क्रांति खत्म हो गई। क्या लिथियम आयन बैटरी का कोई विकल्प है?

हाल ही में, हमने लिथियम-आयन बैटरी के आविष्कार के इतिहास के बारे में बात की , जिसने पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रेरणा दी। हर साल, तकनीकी मीडिया हमें आगामी ऊर्जा क्रांति के बारे में सूचित करता है - बस थोड़ा सा, एक और साल या दो, और दुनिया शानदार विशेषताओं के साथ बैटरी देखेंगे। जैसे-जैसे समय बीत रहा है, और क्रांति दिखाई नहीं दे रही है, हमारे फोन, लैपटॉप, क्वाड्रोकॉप्टर, इलेक्ट्रिक वाहन और स्मार्ट घड़ियों में, लिथियम-आयन बैटरी के विभिन्न संशोधन अभी भी स्थापित हैं। तो सभी अभिनव बैटरी कहां गईं और क्या कोई ली-आयन विकल्प है?

बैटरी क्रांति का इंतजार कब करें?

यह आपको परेशान करने के लिए एक दया है, लेकिन यह पहले ही बीत चुका है। यह सिर्फ एक-दो दशकों तक खिंचता रहा और इसीलिए लगभग अप्रभावित रहा। तथ्य यह है कि लिथियम आयन बैटरी का आविष्कार रासायनिक बैटरी के विकास की परिणति था।

रासायनिक वर्तमान स्रोत तत्वों के बीच एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया पर आधारित हैं। आवर्त सारणी में केवल 90 प्राकृतिक तत्व हैं जो इस तरह की प्रतिक्रिया में भाग ले सकते हैं। इसलिए, लिथियम चरम विशेषताओं के साथ एक धातु निकला: सबसे कम द्रव्यमान, सबसे कम इलेक्ट्रोड क्षमता (-3.05 वी) और उच्चतम वर्तमान लोड (3.83 ए · एच / जी)।

लिथियम पृथ्वी पर सबसे अच्छा कैथोड सक्रिय पदार्थ है। अन्य तत्वों का उपयोग करने से एक विशेषता में सुधार हो सकता है और अनिवार्य रूप से एक और खराब हो सकता है। यही कारण है कि लिथियम बैटरी के साथ प्रयोग अब 30 वर्षों से चल रहे हैं - सामग्री के संयोजन से, जिसमें हमेशा लिथियम होता है, शोधकर्ता सही विशेषताओं के साथ प्रकार की बैटरी बना रहे हैं जो बहुत ही संकीर्ण अनुप्रयोग पाते हैं। लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड कैथोड के साथ अच्छी पुरानी बैटरी, जो पिछली शताब्दी के 80 के दशक से हमारे पास आई थी, अभी भी वोल्टेज, वर्तमान लोड और ऊर्जा घनत्व के उत्कृष्ट संयोजन के कारण सबसे आम और सार्वभौमिक माना जा सकता है।

इसलिए, जब मीडिया के मुख के माध्यम से अगला स्टार्टअप दिन-प्रतिदिन दुनिया को ऊर्जा क्रांति का वादा करता है, तो वैज्ञानिक इस तथ्य के बारे में विनम्र रूप से चुप हैं कि नई बैटरी में कुछ समस्याएं और सीमाएं हैं जो अभी तक हल नहीं हुई हैं। वे आमतौर पर हल नहीं किया जा सकता है।

"क्रांतिकारी" बैटरी की मुख्य समस्या

आज, विभिन्न रासायनिक रचनाओं के साथ कई प्रकार की बैटरी हैं, जिसमें लिथियम का उपयोग किए बिना शामिल है। प्रत्येक प्रकार की अपनी विशेषताओं के साथ एक निश्चित प्रकार की तकनीक में इसका अनुप्रयोग पाया गया है। कॉम्पैक्ट स्मार्टफोन में लाइट, पतली और हाई-वोल्टेज लिथियम-कोबाल्ट बैटरी लंबे समय से निर्धारित हैं। हार्डी, शक्तिशाली, लेकिन बहुत बड़े आकार की लिथियम-टिटानेट बैटरी सार्वजनिक परिवहन में फिट होती हैं। और कम क्षमता वाली अग्निरोधक लिथियम फॉस्फेट कोशिकाओं का उपयोग बिजली संयंत्रों में बड़े सरणियों के रूप में किया जाता है।

