एक लिथियम-आयन रिचार्जेबल बैटरी क्या है?

लिथियम-आयन बैटरी एक द्वितीयक बैटरी (रिचार्जेबल बैटरी) है जो मुख्य रूप से सकारात्मक इलेक्ट्रोड और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों के आंदोलन पर निर्भर करती है . चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान काम करने के लिए, ली+ दो इलेक्ट्रोड के बीच एम्बेडेड और डी-एम्बेडेड है, जब चार्जिंग, नकारात्मक से डी-एम्बेडेड, डी-एम्बेडेड, इमेड्रोड से डी-एम्बेडेड,। एक लिथियम-समृद्ध राज्य; इसके विपरीत डिस्चार्ज . के दौरान सच है

भाग 1 बैटरी का परिचय

लिथियम बैटरी को लिथियम बैटरी और लिथियम-आयन बैटरी में विभाजित किया जाता है . मोबाइल फोन और लैपटॉप लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करते हैं, जिन्हें आमतौर पर लिथियम बैटरी के रूप में जाना जाता है . बैटरी आमतौर पर लिथियम तत्वों के रूप में उपयोग की जाती हैं, जो कि आधुनिक उच्च-परिपूर्ण बैटरी हैं, { उनके उच्च जोखिम के कारण दैनिक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में उपयोग किया जाता है .
लिथियम-आयन बैटरी को पहली बार जापान के सोनी कॉर्पोरेशन द्वारा 1990. में विकसित किया गया था। यह एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड बनाने के लिए लिथियम आयनों को कार्बन (पेट्रोलियम कोक और ग्रेफाइट) में एम्बेड करता है (पारंपरिक लिथियम बैटरी एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में लिथियम या लिथियम मिश्र धातु का उपयोग करता है) . lixcoo2 का उपयोग किया जाता है। उपयोग किए गए . लिपफ 6+ डायथिलीन कार्बोनेट (ईसी)+डाइमिथाइल कार्बोनेट (डीएमसी) का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है .}
पेट्रोलियम कोक और ग्रेफाइट नॉन-टॉक्सिक और प्रचुर मात्रा में संसाधनों में नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री हैं क्योंकि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री . लिथियम आयनों को कार्बन में एम्बेड किया जाता है, जो लिथियम की उच्च गतिविधि को खत्म कर देता है और पारंपरिक लिथियम बैटरी की सुरक्षा समस्याओं को हल करता है। लघु, लिथियम-आयन बैटरी के व्यापक प्रदर्शन में सुधार किया गया है . यह उम्मीद की जाती है कि लिथियम-आयन बैटरी 21 वीं सदी में एक बड़े बाजार पर कब्जा करेगी .}
लिथियम-आयन माध्यमिक बैटरी को चार्ज करने और निर्वहन करने के लिए प्रतिक्रिया सूत्र है: चित्र

भाग 2 बैटरी अंतर

लिथियम-आयन बैटरी आसानी से निम्नलिखित दो बैटरी के साथ भ्रमित हो जाती हैं
लिथियम बैटरी: नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में धातु लिथियम का उपयोग करें .
लिथियम-आयन बैटरी: गैर-जलीय तरल कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करें .
लिथियम-आयन पॉलिमर बैटरी: जेल लिक्विड ऑर्गेनिक सॉल्वैंट्स के लिए पॉलिमर का उपयोग करें, या सीधे ऑल-सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करें . लिथियम-आयन बैटरी आमतौर पर ग्रेफाइट कार्बन सामग्री का उपयोग नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में करें .} {

