লিথিয়ামৰ বৈশিষ্ট্য কিমান-আয়ন বেটাৰী?
লিথিয়ামৰ ক্ষমতা আৰু বিদ্যুৎগতিশীল বল-আয়ন বেটাৰীৰ সামগ্ৰী
লিথিয়ামৰ আধান-আয়ন বেটাৰীৰ ডিচচাৰ্জ বিক্ৰিয়াৰ সময়ত, কেৱল ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ সক্ৰিয় পদাৰ্থই লিথিয়াম-আয়ন আন্তঃকেলেচন/ডিইণ্টাৰকেলেচন বিক্ৰিয়াৰ সন্মুখীন হয়, আনহাতে ইলেক্ট্ৰ'লাইট আৰু অন্যান্য পদাৰ্থবোৰ খৰচ নহয়। গতিকে ধনাত্মক আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থই উলটিব পৰাকৈ আন্তঃসংযোগ/ডিইণ্টাৰকেলেট লিথিয়াম আয়নক যি বিভৱই বেটাৰীৰ মুকলি-চাৰ্কিট ভল্টেজ নিৰ্ধাৰণ কৰে, আৰু লিথিয়াম আয়নৰ পৰিমাণ আন্তঃসংখ্যান/ডিইণ্টাৰকেলেটিঙৰ পৰিমাণে সক্ৰিয় পদাৰ্থৰ ক্ষমতা নিৰ্ধাৰণ কৰে। বহুতো গোলকীয় লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী নিৰ্মাতা আৰু লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী যোগানকাৰীয়ে সুস্থিৰ ভৰ উৎপাদন আৰু সামঞ্জস্যপূৰ্ণ পণ্যৰ পৰিৱেশন লাভ কৰিবলৈ এই বস্তুগত বৈশিষ্ট্যসমূহৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে।
ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ বাবে সমীকৰণ (১.২) অনুসৰি বিক্ৰিয়াটো ঘটে। প্ৰতি মোল কাৰ্বন (12g) প্ৰতি মোলত সৰ্বাধিক ১/৬ মোল লিথিয়াম আয়ন আন্তঃসংলগ্ন হ’ব পাৰে। গতিকে কাৰ্বন ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড পদাৰ্থৰ তাত্ত্বিক নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা হ’ল
1/6(mol)×96485(faraday constant,c/mol)/12(g)=3400c/g=372(ma·h/g) (১.৫)
দৈনিক ব্যৱহাৰত, শোষণ আৰু কঠিন ইলেক্ট্ৰলাইট আন্তঃপৰ্যায় (SEI) ফিল্ম গঠনৰ বাবে লিথিয়াম ক্ষয়ৰ কথা বিবেচনা কৰিলে, কাৰ্বন পদাৰ্থৰ প্ৰকৃত সাধনযোগ্য নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা হ’ল ৩০০–৩৪৫ mA·h/g. লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী পেক যোগানকাৰীসকলে অনুকূলিত গ্ৰেফাইট প্ৰস্তুতি আৰু নিখুঁত আৱৰণ প্ৰক্ৰিয়াৰ জৰিয়তে এই স্তৰ লাভ কৰে।
ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড পদাৰ্থৰ বাবে ইয়াৰ ক্ষমতা লিথিয়াম আয়নৰ পৰিমাণৰ ওপৰত নিৰ্ভৰ কৰে যিবোৰ নিষ্কাশন/উত্তৰ কৰিব পাৰি। উদাহৰণ হিচাপে Licoo2 গ্ৰহণ কৰিলে, 1 mol লৈকে লিথিয়াম আয়ন প্ৰতি মোল Licoo2 বিক্ৰিয়াত অংশগ্ৰহণ কৰিব পাৰে। গতিকে Licoo2 ৰ তাত্ত্বিক নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা (আপেক্ষিক আণৱিক ভৰ 97.86) is
১(মল)×৯৬৪৮৫(চি/মল)/৯৭.৮৬(g){{৩}}চি/গ্ৰাম{{৪}}(মেমা·এইচ/গ্ৰাম) (১.৬)
কাৰ্য্যতঃ Licoo2 পদাৰ্থৰ স্ফটিকীয় স্থিৰতা বজাই ৰাখিবলৈ সাধাৰণতে লিথিয়াম আয়নে মাত্ৰ ৩০%–৬০%হে বিক্ৰিয়াত অংশগ্ৰহণ কৰে। গতিকে Licoo2 পদাৰ্থৰ প্ৰকৃত নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা 137–164 Ma·h/g. মেজৰ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী OEM নিৰ্মাতাসকলে সুৰক্ষা নিশ্চিত কৰাৰ লগতে চক্ৰ জীৱন সৰ্বাধিক কৰিবলৈ উন্নত বিএমএছৰ জৰিয়তে চাৰ্জ আৰু ডিচাৰ্জৰ গভীৰতা নিয়ন্ত্ৰণ কৰে।