लेकिन फिर भी, यह उपभोक्ता मोबाइल उपकरणों के लिए लिथियम-कोबाल्ट बैटरी है जो सबसे अधिक मांग में हैं। प्रति यूनिट आयतन में उच्च ऊर्जा की तीव्रता को बनाए रखते हुए वे जो मुख्य मानदंड हैं, वे 3.6 V के उच्च वोल्टेज हैं। दुर्भाग्य से, कई वैकल्पिक प्रकार की लिथियम बैटरी में बहुत कम वोल्टेज होता है - 3.0 वी से नीचे और 2.0 वी से भी कम - जिससे आधुनिक स्मार्टफोन को पावर देना असंभव है।

किसी भी विशेषता के उपखंड को बैटरी को कोशिकाओं में संयोजित करके मुआवजा दिया जा सकता है, लेकिन फिर आयाम बढ़ते हैं। इसलिए अगर चमत्कारी विशेषताओं वाली अगली होनहार बैटरी मोबाइल उपकरणों या इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग के लिए अनुपयुक्त है, तो इसका भविष्य लगभग पूर्व निर्धारित होने की गारंटी है। हमें 100 हजार चक्रों और फास्ट चार्जिंग वाले जीवन के लिए बैटरी की आवश्यकता क्यों है, जिसमें से आप केवल हाथों से कलाई घड़ी का उपयोग कर सकते हैं?

असफल प्रयोग

नीचे वर्णित सभी बैटरियों को असफल नहीं माना जा सकता है - कुछ को बहुत लंबे विकास की आवश्यकता होती है, कुछ को अपना आवेदन स्मार्टफोन में नहीं, बल्कि विशेष उपकरण में मिल सकता है। फिर भी, इन सभी घटनाओं को स्मार्टफोन में लिथियम आयन बैटरी के प्रतिस्थापन के रूप में तैनात किया गया था।

2007 में, लेडेन एनर्जी, एक अमेरिकी स्टार्टअप, ने बनाने के लिए कई उद्यम पूंजी कोषों से निवेश में $ 4.5 मिलियन प्राप्त किए, जैसा कि उन्होंने दावा किया, लिथियम-आयन बैटरी की एक नई पीढ़ी । कंपनी ने एक नए इलेक्ट्रोलाइट (सॉल्वेंट-इन-सॉल्ट) और एक सिलिकॉन कैथोड का इस्तेमाल किया, जिसने 300 डिग्री सेल्सियस तक उच्च तापमान के लिए ऊर्जा की तीव्रता और प्रतिरोध में काफी वृद्धि की। विकास के आधार पर लैपटॉप बैटरी बनाने का प्रयास विफल रहा, इसलिए लेडन एनर्जी इलेक्ट्रिक कार बाजार में स्थानांतरित हो गई।

दसियों लाख डॉलर के लगातार जलसेक के बावजूद, कंपनी स्थिर विशेषताओं के साथ बैटरी का उत्पादन स्थापित करने में सक्षम नहीं थी - संकेतक कॉपी से कॉपी तक तैरते थे। यदि कंपनी के पास अधिक समय और वित्तपोषण होता, तो शायद 2012 में उसे उपकरण, पेटेंट बेचने और किसी अन्य ऊर्जा कंपनी A123 सिस्टम्स के विंग के अधीन नहीं जाना पड़ता।