Part3 मुख्य प्रकार

लिथियम-आयन बैटरी में उपयोग की जाने वाली विभिन्न इलेक्ट्रोलाइट सामग्रियों के अनुसार, लिथियम-आयन बैटरी को तरल लिथियम-आयन बैटरी (लिक्विफ़ाइड लिथियम-आयन बैटरी, लिथ के रूप में संदर्भित), संघनित लिथियम-आयन बैटरी और पॉलिमर लिथियम-आयन बैटरी (पॉलीमर लिथियम-आयन बैटरी) में विभाजित किया जाता है, जो कि PLB) {{{{{{{{{{{{{{{{{
3.1 तरल लिथियम आयन बैटरी
रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी आधुनिक डिजिटल उत्पादों जैसे कि मोबाइल फोन और लैपटॉप . में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरी हैं, इसलिए, बैटरी पर सुरक्षात्मक घटक या सुरक्षा सर्किट हैं जो महंगी बैटरी को नुकसान पहुंचाने से रोकने के लिए {}} {4} {4} के लिए बहुत ही उच्च {{4} {4} {4} {4 { सेमीकंडक्टर डिवाइस निर्माताओं ने सुरक्षित, विश्वसनीय और फास्ट चार्जिंग . सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न प्रकार के लिथियम-आयन बैटरी चार्जिंग ICs विकसित किए हैं।
मुख्यधारा के मोबाइल फोन लिथियम-आयन बैटरी से सुसज्जित हैं . लिथियम-आयन बैटरी का सही उपयोग बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए बहुत महत्वपूर्ण है . इसे अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की आवश्यकताओं के अनुसार फ्लैट आयताकार, बेलनाकार, आयताकार, आयताकार और बटन-आकार में बनाया जा सकता है। लिथियम-आयन बैटरी का रेटेड वोल्टेज आम तौर पर 3 . 7V भौतिक परिवर्तन के कारण होता है, जबकि लिथियम आयरन फॉस्फेट पॉजिटिव इलेक्ट्रोड 3 . 2V . है, जब पूरी तरह से चार्ज किया जाता है तो अंतिम चार्ज वोल्टेज आम तौर पर 4. 2V है। लिथियम-आयन बैटरी का अंतिम डिस्चार्ज वोल्टेज 2.75V से 3.0V है (बैटरी फैक्ट्री ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज या अंतिम डिस्चार्ज वोल्टेज देता है, और पैरामीटर थोड़ा अलग होते हैं, आमतौर पर 3.0V, और लोहे के फॉस्फेट 2.5V है)। 2.5V (लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए 2.0V) से नीचे डिस्चार्ज जारी रखने को ओवर-डिस्चार्ज कहा जाता है, जो बैटरी को नुकसान पहुंचाएगा।
लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड प्रकार सामग्री के साथ लिथियम-आयन बैटरी के रूप में सकारात्मक इलेक्ट्रोड उच्च-वर्तमान डिस्चार्ज के लिए उपयुक्त नहीं हैं . अत्यधिक वर्तमान डिस्चार्ज डिस्चार्ज समय को कम करेगा (उच्च तापमान अंदर उत्पन्न होगा और ऊर्जा खो जाएगी), और खतरनाक हो सकता है; लेकिन लिथियम आयरन फॉस्फेट पॉजिटिव इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ लिथियम बैटरी को चार्ज किया जा सकता है और 20 सी या उससे भी अधिक के उच्च धारा पर डिस्चार्ज किया जा सकता है (सी बैटरी की क्षमता है, जैसे कि सी =800 एमएएच, 1 सी चार्जिंग दर का मतलब है कि वर्तमान में चार्ज करना 800 एमए है) उपयोग . लिथियम-आयन बैटरी में कुछ तापमान आवश्यकताएं होती हैं . कारखाने चार्जिंग तापमान रेंज, डिस्चार्ज तापमान रेंज और स्टोरेज तापमान रेंज . ओवरवॉल्टेज चार्जिंग को लिथियम-आयन बैटरी को स्थायी नुकसान पहुंचाने के लिए, बैटरी के आधार पर कर सकते हैं। overcurrent (ओवरहीटिंग) . आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली चार्जिंग दर 0 . 25C ~ 1C . है जब एक बड़े करंट के साथ चार्ज करते हुए, बैटरी का तापमान अक्सर बैटरी को नुकसान पहुंचाने से रोकने के लिए या विस्फोट का कारण बनता है।
लिथियम-आयन बैटरी चार्जिंग को दो चरणों में विभाजित किया जाता है: पहले वर्तमान चार्जिंग, और फिर टर्मिनेशन वोल्टेज . के पास पहुंचते समय निरंतर वोल्टेज चार्जिंग में बदलना, उदाहरण के लिए, 800mAh की क्षमता वाली बैटरी में 4 . 2v {} {7} {7} {7} {7} {7} {7} { 1C) . शुरुआत में, बैटरी वोल्टेज एक बड़े ढलान के साथ बढ़ता है . जब बैटरी वोल्टेज 4 . 2V के करीब होता है, तो इसे 4.2V निरंतर वोल्टेज चार्टिंग में बदल दिया जाता है, वर्तमान धीरे -धीरे कम हो जाता है, और वोल्टेज ज्यादा नहीं बदलता है। जब चार्जिंग करंट 1/10-50 C (प्रत्येक कारखाने का सेटिंग मान अलग -अलग है और उपयोग को प्रभावित नहीं करता है) पर गिरता है, तो इसे पूर्ण के करीब माना जाता है और चार्जिंग को समाप्त किया जा सकता है (कुछ चार्जर 1/10C के बाद टाइमर शुरू करते हैं और एक निश्चित अवधि के बाद चार्जिंग को समाप्त करते हैं)।
3.2 संघनित लिथियम आयन बैटरी
19 अप्रैल, 2023 को, CATL ने 500Wh/किग्रा तक की ऊर्जा घनत्व के साथ एक संघनित बैटरी जारी की, जिसमें 2023. के भीतर द्रव्यमान उत्पादन क्षमता होगी