লিথিয়াম লোহা ফছফেটৰ বাবে লিথিয়াম লোহাৰ ফছফেটে প্ৰতি মোলত ১ মল লিথিয়াম আয়নক বিক্ৰিয়াত সম্পূৰ্ণৰূপে অংশগ্ৰহণ কৰিব পাৰে। লিথিয়াম লোহা ফছফেট পদাৰ্থৰ তাত্ত্বিক আৰু প্ৰকৃত নিৰ্দিষ্ট ক্ষমতা (আপেক্ষিক আণৱিক ভৰ ১৫৭.৮)
১(মল)×৯৬৪৮৫(চি/মল)/১৫৭.৮(g){{৩}}চি/গ্ৰাম{{৪}}(মেৰ·এইচ/গ্ৰাম) (১.৭)
প্ৰকৃতিত, Li/li⁺ ৰ প্ৰামাণিক ৰেডক্স বিভৱ আটাইতকৈ কম, -3.04 V (বনাম মানক হাইড্ৰজেন ইলেক্ট্ৰ'ড) পোৱা যায়। কাৰ্বন ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ বাবে লিথিয়াম-আয়ন নিষ্কাশন আৰু সন্নিৱিষ্ট কৰাৰ সম্ভাৱনা LI/LI⁺ ভাৰসাম্য বিভৱৰ ওচৰত থাকে। ইলেক্ট্ৰ’কেমিকেল তত্ত্ব অনুসৰি কোঠাৰ উষ্ণতাত কাৰ্বন ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱ ই হৈছে
E=E ডিগ্ৰী + 0.02567 · Ln[C(Li⁺)/C(Li,C2) (১.৮)
ক’ত
E ডিগ্ৰী - মানক ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱ;
C(li⁺) - ইলেক্ট্ৰলাইট দ্ৰৱত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব;
C(li,c3) - ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড কাৰ্বনত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব।
যেতিয়া দ্ৰৱণত আৰু ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড কাৰ্বনত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব ওচৰত থাকে, তেতিয়া ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱ মানক হ্ৰাস সম্ভাৱ্য E ডিগ্ৰীৰ সমান হয়। সাধাৰণতে ইলেক্ট্ৰ’লাইটত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব নিৰ্দিষ্ট হয়, গতিকে ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড কাৰ্বনত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্বৰ পৰিৱৰ্তনে ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱৰ পৰিৱৰ্তন ঘটাব। বৰ্তমান বিভিন্ন X মানৰ সৈতে LI/C2 ৰ নিৰ্দিষ্ট ভাৰসাম্য বিভৱ গণনা কৰিবলৈ বৰ্তমান কোনো সাৰ্বজনীন পদ্ধতি নাই। ইয়াক সাধাৰণতে পৰীক্ষামূলকভাৱে নিৰ্ধাৰণ কৰা হয়। পৰীক্ষাসমূহে দেখুৱাইছে যে গ্ৰেফাইটৰ ডেলিটিয়েচন বিভৱ-ভিত্তিক পদাৰ্থসমূহ সাধাৰণতে 0–0.4 V (VS. Li/Li⁺)ৰ মাজত ভিন্ন হয়, যাৰ ফলত ইহঁতক প্ৰয়োগৰ বাবে তুলনামূলকভাৱে উপযুক্ত ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থ হয়। চিত্ৰ 1.2 ত এটা গ্ৰেফাইট ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ডৰ সাধাৰণ আধান-ডিচচাৰ্জ বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ বক্ৰতা প্ৰদান কৰা দেখুওৱা হৈছে।
