Li-ion බැටරිය
අන්තර්ගතය
ලිතියම් අයන බැටරිය හෝ ලිතියම් අයන බැටරිය යනු ලිතියම් බැටරි වර්ගයකි
විද්‍යුත් සංචලනය සඳහා නැගී එන තාක්ෂණයන්
ස්මාර්ට්ෆෝන්, ඔන්-බෝඩ් කැමරා, ඩ්‍රෝන, බල මෙවලම්, විද්‍යුත් යතුරුපැදි, ස්කූටර ... ලිතියම් බැටරි අද අපගේ එදිනෙදා ජීවිතයේදී බහුලව දක්නට ලැබෙන අතර බොහෝ භාවිතයන් විප්ලවීය වෙනසක් සිදු කර ඇත. නමුත් ඔවුන් සැබවින්ම ගෙන එන්නේ කුමක්ද සහ ඒවා තවමත් පරිණාමය විය හැකිද?
කතාව
1970 ගණන්වල තමයි ස්ටැන්ලි විටින්හැම් විසින් ලිතියම් අයන බැටරිය හඳුන්වා දුන්නේ. 1986 දී John B. Goodenough සහ Akiro Yoshino විසින් දෙවැන්නාගේ කාර්යය දිගටම කරගෙන යනු ඇත. 1991 දී Sony සමාගම එවැනි පළමු බැටරිය වෙළඳපොළට නිකුත් කර තාක්ෂණික විප්ලවයක් ආරම්භ කළේ නැත. 2019 දී සම-නිපදවුම්කරුවන් තිදෙනෙකුට රසායන විද්‍යාව පිළිබඳ නොබෙල් ත්‍යාගය පිරිනමන ලදී.
එය ක්රියාත්මක වන්නේ කෙසේද?
ලිතියම්-අයන බැටරියක් ඇත්ත වශයෙන්ම විදුලි ශක්තිය ගබඩා කර ආපසු ලබා දෙන ලිතියම්-අයන සෛල කිහිපයක ඇසුරුමකි. බැටරියක් ප්‍රධාන සංරචක තුනක් මත පදනම් වේ: ධන ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක්, කැතෝඩයක් ලෙසද, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක්, ඇනෝඩයක් ලෙසද, ඉලෙක්ට්‍රෝලය, සන්නායක ද්‍රාවණයක් ලෙසද හැඳින්වේ.
බැටරිය විසර්ජනය වූ විට, ඇනෝඩය ඉලෙක්ට්‍රෝලය හරහා ඉලෙක්ට්‍රෝන කැතෝඩයට විමෝචනය කරයි, එය ධනාත්මක අයන හුවමාරු කරයි. ආරෝපණය කිරීමේදී චලනය වෙනස් වේ.
එබැවින්, මෙහෙයුම් මූලධර්මය "ඊයම්" බැටරිය සඳහා සමාන වේ, මෙහි ඉලෙක්ට්රෝඩවල ඊයම් සහ ඊයම් ඔක්සයිඩ් කුඩා ලිලී සහ මිනිරන් ඇනෝඩයක් ඇතුළත් කොබෝල්ට් ඔක්සයිඩ් කැතෝඩයක් මගින් ප්රතිස්ථාපනය වේ. එලෙසම, සල්ෆියුරික් අම්ලය හෝ ජල ස්නානය ලිතියම් ලවණවල ඉලෙක්ට්‍රෝලයකට මග පාදයි.
අද භාවිතා කරන ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රව ස්වරූපයෙන් පවතී, නමුත් පර්යේෂණ ඝන, ආරක්ෂිත සහ වඩා කල් පවතින විද්‍යුත් විච්ඡේදකයක් කරා ගමන් කරයි.
වාසි
පසුගිය වසර 20 තුළ ලිතියම්-අයන බැටරිය අන් සියල්ලන්ම අභිබවා ගොස් ඇත්තේ ඇයි?
පිළිතුර සරලයි. මෙම බැටරිය විශිෂ්ට ශක්ති ඝනත්වයක් සපයන අතර එම නිසා ඊයම්, නිකල් හා සසඳන විට බර ඉතුරුම් සඳහා එම කාර්ය සාධනය සපයයි ...
මෙම බැටරි ද සාපේක්ෂව අඩු ස්වයං-විසර්ජන (මසකට උපරිම 10%), නඩත්තු-රහිත සහ මතක බලපෑමක් නැත.
අවසාන වශයෙන්, ඒවා පැරණි බැටරි තාක්ෂණයට වඩා මිල අධික නම්, ඒවා ලිතියම් පොලිමර් (Li-Po) වලට වඩා ලාභදායී වන අතර ලිතියම් පොස්පේට් (LiFePO4) වලට වඩා කාර්යක්ෂමව පවතී.
අඩුපාඩු
කෙසේ වෙතත්, ලිතියම්-අයන බැටරි පරමාදර්ශී නොවන අතර, විශේෂයෙන්ම, සම්පූර්ණයෙන්ම විසර්ජනය කළහොත් වැඩි සෛල හානියක් ඇත. එමනිසා, ඔවුන්ගේ දේපල ඉක්මනින් අහිමි නොවන පරිදි, ඒවා පැතලි වන තෙක් බලා නොසිට ඒවා පැටවීම වඩා හොඳය.