लिथियम मेटल बैटरी नई नहीं हैं: इनमें कोई भी गैर-रिचार्जेबल लिथियम बैटरी शामिल नहीं है। SolidEnergy ने रिचार्जेबल लिथियम मेटल सेल बनाने के लिए सेट किया है। नए उत्पाद में लिथियम-कोबाल्ट बैटरी की तुलना में ऊर्जा की तीव्रता दोगुनी थी। यही है, पिछले वॉल्यूम में दो बार ज्यादा ऊर्जा के लिए फिट होना संभव था। कैथोड पर पारंपरिक ग्रेफाइट के बजाय, उन्होंने लिथियम-धातु पन्नी का इस्तेमाल किया। हाल तक तक, लिथियम धातु की बैटरी डेन्ड्राइट्स की वृद्धि (वुडी मेटल संरचनाओं के एनोड और कैथोड पर बढ़ने) के कारण बेहद विस्फोटक थी, जिसके कारण शॉर्ट सर्किट हो गया, लेकिन इलेक्ट्रोलाइट को सल्फर और फॉस्फोरस के अलावा ने डेंड्राइट्स से छुटकारा पाने में मदद की (हालांकि सॉलिडएनेर्जी में अभी तक तकनीक नहीं है। )। सॉलिडएनेर्जी बैटरियों की ज्ञात समस्याओं के बीच बहुत अधिक कीमत के अलावा, एक लंबा शुल्क है - प्रति घंटे क्षमता का 20%।

समान क्षमता के लिथियम-धातु और लिथियम-आयन बैटरी के आकार की तुलना। स्रोत: सॉलिडएनेर्जी सिस्टम्स

2010 में सल्फर-मैग्नीशियम तत्वों पर सक्रिय काम शुरू हुआ, जब टोयोटा ने इस क्षेत्र में अनुसंधान की घोषणा की। ऐसी बैटरियों में एनोड मैग्नीशियम (एक अच्छा, लेकिन समकक्ष लिथियम एनालॉग नहीं है), कैथोड में सल्फर और ग्रेफाइट होते हैं, और इलेक्ट्रोलाइट NaCl का एक साधारण नमक समाधान है। इलेक्ट्रोलाइट के साथ समस्या यह है कि यह सल्फर को नष्ट कर देता है और बैटरी को निष्क्रिय कर देता है, इसलिए आपको उपयोग करने से तुरंत पहले इलेक्ट्रोलाइट को भरना होगा।

टोयोटा इंजीनियरों ने गैर-न्यूक्लियोफिलिक कणों से एक इलेक्ट्रोलाइट बनाया, गैर-सल्फर के लिए आक्रामक। जैसा कि यह निकला, एक स्थिर बैटरी अभी भी लंबे समय तक उपयोग करना असंभव है, क्योंकि 50 चक्रों के बाद इसकी क्षमता आधी हो जाती है। 2015 में, लिथियम-आयन एडिटिव को बैटरी में एकीकृत किया गया था, और एक और दो वर्षों के बाद, इलेक्ट्रोलाइट को अपडेट किया गया, जिससे बैटरी का जीवन 110 चक्रों तक पहुंच गया। ऐसी मूडी बैटरी पर काम करने का एकमात्र कारण उच्च सैद्धांतिक ऊर्जा की तीव्रता (1722 Wh / kg) है। लेकिन यह पता चल सकता है कि जब तक सफल प्रोटोटाइप दिखाई देते हैं, तब तक मैग्नीशियम-सल्फर तत्वों की आवश्यकता नहीं होगी।

ऊर्जा भंडारण के बजाय पीढ़ी

कुछ शोधकर्ता विपरीत से जाने का प्रस्ताव देते हैं: स्टोर नहीं करते हैं, लेकिन डिवाइस में सीधे ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। क्या स्मार्टफोन को छोटे पावर स्टेशन में बदलना संभव है? पिछले एक दशक में, मुख्य माध्यमों से रिचार्ज करने की आवश्यकता के गैजेट्स से छुटकारा पाने के कई प्रयास किए गए हैं। यह देखते हुए कि हम अब स्मार्टफ़ोन कैसे चार्ज करते हैं, प्रयास असफल रहे - आइए हम सबसे "सफल" आविष्कारों को याद करें।

मेथनॉल प्रत्यक्ष अपघटन ईंधन सेल (DFMC)। 2000 के दशक के मध्य में मेथनॉल ईंधन कोशिकाओं को मोबाइल प्रौद्योगिकी में पेश करने का प्रयास शुरू हुआ। इस समय, लंबे समय तक पुश-बटन वाले फोन से एक संक्रमण था, जिसमें बड़ी स्क्रीन वाले लिथियम-आयन बैटरी की मांग थी, जो अधिकतम दो दिनों तक चलती थी, इसलिए तुरंत रिचार्ज करने का विचार बहुत आकर्षक लगता था।