Licoo2 ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থৰ বাবে, লিথিয়াম ইন্টাৰকেলেশন/ডিইণ্টাৰকেলেচন প্ৰক্ৰিয়া এটা একক-পৰ্যায়ৰ বিক্ৰিয়া। ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড পদাৰ্থত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব সলনি হোৱাৰ লগে লগে ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ সম্ভাৱনাও সলনি হয়। ইলেক্ট্ৰলাইটত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্ব ১ মোল/লিটাৰ বুলি বিবেচনা কৰিলে, সমীকৰণ (১.১)ত বিক্ৰিয়াৰ বাবে, ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱ E হ'ল
E=E ডিগ্ৰী + 0.02567 · Ln[C(Li⁺,Coo2)/C(Licoo2)] (১.৯)
ক’ত
E ডিগ্ৰী - মানক ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱ;
C(Licoo2) - ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থত Licoo2 ৰ ঘনত্ব;
C(li⁺,CoO2) - ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড পদাৰ্থত Li⁺ আৰু COO2 ৰ ঘনত্ব;
লিথিয়াম আয়ন আহৰণ কৰাৰ লগে লগে ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড বিভৱে এটা তললৈ যোৱা ধাৰা দেখুৱায়।
লিথিয়াম লোহা ফছফেট পদাৰ্থৰ আধান-ডিচচাৰ্জ প্ৰক্ৰিয়াটো হ’ল লিথিয়াম লোহা ফছফেটৰ পৰা লোহা ফছফেটলৈ ডিলিটিভেচনৰ পিছত ৰূপান্তৰ কৰা।
লিথিয়াম লোহা ফছফেট ইলেক্ট্ৰ’ডত হোৱা বিক্ৰিয়াটো হ’ল
LifePo₄ ↔ FEPO₄ + LI⁺ + E⁻ (১.১০)
ইয়াৰ লিথিয়াম-আয়ন আন্তঃকেলেচন/ডিইণ্টাৰকেলেচন প্ৰক্ৰিয়াটো এটা দুটা-পৰ্যায়ৰ বিক্ৰিয়া। গতিকে ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ড পদাৰ্থত লিথিয়াম আয়নৰ ঘনত্বৰ পৰিৱৰ্তনে ধনাত্মক ইলেক্ট্ৰ’ডৰ সম্ভাৱ্য পৰিৱৰ্তনত কোনো প্ৰভাৱ পেলোৱা নাই। ইয়াৰ ভাৰসাম্য বিভৱ হৈছে
E=E ডিগ্ৰী + 0.02567 · Ln[C(Fepo₄)/C(LifePo2) (১.১১)
বিশুদ্ধ কঠিন পদাৰ্থৰ ঘনত্ব ১। ইয়াৰ তাপগতিবিদ্যাৰ পৰিমাপসমূহৰ ওপৰত ভিত্তি কৰি তাত্ত্বিক ভাৰসাম্য বিভৱ ৩.৪ ভি।
লিথিয়াম লোহা ফছফেট পদাৰ্থৰ সাধাৰণ আধান-ডিচচাৰ্জ বৈশিষ্ট্যপূৰ্ণ বক্ৰ চিত্ৰ 1.3 ত দেখুওৱা হৈছে।
লিথিয়ামৰ পৰিৱেশন বৈশিষ্ট্য-আয়ন বেটাৰী
অন্যান্য বেটাৰীৰ তুলনাত, লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ তলত দিয়া বৈশিষ্ট্যসমূহ আছে যিবোৰ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰী বিতৰক আৰু ঔদ্যোগিক ক্লায়েণ্টসকলে ব্যাপকভাৱে স্বীকৃতি দিয়ে:
উচ্চ শক্তিৰ ঘনত্ব।লিথিয়ামৰ শক্তিৰ ঘনত্ব-আয়ন বেটাৰী 100 W·H/kg আৰু 200 W·H/L বা তাতকৈ অধিক হয়। শেহতীয়াকৈ টেৰ্ণাৰী কেথ'ড লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীয়ে ২০০ w·h/কিলোগ্ৰাম ভৰ নিৰ্দিষ্ট শক্তি লাভ কৰিছে। উচ্চ-নিকেল চিলিকন-ভিত্তিক এনোড সামগ্ৰী আৰু লিথিয়াম-ধনী কেথ'ড সামগ্ৰী ব্যৱহাৰ কৰি ভৰ নিৰ্দিষ্ট শক্তি ৪০০ W·H/কিলোগ্ৰাম আৰু ভলিউমেট্ৰিক শক্তি ঘনত্ব 900 W·H/L পোৱা যাব বুলি আশা কৰা হৈছে, যিটো পৰম্পৰাগত বেটাৰীৰ বহু বেছি। সেয়েহে লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীসমূহ বহনযোগ্য ইলেক্ট্ৰনিক সামগ্ৰী আৰু বৈদ্যুতিক বাহনত ব্যাপকভাৱে ব্যৱহাৰ কৰা হয়।
