना के एक उच्च डिग्री के साथ अनुमान लगाने की कोशिश कर सकता है कि एनोड ग्रेफाइट होगा, तो एनोड द्वारा एक नाम के मामले में, कोई केवल अनुमान लगा सकता है। इसके अलावा, आज विकास चल रहा है और सिद्धांत रूप में, आप LiFePO ₄ कैथोड और Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ anode के साथ बाजार पर एक बैटरी पा सकते हैं , अर्थात्। लिथियम-आयरन-फॉस्फेट लिथियम-टाइटेनेट, जिसमें इस प्रणाली का एक सरल विपणन नाम नहीं है लिंक - ऐसी बैटरी के परीक्षणों के साथ 2013 में एक वैज्ञानिक लेख ।

इतनी बड़ी संख्या में कैथोड और बैटरी के एनोड के अस्तित्व का कारण विभिन्न बैटरी आवश्यकताओं में है। कहीं, अधिक सुरक्षा की आवश्यकता है, और कहीं, क्षमता या शक्ति। आप इस आधार पर संग्रहीत ऊर्जा का अंदाजा लगा सकते हैं कि प्रत्येक प्रकार के कैथोड और एनोड की एक अलग क्षमता होती है, जैसा कि नीचे दी गई छवियों से देखा जा सकता है (लिथियम धातु की क्षमता को 0 V की क्षमता के रूप में चुना जाता है, वोल्टेज अंतर अधिक होता है - शक्ति अधिक होती है, ऊर्जा घनत्व परमाणुओं की संख्या पर निर्भर करता है। लिथियम):

कील विश्वविद्यालय से क्षमता के साथ सामान्य योजना। स्रोत

लेखकों के लेख 2013 Jiantie जू, Shixue डोऊ एट अल। से सामग्री स्रोत

इंजीनियरिंग एंड टेक्नोलॉजी पर्ड्यू स्कूल से एक और तस्वीर। स्रोत

सेल की क्षमता के बीच कनेक्शन की निम्नलिखित खुरदरी छवि और रिचार्जिंग के दौरान बहुत कम डिस्चार्ज या थर्मल अस्थिरता पर लिथियम के धातुकरण की संभावना के कारण का एक सामान्य विचार दे सकता है:

व्याख्यान के दौरान से ली गई छवियां

बाजार पर ऑपरेशन में सबसे असुरक्षित ग्रेफाइट एनोड के साथ लिथियम-कोबाल्ट हैं, सबसे सुरक्षित हैं। कैथोड LiFePO ₄ और एनोड Li ₄ Ti ₅ O _{12 के साथ} । स्वाभाविक रूप से, बीएमएस (बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम) की उपस्थिति जोखिमों को कम करती है, लेकिन उन्हें उपेक्षित नहीं किया जाना चाहिए, सिस्टम एक ही बहुत मजबूत निर्वहन को रोक नहीं सकता है, जो कि ग्रेफाइट एनोड के साथ बैटरी के लिए महत्वपूर्ण है।

सामान्य गलतियाँ

सबसे आम और अक्सर सामना की जाने वाली गलती "साधारण लिथियम-आयन बैटरी" का विरोध है। जैसा कि आप ऊपर देख सकते हैं, "सामान्य" एक जैसी कोई चीज नहीं है। और वोल्टेज अंतर बहुत समान रूप से कैथोड के लिए भिन्न हो सकता है और कैथोड और एनोड के विभिन्न सेट के लिए समान है।

दूसरी त्रुटि, इतनी महत्वपूर्ण नहीं, पिछले पैराग्राफ से जुड़ी, कैथोड LiFePO ₄ की सामग्री का लेखन निम्नानुसार है - LiFeP o ₄ । यहां भ्रम काफी आम है और तुरंत पता चलता है कि आप इस तरह के स्रोत पर कैसे भरोसा कर सकते हैं।

एक और बड़ी गलती एक लीओ बैटरी का लिथियम-आयन से विरोध है। यहाँ कुछ तुलना विकल्प हैं। पहला एक सामान्य एक है, जो बाजार पर बहुलक इलेक्ट्रोलाइट बैटरी के अस्तित्व के बारे में गलत धारणा से जुड़ा है। दूसरा, जिसमें एक संकीर्ण अनुप्रयोग होता है, जिसे आमतौर पर निम्नानुसार आवाज दी जाती है: "लिथियम-पॉलिमर बैटरी [मामले के बारे में भाषण] एलएफपी / एलटीओ / एनसीए (आवश्यक स्थानापन्न) से बेहतर / खराब है।"