ईंधन सेल में, बहुलक झिल्ली पर मेथनॉल, जो इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है, कार्बन डाइऑक्साइड के ऑक्सीकरण होता है। हाइड्रोजन प्रोटॉन कैथोड के लिए गुजरता है, ऑक्सीजन के साथ मिलकर पानी बनाता है। Nuance: एक प्रभावी प्रतिक्रिया के लिए लगभग 120 ° C तापमान की आवश्यकता होती है, लेकिन इसे प्लैटिनम उत्प्रेरक से बदला जा सकता है, जो स्वाभाविक रूप से तत्व की लागत को प्रभावित करता है।

यह एक ईंधन सेल को टेलीफोन के मामले में फिट करने के लिए असंभव हो गया: ईंधन डिब्बे बहुत समग्र निकला। इसलिए, 2000 के दशक के अंत तक, DFMC के विचार ने पोर्टेबल बैटरी (पावर बैंक) के रूप में आकार ले लिया। 2009 में, तोशिबा ने डायनारियो नामक एक धारावाहिक मेथनॉल पावर बैंक लॉन्च किया। इसका वज़न 280 ग्राम था और आधुनिक पोर्टेबल बैटरी 30,000 mAh आकार में थी, यानी यह एक हथेली के आकार की थी। जापान में डायनारियो की कीमत $ 508 मेथनॉल प्रत्येक के पांच शीशियों के एक सेट के लिए $ 328 और एक अन्य $ 36 थी। एक "ईंधन भरने" के लिए 14 मिलीलीटर की आवश्यकता होती है, इसकी मात्रा 500 एमए के वर्तमान के साथ यूएसबी के माध्यम से एक पुश-बटन टेलीफोन के दो आरोपों के लिए पर्याप्त थी।

तोशिबा डायनारियो ईंधन भरने और संचालन वीडियो

3,000 प्रतियों के प्रायोगिक बैच के जारी होने के बाद चीजें आगे नहीं बढ़ीं, क्योंकि ईंधन बिजली बैंक बहुत विवादास्पद हो गया: अपने आप में महंगा, महंगे उपभोग्य सामग्रियों और एक फोन चार्ज की उच्च लागत (एक बटन के लिए लगभग $ 1) के साथ। इसके अलावा, मेथनॉल विषाक्त है और कुछ देशों में बेचने और यहां तक ​​कि खरीद के लिए लाइसेंस की आवश्यकता होती है।

पारदर्शी सौर पैनल। सौर पैनल सूर्य की अंतहीन (हमारी सदी में) ऊर्जा की निकासी के लिए एक उत्कृष्ट समाधान है। इस तरह के पैनलों में उच्च लागत और कम बिजली की दक्षता होती है, जबकि वे बिजली पैदा करने का सबसे आसान तरीका है। लेकिन मानव जाति का असली सपना पारदर्शी सौर पैनल है, जिसे घरों, कारों और ग्रीनहाउस की खिड़कियों में कांच के बजाय स्थापित किया जा सकता है। तो कहने के लिए, व्यापार को खुशी के साथ मिलाएं - बिजली उत्पादन और अंतरिक्ष की प्राकृतिक रोशनी। अच्छी खबर यह है कि पारदर्शी सौर पैनल मौजूद हैं। बुरी बात यह है कि वे व्यावहारिक रूप से बेकार हैं।


डेवलपर और मिशिगन विश्वविद्यालय एक फ्रेम के बिना एक पारदर्शी पैनल दिखाता है। स्रोत: YouTube / मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी

प्रकाश के फोटोन को "पकड़ने" और उन्हें बिजली में बदलने के लिए, सौर पैनल, सिद्धांत रूप में, पारदर्शी नहीं हो सकता है, लेकिन नई पारदर्शी सामग्री यूवी और आईआर विकिरण को अवशोषित कर सकती है, सब कुछ अवरक्त रेंज में परिवर्तित कर सकती है और इसे पैनल के किनारों पर हटा सकती है। पारदर्शी पैनल के किनारों पर, साधारण सिलिकॉन फोटोवोल्टिक पैनलों को एक फ्रेम के रूप में स्थापित किया जाता है, जो अवरक्त रेंज में निकाले गए प्रकाश को पकड़ते हैं और बिजली पैदा करते हैं। प्रणाली केवल 1-3% की दक्षता के साथ काम करती है ... आधुनिक सौर पैनलों की औसत दक्षता 20% है।