भाग 4 कार्य सिद्धांत

लिथियम-आयन बैटरी कार्बन सामग्री का उपयोग नकारात्मक इलेक्ट्रोड और लिथियम युक्त यौगिकों के रूप में सकारात्मक इलेक्ट्रोड . के रूप में उपयोग करती है सामग्री . लिथियम-आयन बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया लिथियम आयन एम्बेडिंग और डी-एम्बेडिंग . की प्रक्रिया है, जो कि लिथियम आयनों के एम्बेडिंग और डी-एम्बेडिंग की प्रक्रिया में है, जो कि एम्बेडिंग और एम्बेडिंग के लिए एम्बेडिंग और डी-एम्बेडिंग भी हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करें, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड का प्रतिनिधित्व करने के लिए डालने या डी-इन्सर्टिंग) . को चार्ज करने और डिस्चार्ज करने की प्रक्रिया में, लिथियम आयनों को सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच एम्बेडेड/डी-एम्बेडेड और डाला गया/डिसीच किया जाता है।
जब बैटरी चार्ज की जाती है, तो लिथियम आयनों को बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर उत्पन्न किया जाता है, और उत्पन्न लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट . के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड में चले जाते हैं। अधिक लिथियम आयनों को एम्बेड किया जाता है, उच्च चार्जिंग क्षमता . इसी तरह, जब बैटरी को डिस्चार्ज किया जाता है (यानी, बैटरी का उपयोग करने की प्रक्रिया), नकारात्मक इलेक्ट्रोड की कार्बन परत में एम्बेडेड लिथियम आयनों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड {. से अधिक वापस ले जाना है, जो कि अधिक से अधिक है।
चित्र
आम तौर पर, लिथियम बैटरी का चार्जिंग करंट 0 . 2C और 1C . के बीच सेट किया जाता है, जितना कि वर्तमान में बड़ा, चार्जिंग, और बैटरी की गर्मी जितनी अधिक हो जाती है . इसके अलावा, यदि आप बहुत बड़ी होती हैं, तो क्षमता पूरी नहीं होगी, क्योंकि इलेक्शन के अंदर। यह बहुत तेज है, यह फोम का उत्पादन करेगा और भरा नहीं होगा।

भाग 5 घटक

स्टील शेल/एल्यूमीनियम शेल/सिलेंडर/सॉफ्ट पैकेजिंग श्रृंखला
सकारात्मक इलेक्ट्रोड: सक्रिय सामग्री आम तौर पर लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड या लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, निकेल कोबाल्ट मैंगनीज ऑक्साइड सामग्री होती है, और इलेक्ट्रिक साइकिल आमतौर पर निकल कोबाल्ट मैंगनीज ऑक्साइड (आमतौर पर टर्नरी के रूप में जाना जाता है) या टर्नरी + लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड की एक छोटी मात्रा का उपयोग करता है। आकार, खराब प्रदर्शन या उच्च लागत . प्रवाहकीय वर्तमान कलेक्टर 10-20 माइक्रोन . की मोटाई के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करता है
डायाफ्राम: एक विशेष रूप से गठित बहुलक फिल्म एक microporous संरचना के साथ जो लिथियम आयनों को स्वतंत्र रूप से पारित करने की अनुमति देती है, लेकिन इलेक्ट्रॉन . पास नहीं कर सकते हैं
नकारात्मक इलेक्ट्रोड: सक्रिय सामग्री ग्रेफाइट, या एक ग्रेफाइट जैसी संरचना के साथ कार्बन है, और प्रवाहकीय वर्तमान कलेक्टर 7-15 माइक्रोन . की मोटाई के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर पन्नी का उपयोग करता है
इलेक्ट्रोलाइट: एक कार्बोनेट विलायक लिथियम हेक्सफ्लोरोफॉस्फेट के साथ भंग कर दिया गया, और पॉलिमर के लिए एक जेल इलेक्ट्रोलाइट .
बैटरी शेल: स्टील शेल में विभाजित (वर्ग प्रकार का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है), एल्यूमीनियम शेल, निकल-प्लेटेड आयरन शेल (बेलनाकार बैटरी के लिए उपयोग किया जाता है), एल्यूमीनियम-प्लास्टिक फिल्म (सॉफ्ट पैकेजिंग), आदि ., और बैटरी कैप, जो बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनल भी है।