लिथियम बैटरी क्या हैं और वे कैसे काम करती हैं?

लिथियम आयन बैटरियां क्या हैं, वे किस चीज से बनी होती हैं और अन्य बैटरी भंडारण प्रौद्योगिकियों की तुलना में उनके क्या फायदे हैं?

पहली बार 1970 के दशक में प्रस्तावित और 1991 में सोनी द्वारा व्यावसायिक रूप से निर्मित, लिथियम बैटरी का उपयोग अब मोबाइल फोन, हवाई जहाज और कारों में किया जाता है।कई फायदों के बावजूद, जिन्होंने उन्हें ऊर्जा उद्योग में बढ़ती सफलता की ओर अग्रसर किया है, लिथियम आयन बैटरियों में कुछ कमियां हैं और यह एक ऐसा विषय है जिस पर बहुत चर्चा होती है।

लेकिन वास्तव में लिथियम बैटरी क्या हैं और वे कैसे काम करती हैं?

लिथियम बैटरियां किससे बनी होती हैं?

लिथियम बैटरी चार प्रमुख घटकों से बनी होती है।इसमें कैथोड है, जो बैटरी की क्षमता और वोल्टेज निर्धारित करता है और लिथियम आयनों का स्रोत है।एनोड विद्युत धारा को बाहरी सर्किट के माध्यम से प्रवाहित करने में सक्षम बनाता है और जब बैटरी चार्ज होती है, तो लिथियम आयन एनोड में जमा हो जाते हैं।

इलेक्ट्रोलाइट लवण, सॉल्वैंट्स और एडिटिव्स से बनता है, और कैथोड और एनोड के बीच लिथियम आयनों के नाली के रूप में कार्य करता है।अंत में विभाजक, भौतिक अवरोध है जो कैथोड और एनोड को अलग रखता है।

लिथियम बैटरी के फायदे और नुकसान

लिथियम बैटरियों में अन्य बैटरियों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व होता है।उनमें प्रति किलोग्राम (किलो) 150 वाट-घंटे (डब्ल्यूएच) तक ऊर्जा हो सकती है, जबकि निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी 60-70डब्ल्यूएच/किग्रा और लेड एसिड बैटरियां 25डब्ल्यूएच/किलोग्राम पर होती हैं।

उनमें दूसरों की तुलना में डिस्चार्ज दर भी कम होती है, जिससे निकेल-कैडमियम (एनआईएमएच) बैटरी की तुलना में एक महीने में उनका चार्ज लगभग 5% कम हो जाता है, जो एक महीने में 20% कम हो जाता है।

हालाँकि, लिथियम बैटरियों में ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट भी होता है जो छोटे पैमाने पर बैटरी में आग का कारण बन सकता है।यह वही था जो कुख्यात सैमसंग नोट 7 स्मार्टफोन के जलने का कारण बना, जिसने सैमसंग को उत्पादन बंद करने के लिए मजबूर कियाबाज़ार मूल्य में $26 बिलियन का नुकसान।यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बड़े पैमाने पर लिथियम बैटरियों के साथ ऐसा नहीं हुआ है।

लिथियम-आयन बैटरियों का उत्पादन भी अधिक महंगा है, क्योंकि उनकी लागत लगभग हो सकती है निकल-कैडमियम बैटरियों की तुलना में 40% अधिक उत्पादन।

प्रतियोगियों

लिथियम-आयन को कई वैकल्पिक बैटरी प्रौद्योगिकियों से प्रतिस्पर्धा का सामना करना पड़ता है, जिनमें से अधिकांश विकास चरण में हैं।ऐसा ही एक विकल्प खारे पानी से चलने वाली बैटरी है।

एक्वियन एनर्जी द्वारा विकास के तहत, वे खारे पानी, मैंगनीज ऑक्साइड और कपास से मिलकर कुछ ऐसा बनाते हैं जो 'प्रचुर मात्रा में, गैर-विषैले पदार्थों और आधुनिक कम लागत वाली विनिर्माण तकनीकों' का उपयोग करके बनाया जाता है।इस वजह से, वे दुनिया की एकमात्र बैटरियां हैं जो क्रैडल-टू-क्रैडल प्रमाणित हैं।

एक्वियन की तकनीक के समान, एक्वाबैटरी की 'ब्लू बैटरी' ऊर्जा को संग्रहित करने के लिए झिल्लियों के माध्यम से बहने वाले नमक और ताजे पानी के मिश्रण का उपयोग करती है।अन्य संभावित बैटरी प्रकारों में ब्रिस्टल रोबोटिक्स प्रयोगशाला की मूत्र-संचालित बैटरी और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय रिवरसाइड की लिथियम आयन बैटरी शामिल हैं जो एनोड के लिए ग्रेफाइट के बजाय रेत का उपयोग करती हैं, जिससे ऐसी बैटरी बनती है जो उद्योग मानक से तीन गुना अधिक शक्तिशाली होती है।