समाधान की संदिग्ध प्रभावशीलता से अधिक होने के बावजूद, 2014 में प्रसिद्ध घड़ी निर्माता TAG Heuer ने प्रीमियम टैग फोन टैग Heuer Meridiist Infinite की घोषणा की, जिसमें स्क्रीन के शीर्ष पर Wysis द्वारा निर्मित एक पारदर्शी सौर पैनल स्थापित किया गया था। यहां तक ​​कि स्मार्टफ़ोन के समाधान की घोषणा के दौरान, Wysis ने 1 सेमी 2 स्क्रीन के साथ लगभग 5 mW के ऐसे सौर चार्ज की शक्ति का वादा किया, जो बेहद छोटा है। उदाहरण के लिए, यह iPhone X स्क्रीन के लिए केवल 0.4 W है। यह देखते हुए कि Apple स्मार्टफोन के पूर्ण एडॉप्टर की 5 W की अश्लील कम शक्ति के लिए आलोचना की जाती है, यह स्पष्ट है कि आप इसे 0.4 W के साथ चार्ज नहीं कर सकते।

वैसे, मेथनॉल के साथ यह काम नहीं करता था, लेकिन हाइड्रोजन मिरा इलेक्ट्रिक कारों और तोशिबा मोबाइल पावर प्लांट का आधार बनकर हाइड्रोजन फ्यूल सेल को जीवन का टिकट मिला।

और क्या हुआ: ली-आयन के साथ सफल प्रयोग

सफलता उन लोगों द्वारा प्राप्त की गई, जिन्होंने किसी भी कीमत पर दुनिया को बदलने की जल्दी नहीं की, लेकिन बस बैटरी की व्यक्तिगत विशेषताओं में सुधार करने पर काम किया। कैथोड सामग्री को बदलने से वोल्टेज, ऊर्जा की तीव्रता और बैटरी जीवन प्रभावित होता है। अगला, हम आदी घटनाक्रमों के बारे में बात करेंगे, जो एक बार फिर लिथियम-आयन प्रौद्योगिकी की सार्वभौमिकता की पुष्टि करते हैं - प्रत्येक "क्रांतिकारी" विकास के लिए एक अधिक कुशल और सस्ता मौजूदा एनालॉग है।

लिथियम कोबाल्ट (LiCoO2, या LCO)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.6 V, 200 W · h / kg तक की ऊर्जा खपत, 1000 चक्रों तक का जीवनकाल। ग्रेफाइट एनोड, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड कैथोड, ऊपर वर्णित क्लासिक बैटरी। यह संयोजन मोबाइल उपकरणों के लिए बैटरी में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है, जहां प्रति यूनिट मात्रा में उच्च ऊर्जा खपत की आवश्यकता होती है।

लिथियम मैंगनीज (LiMn2O4, या LMO)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.7 V, 150 W · h / kg तक ऊर्जा की खपत, जीवन काल 700 चक्र तक। लिथियम आयन बैटरी की बिक्री शुरू होने से पहले ही पहली प्रभावी वैकल्पिक संरचना विकसित की गई थी। कैथोड में, लिथियम-मैंगनीज स्पीनल का उपयोग किया गया था, जिसने आंतरिक प्रतिरोध को कम करना और आउटपुट वर्तमान में काफी वृद्धि करना संभव बना दिया। लिथियम-मैंगनीज बैटरी का उपयोग वर्तमान उपकरणों, जैसे बिजली के उपकरणों की मांग में किया जाता है।

लिथियम-निकल-मैंगनीज-कोबाल्ट (LiNiMnCoO2, या NMC)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.7 V, ऊर्जा की खपत 220 W · h / kg तक, जीवन समय 2000 चक्र तक। निकल, मैंगनीज और कोबाल्ट का संयोजन बहुत सफल रहा, बैटरी ने ऊर्जा की तीव्रता और दिए गए वर्तमान की शक्ति दोनों को बढ़ाया। उसी "बैंकों" में, 18650 क्षमता बढ़कर 2800 mAh हो गई, और अधिकतम आउटपुट करंट 20 A तक था। NMC बैटरियां ज्यादातर इलेक्ट्रिक वाहनों में लगाई जाती हैं, कभी-कभी लिथियम-मैंगनीज कोशिकाओं के साथ उन्हें पतला करती हैं, क्योंकि ऐसी बैटरियों का जीवनकाल लंबा होता है।