इसमें बॉडी टाइप और फिलिंग का मिश्रण होता है।

उदाहरण के लिए, यहां आप लिथियम-पॉलीमर प्रारूप (इस मामले में प्रिज्मीय केस) में एलएफपी बैटरी के बारे में पढ़ सकते हैं।

बैटरी A बैटरी B से अधिक लंबी है

यह बिक्री के दौरान तर्क के लिए तथ्यों की एक और अजीब बात है। इस पद्धति का उपयोग विभिन्न प्रकार की बैटरी के लिए किया जाता है, लेकिन अक्सर बैटरी के एलएफपी संस्करण की तुलना लिथियम-कोबाल्ट या एनएमसी के साथ ग्रेफाइट कैथोड के साथ की जाती है। इंटरनेट पर लेखों में, विज्ञापन और सरल रूप से लोकप्रिय दोनों, आप LFP के पक्ष में 2000 से 500 में पूर्ण समतुल्य चक्रों का अनुपात पा सकते हैं और इसके परिणामस्वरूप - पहली की महत्वपूर्ण श्रेष्ठता के बारे में एक कहानी।

कई अशुद्धियाँ हैं। सबसे पहले, 2005-2006 से लिथियम-कोबाल्ट पर लेखों की सबसे बड़ी संख्या, जबकि 2012-2013 से एलएफपी के लिए। साइकिल डेटा इन लेखों पर आधारित है। फिर भी, विकास बंद नहीं हुआ और सभी प्रकार की बैटरी के लिए समान रूप से सक्रिय था, और अंतराल एक ही समय अंतराल में इतना बड़ा नहीं था। दूसरे, बैटरी अपने जीवन में जितनी ऊर्जा संचारित करेगी, वह निर्दिष्ट नहीं है, लेकिन समान आकार के साथ, LFP की क्षमता कम होती है।
मुख्य लाभ के लिए - चक्रों की एक बड़ी संख्या, अगर हम नए शोध लेते हैं और समान परिस्थितियों में धारावाहिक नमूनों की तुलना करते हैं, तो अंतर नाटकीय नहीं है। कुल मिलाकर, यह 20-30% (उदाहरण के लिए, 40 ° C के लिए 800 चक्र बनाम 1000) है, जो हमेशा एक ही LFP की खरीद को सही नहीं ठहराता है, क्योंकि पूरे जीवन चक्र में छोटे वोल्टेज अंतर के कारण कम ऊर्जा स्थानांतरित की जाएगी।

प्रत्यक्ष तुलना के साथ कोई स्रोत नहीं हैं, क्योंकि परीक्षण प्रक्रिया स्वयं लंबी और महंगी है, प्रतिभागियों के नामों का खुलासा नहीं करने पर समझौतों द्वारा जटिल है, लेकिन कई आंकड़ों से तुलना करने पर, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि आज सभी संभावित परिदृश्यों में बैटरी जीवन के संदर्भ में सभी लिथियम आयन बैटरी के लिए समान विशेषताएं हैं, सहित और आसान भंडारण। ये आंकड़े, उदाहरण के लिए, 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 में दिए गए हैं ।

अन्य स्रोत

BU-206: लिथियम-पॉलिमर: पदार्थ या प्रचार?

Kazuo Murata, Shuichi Izuchi, Youetsu Yoshihisa "ठोस बहुलक इलेक्ट्रोलाइट बैटरियों के अनुसंधान और विकास का अवलोकन"

ए मैनुअल मैनुअल, केएस नहम "लिथियम बैटरी के लिए मिश्रित बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स की समीक्षा करें। पॉलिमर "

डी। गोलोडनित्सक्या, ई। स्ट्रॉस, ई। पेलेडा और एस। ग्रीनबम " समीक्षा - पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट्स में ऑर्डर और डिसऑर्डर "

लिथियम आयन बैटरी पर मेरा पिछला लेख - लिथियम आयन बैटरी का संचालन

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बहुलक इलेक्ट्रोलाइट्स का भविष्य

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सामान्य गलतियाँ

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