පළමුවෙන්ම, බැටරිය බරපතල ආරක්ෂක අවදානම් ඇති කළ හැකිය. බැටරිය අධික ලෙස පටවා ඇති විට හෝ -5 ° C ට වඩා අඩු වූ විට, ලිතියම් එක් එක් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයෙන් ඩෙන්ඩ්රයිට් හරහා ඝන වේ. ඇනෝඩය සහ කැතෝඩය ඒවායේ ඩෙන්ඩ්රයිට් මගින් සම්බන්ධ කළ විට, බැටරිය ගිනිගෙන පුපුරා යා හැක. Nokia, Fujitsu-Siemens හෝ Samsung සමඟ බොහෝ අවස්ථා වාර්තා වී ඇත, ගුවන් යානා වලද පිපිරීම් සිදු විය, එබැවින් අද ලිතියම් අයන බැටරියක් රඳවා තබා ගැනීම තහනම් කර ඇති අතර කුටියට ගොඩවීම බොහෝ විට බලය අනුව සීමා වේ (ඉහත තහනම් 160 Wh සහ 100 සිට 160 Wh දක්වා අවසරයට යටත් වේ).
මේ අනුව, මෙම සංසිද්ධියට එරෙහිව සටන් කිරීම සඳහා, නිෂ්පාදකයින් විසින් බැටරි උෂ්ණත්වය මැනීමට, වෝල්ටීයතාව නියාමනය කිරීමට සහ විෂමතාවයක් ඇති විට පරිපථ කඩනයන් ලෙස ක්‍රියා කළ හැකි ඉලෙක්ට්‍රොනික පාලන පද්ධති (BMS) ක්රියාත්මක කර ඇත. ඝන ඉලෙක්ට්‍රොලයිට් හෝ පොලිමර් ජෙල් ද ගැටලුව මඟහරවා ගැනීම සඳහා ගවේෂණය කරන ලද ඉදිරිදර්ශන වේ.
එසේම, අධික උනුසුම් වීම වළක්වා ගැනීම සඳහා, පසුගිය සියයට 20 තුළ බැටරි ආරෝපණය මන්දගාමී වේ, එබැවින් ආරෝපණ වේලාවන් බොහෝ විට ප්‍රචාරය කරනු ලබන්නේ 80% ට පමණි ...
කෙසේ වෙතත්, එදිනෙදා භාවිතය සඳහා ඉතා ප්‍රායෝගික ලිතියම්-අයන බැටරියක් පරිසරයට ප්‍රබල බලපෑමක් ඇති කරයි, පළමුව තාරකා විද්‍යාත්මක මිරිදිය ප්‍රමාණයක් අවශ්‍ය වන ලිතියම් නිස්සාරණය කිරීමෙන් සහ එහි ආයු කාලය අවසානයේ එය ප්රතිචක්රීකරණය කිරීමෙන්. කෙසේ වෙතත්, ප්රතිචක්රීකරණය හෝ නැවත භාවිතය වසරින් වසර වැඩි වෙමින් පවතී.
ලිතියම් අයනයේ අනාගතය කෙබඳුද?
අඩු දූෂණය, වඩා කල් පවතින, නිෂ්පාදනය කිරීමට ලාභදායී හෝ ආරක්ෂිත විකල්ප තාක්ෂණයන් වෙත පර්යේෂණ වැඩි වැඩියෙන් ගමන් කරන විට, ලිතියම්-අයන බැටරිය එහි විභවය කරා ළඟා වී තිබේද?
දශක තුනක් තිස්සේ වාණිජමය වශයෙන් ක්‍රියා කරන ලිතියම්-අයන බැටරියට එහි අවසාන වචනය නොතිබූ අතර වර්ධනයන් ශක්ති ඝනත්වය, ආරෝපණ වේගය හෝ ආරක්ෂාව වැඩි දියුණු කරයි. මීට වසර 5 කට පෙර ස්කූටරය කිලෝමීටර් පනහකට පමණ පෙර පැවති මෝටර් රථ රෝද දෙකේ වාහන ක්ෂේත්‍රයේ සමහර යතුරුපැදි දැන් පරාසයක පර්යන්ත 200 ඉක්මවන බව අපි වසර ගණනාවක් තිස්සේ දැක ඇත්තෙමු.
විප්ලවයක පොරොන්දු වන්නේ Nawa කාබන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩය, ජෙනක්ස් නැමිය හැකි බැටරිය, NGK හි 105 ° C මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වය වැනි හමුදා ...
අවාසනාවකට මෙන්, පර්යේෂණ බොහෝ විට ලාභදායිත්වය සහ කාර්මික අවශ්‍යතා පිළිබඳ කටුක යථාර්ථයට මුහුණ දෙයි. විකල්ප තාක්‍ෂණයේ දියුණුව අපේක්ෂාවෙන්, විශේෂයෙන් අපේක්ෂිත ලිතියම්-වායු, ලිතියම්-අයනට තවමත් දීප්තිමත් අනාගතයක් ඇත, විශේෂයෙන්ම විදුලි ද්වි රෝද රථ ලෝකයේ, බර සහ අඩිපාර අඩු කිරීම වැදගත් නිර්ණායක වේ.