निर्माता की गणना के अनुसार नई एनएमसी-बैटरी इलेक्ट्रिक कार निसान लीफ 22 साल तक जीवित रहेगी। पिछली एलएमओ बैटरी की क्षमता कम थी और इसने बहुत तेजी से पहनी थी। स्रोत: निसान

लिथियम आयरन फॉस्फेट (LiFePO4, या LFP)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.3 V, 120 W · h / kg तक की ऊर्जा खपत, 2000 चक्र तक का जीवनकाल। 1996 में खोजा गया, इस संरचना ने amperage को बढ़ाने और लिथियम आयन बैटरी के जीवन चक्र को 2000 तक बढ़ाने में मदद की। लिथियम फॉस्फेट बैटरी अपने पूर्ववर्तियों की तुलना में सुरक्षित हैं, बेहतर ओवरचार्जिंग का सामना करते हैं। यह सिर्फ उनकी ऊर्जा की तीव्रता मोबाइल उपकरणों के लिए उपयुक्त नहीं है - जब वोल्टेज 3.2 V तक उठाया जाता है, तो लिथियम-कोबाल्ट संरचना के सापेक्ष ऊर्जा की तीव्रता कम से कम आधे से कम हो जाती है। लेकिन दूसरी ओर, एलएफपी कम आत्म-निर्वहन दिखाता है और कम तापमान के लिए एक विशेष धीरज है।


145.6 kWh की कुल क्षमता के साथ लिथियम फॉस्फेट कोशिकाओं की एक सरणी। ऐसे सरणियों का उपयोग सौर पैनलों से ऊर्जा को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने के लिए किया जाता है। स्रोत: यो-को-मैन / विकिमीडिया

लिथियम निकल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम ऑक्साइड (LiNiCoAlO2, या NCA)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 3.6 V, 260 W · h / kg तक बिजली की खपत, 500 चक्रों तक का जीवनकाल। एनएमसी बैटरी के समान ही, इसमें उत्कृष्ट बिजली की खपत होती है, जो 3.6 वी के नाममात्र वोल्टेज वाले अधिकांश उपकरणों के लिए उपयुक्त है, लेकिन उच्च लागत और मामूली जीवन (लगभग 500 चार्ज चक्र) एनसीए बैटरी को प्रतियोगियों को हराने की अनुमति नहीं देते हैं। अब तक, उनका उपयोग केवल कुछ इलेक्ट्रिक वाहनों में किया जाता है।

होली ऑफ होली का प्रदर्शन - टेस्ला मॉडल एस इलेक्ट्रिक बैटरी सेल एनसीए

लिथियम टाइटानाट (Li4Ti5O12, या SCiB / LTO)। ऑपरेटिंग वोल्टेज: 2.4 V, 80 W · h / kg तक ऊर्जा की खपत, 7000 चक्रों तक जीवन समय (SCiB: 15 000 चक्र तक)। लिथियम आयन बैटरी के सबसे दिलचस्प प्रकारों में से एक है जिसमें एनोड लिथियम टाइटानैनेट नैनोक्रिस्टल के होते हैं। स्फटिकों ने ग्रेफाइट में एनोड के सतह क्षेत्र को 3 एम 2 / जी से 100 एम 2 / जी तक बढ़ाने में मदद की, यानी 30 गुना से अधिक! लिथियम-टायनेटेट बैटरी पूरी क्षमता तक पांच गुना तेजी से चार्ज होती है और अन्य बैटरियों की तुलना में दस गुना अधिक विद्युत प्रवाह करती है। हालांकि, लिथियम-टाइटनेट बैटरी की अपनी बारीकियां हैं जो बैटरी के दायरे को सीमित करती हैं। अर्थात्, कम वोल्टेज (2.4 V) और ऊर्जा की खपत अन्य लिथियम आयन बैटरी की तुलना में 2-3 गुना कम है। इसका मतलब यह है कि एक समान क्षमता प्राप्त करने के लिए, लिथियम-टाइटन बैटरी को कई बार बढ़ाया जाना चाहिए, यही कारण है कि आप इसे एक ही स्मार्टफोन में नहीं डाल सकते।