উচ্চ মুকলি-চাৰ্কিট ভল্টেজ।নন-জলীয় জৈৱিক দ্রাৱকৰ ব্যৱহাৰৰ বাবে একক-কোষ ভল্টেজ 3.6–3.8 V পোৱা যায়, যিটো নিকেলৰ 2–3 গুণ-ধাতু হাইড্ৰাইড বা নিকেল-cadmium বেটাৰীৰ তুলনাত। ফলপ্ৰসূভাৱে উচ্চ-ভোল্টেজ কেথ'ড সামগ্ৰী ব্যৱহাৰ কৰিলে এটা কোষৰ অপাৰেটিং ভল্টেজ ৪.৫–৫ ভিলৈ বৃদ্ধি কৰিব পাৰি, যিটো লিথিয়ামৰ উচ্চ শক্তি ঘনত্বৰ অন্যতম গুৰুত্বপূৰ্ণ কাৰণ-আয়ন বেটাৰী।
উচ্চ-মূল আধান আৰু নিৰ্গমনৰ বাবে সক্ষম।উদাহৰণস্বৰূপে, পলিমাৰ ইলেক্ট্ৰলাইট ব্যৱহাৰ কৰা সকলো-কঠিন-অৱস্থাৰ লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীয়ে ভাল সুৰক্ষাৰ সৈতে 10C তকৈ অধিক নিৰ্গমনৰ হাৰ লাভ কৰিব পাৰে; লিথিয়াম-লিথিয়াম লোহা ফছফেট ব্যৱহাৰ কৰি কেথ'ড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰান বেটাৰীয়ে ১০০C নিৰ্গমন লাভ কৰিব পাৰে।
কম স্বয়ং-ডিচচাৰ্জৰ হাৰ।কোঠাৰ উষ্ণতাত, মাহেকীয়া আত্মা-লিথিয়ামৰ ডিচচাৰ্জ হাৰ-আয়ন বেটাৰী সাধাৰণতে ১০%তকৈ কম, নিকেল-ধাতুৰ হাইড্ৰাইড বেটাৰী (১৫%) আৰু নিকেলৰ আধাতকৈ আধা-cadmium বেটাৰীৰ আধা। লিথিয়াম লোহা ফছফেট বেটাৰীৰ ডিচচাৰ্জ হাৰ সাধাৰণতে ৩%তকৈ কম।
পৰিৱেশ অনুকূল,কোনো সীহ, কেডমিয়াম, পাৰা বা অন্যান্য ক্ষতিকাৰক পদাৰ্থ নথকা, আৰু পৰিৱেশ প্ৰদূষিত নকৰে।
কোনো স্মৃতিশক্তিৰ প্ৰভাৱ নাই।স্মৃতিশক্তিৰ প্ৰভাৱে এনে পৰিঘটনাক বুজায় য’ত সম্পূৰ্ণৰূপে আধানযুক্ত হোৱাৰ আগতে সম্পূৰ্ণৰূপে ডিচাৰ্জ বা ব্যৱহাৰ কৰাৰ আগতে পুনৰ চাৰ্জ কৰাৰ সময়ত বেটাৰীৰ ক্ষমতা হ্ৰাস পায় (মেমৰি প্ৰভাৱ ক্ষমতা ক্ষয় নহয়)। লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ কোনো স্মৃতিশক্তিৰ প্ৰভাৱ নাই।
ভাল সুৰক্ষা।লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীয়ে সাধাৰণতে কাৰ্বন পদাৰ্থক ঋণাত্মক ইলেক্ট্ৰ'ড হিচাপে ব্যৱহাৰ কৰে, যাৰ ইলেক্ট্ৰ'ড বিভৱ ধাতৱ লিথিয়ামৰ ওচৰত থাকে। লিথিয়াম আয়নে কাৰ্বনত উলটিব পৰাকৈ আন্তঃগোলক আৰু ডিইণ্টাৰকেল্ট কৰিব পাৰে, যাৰ ফলত লিথিয়াম ধাতুৰ নিক্ষেপৰ সম্ভাৱনা বহু পৰিমাণে হ্ৰাস পায় আৰু বেটাৰীৰ সুৰক্ষা যথেষ্ট উন্নত হয়। শেহতীয়া বছৰবোৰত, শিখা-retardant additives, শিখা-retardant বিভাজক, PTC (ধনাত্মক উষ্ণতা সহগ) যন্ত্ৰ, বিস্ফোৰণ-প্ৰুফ ভালভ, বেটাৰী ব্যৱস্থাপনা ব্যৱস্থা, আৰু অন্যান্য প্ৰযুক্তিয়ে লিথিয়াম-আয়ন বেটাৰীৰ অত্যন্ত উচ্চ সুৰক্ষা নিশ্চিত কৰিছে।
দীঘলীয়া চক্ৰ জীৱন।লিথিয়ামৰ চক্ৰ জীৱন-আয়ন বেটাৰী সাধাৰণতে ৫০০ তকৈ অধিক চক্ৰ। লিথিয়াম লোহা ফছফেট বেটাৰীৰ চক্ৰ জীৱন সাধাৰণতে ২০০০–৩০০০ চক্ৰ। উচ্চ চক্ৰ ক্ষমতা থকা এনোড পদাৰ্থ ব্যৱস্থাৰ সৈতে মিলাই দিলে (যেনে লিথিয়াম টাইটানেট) ১০,০০০ তকৈ অধিক চক্ৰ লাভ কৰিব পাৰি। ইয়াৰ ফলত লিথিয়াম লোহা ফছফেট বেটাৰী শক্তি সংৰক্ষণ বেটাৰী ব্যৱস্থা আৰু বৃহৎ-স্কেল ই এছ এছ প্ৰকল্পসমূহৰ বাবে সৰ্বোত্তম পছন্দ কৰি তোলে।