45 आह की क्षमता के साथ तोशिबा एससीआईबी मॉड्यूल, रेटेड वोल्टेज 27.6 वी और निर्वहन वर्तमान 160 ए (350 ए तक पल्स)। इसका वजन 15 किलोग्राम और एक जूते के बक्से का आकार: 19x36x12 सेमी है। स्रोत: तोशिबा

लेकिन लिथियम-टाइटेनियम बैटरी तुरंत परिवहन में प्रवेश कर गई, जहां तेज चार्जिंग, त्वरण के दौरान उच्च धाराएं और ठंड के प्रतिरोध महत्वपूर्ण हैं। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक कारें Honda Fit-EV, मित्सुबिशी i-MiEV और मास्को इलेक्ट्रिक बसों में! परियोजना की शुरुआत में, मास्को बसों ने एक अलग प्रकार की बैटरी का उपयोग किया, जिससे मार्ग के साथ पहले मार्ग के बीच में भी समस्याएँ पैदा हुईं, लेकिन तोशिबा लिथियम-टाइटनैट बैटरी स्थापित करने के बाद, डिस्चार्ज किए गए इलेक्ट्रिक बसों के बारे में अधिक संदेश नहीं थे। तोशिबा एससीबी बैटरी, एनोड में टाइटेनियम-नाइओबियम के उपयोग के लिए धन्यवाद, 90% तक की क्षमता को केवल 5 मिनट में बहाल करते हैं - अंतिम स्टॉप पर बस के लिए अनुमेय समय, जहां एक चार्जिंग स्टेशन है। चार्जिंग साइकल की संख्या जो एक एससीआईबी बैटरी 15,000 से अधिक का सामना कर सकती है।

तोशिबा लिथियम टाइटेनियम बैटरी रिसाव परीक्षण। इसमें आग लगेगी या नहीं?

ऊर्जा विलक्षणता

आधी सदी से अधिक समय से, मानवता परमाणु ऊर्जा को बैटरी में डालने का सपना देख रही है, जो कई वर्षों तक बिजली प्रदान करेगी। वास्तव में, 1953 में, एक बीटावोल्टिक तत्व का आविष्कार किया गया था, जिसमें, एक रेडियोधर्मी आइसोटोप के बीटा क्षय के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों ने अर्धचालक परमाणुओं को आयनों में बदल दिया, जिससे एक विद्युत प्रवाह बना। इस तरह की बैटरी का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, पेसमेकर में।

स्मार्टफोन के बारे में क्या? अब तक कुछ भी नहीं, परमाणु तत्वों की शक्ति नगण्य है, इसे मिलीवेट्स और यहां तक ​​कि माइक्रोवेव में भी मापा जाता है। आप एक ऑनलाइन स्टोर में भी ऐसी बैटरी खरीद सकते हैं, हालांकि, यहां तक ​​कि कुख्यात कलाई घड़ी भी इससे काम नहीं करेगी।


परमाणु बैटरी के लिए कब तक इंतजार करें? कृपया, सिटी लैब्स P200 - 2.4 V, 20 साल की सेवा, हालांकि, पावर 0.0001 W तक है और कीमत लगभग $ 8000 है। स्रोत: सिटी लैब्स

स्थिर लिथियम आयन बैटरी के आविष्कार के बाद से उनके बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू होने में 10 से अधिक साल बीत चुके हैं। शायद एक शक्ति स्रोत के बारे में नवीनतम समाचारों में से एक भविष्यवाणी बन जाएगा, और 2030 के दशक तक हम लिथियम को अलविदा कहेंगे और फोन की दैनिक चार्जिंग की आवश्यकता होगी। लेकिन अभी के लिए, यह लिथियम-आयन बैटरी है जो पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और इलेक्ट्रिक वाहनों के क्षेत्र में प्रगति निर्धारित करते हैं।