లిథియం అయాన్ బ్యాటరీ అంటే ఏమిటి - పరికరం మరియు రకాలు

ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల చలనశీలత యొక్క ముఖ్య అంశం పునర్వినియోగపరచదగిన బ్యాటరీ (ACB). వారి సుదీర్ఘ స్వయంప్రతిపత్తిని నిర్ధారించడానికి పెరుగుతున్న డిమాండ్లు ఈ ప్రాంతంలో నిరంతర పరిశోధనను ప్రేరేపిస్తాయి మరియు కొత్త సాంకేతిక పరిష్కారాల ఆవిర్భావానికి దారితీస్తాయి.

విస్తృతంగా ఉపయోగించే నికెల్-కాడ్మియం (Ni-Cd) మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ (Ni-MH) బ్యాటరీలు ప్రత్యామ్నాయాన్ని కలిగి ఉన్నాయి - మొదటి లిథియం బ్యాటరీలు, ఆపై మరింత అధునాతన లిథియం-అయాన్ (Li-ion) బ్యాటరీలు.

ప్రదర్శన చరిత్ర

అటువంటి మొదటి బ్యాటరీలు 70 లలో కనిపించాయి. గత శతాబ్దం. మరింత అధునాతన లక్షణాల కారణంగా వారు వెంటనే డిమాండ్‌ని పొందారు. మూలకాల యొక్క యానోడ్ మెటాలిక్ లిథియంతో తయారు చేయబడింది, దీని లక్షణాలు నిర్దిష్ట శక్తిని పెంచడం సాధ్యం చేసింది. లిథియం బ్యాటరీలు ఇలా పుట్టాయి.

కొత్త బ్యాటరీలు గణనీయమైన లోపాన్ని కలిగి ఉన్నాయి - పేలుడు మరియు జ్వలన ప్రమాదం పెరిగింది.ఎలక్ట్రోడ్ ఉపరితలంపై లిథియం ఫిల్మ్ ఏర్పడటానికి కారణం, ఇది ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం ఉల్లంఘనకు దారితీసింది. గరిష్ట లోడ్ సమయంలో, బ్యాటరీ పేలవచ్చు.

సాంకేతికత యొక్క శుద్ధీకరణ దాని సానుకూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన అయాన్లను ఉపయోగించడం కోసం బ్యాటరీ భాగాలలో స్వచ్ఛమైన లిథియంను వదిలివేయడానికి దారితీసింది. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ మంచి పరిష్కారంగా నిరూపించబడింది.

ఈ రకమైన అయాన్ బ్యాటరీ అధిక భద్రతతో వర్గీకరించబడుతుంది, ఇది శక్తి సాంద్రతలో స్వల్ప తగ్గుదల వ్యయంతో పొందబడుతుంది, అయితే స్థిరమైన సాంకేతిక పురోగతి ఈ సూచికలో నష్టాన్ని కనిష్టంగా తగ్గించడం సాధ్యం చేసింది.

పరికరం

వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమలో లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల పరిచయం కార్బన్ పదార్థం (గ్రాఫైట్) కాథోడ్ మరియు కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్ యానోడ్‌తో బ్యాటరీని అభివృద్ధి చేసిన తర్వాత పురోగతిని పొందింది.

బ్యాటరీ ఉత్సర్గ ప్రక్రియలో, లిథియం అయాన్లు కాథోడ్ పదార్థం నుండి తీసివేయబడతాయి మరియు వ్యతిరేక ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క కోబాల్ట్ ఆక్సైడ్‌లో చేర్చబడతాయి; ఛార్జింగ్ చేసినప్పుడు, ప్రక్రియ వ్యతిరేక దిశలో కొనసాగుతుంది. అందువలన, లిథియం అయాన్లు విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని సృష్టిస్తాయి, ఒక ఎలక్ట్రోడ్ నుండి మరొకదానికి కదులుతాయి.

లి-అయాన్ బ్యాటరీలు స్థూపాకార మరియు ప్రిస్మాటిక్ వెర్షన్లలో ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. ఒక స్థూపాకార నిర్మాణంలో, ఫ్లాట్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల యొక్క రెండు రిబ్బన్‌లు, ఎలక్ట్రోలైట్-ఇంప్రిగ్నేటెడ్ మెటీరియల్‌తో వేరు చేయబడి, చుట్టబడి మూసివున్న మెటల్ కేసులో ఉంచబడతాయి. క్యాథోడ్ పదార్థం అల్యూమినియం ఫాయిల్‌పై నిక్షిప్తం చేయబడుతుంది మరియు యానోడ్ పదార్థం రాగి రేకుపై జమ చేయబడుతుంది.

దీర్ఘచతురస్రాకార పలకలను ఒకదానిపై ఒకటి పేర్చడం ద్వారా ప్రిస్మాటిక్ బ్యాటరీ డిజైన్ పొందబడుతుంది. బ్యాటరీ యొక్క ఈ ఆకృతి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం యొక్క లేఅవుట్‌ను మరింత దట్టంగా చేయడం సాధ్యపడుతుంది. చుట్టబడిన ఎలక్ట్రోడ్‌లతో కూడిన ప్రిస్మాటిక్ బ్యాటరీలు కూడా స్పైరల్‌గా వక్రీకృతమవుతాయి.

ఆపరేషన్ మరియు సేవా జీవితం

ఆపరేటింగ్ నియమాలను గమనించినట్లయితే లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల సుదీర్ఘమైన, పూర్తి మరియు సురక్షితమైన ఆపరేషన్ సాధ్యమవుతుంది, వాటిని నిర్లక్ష్యం చేయడం వలన ఉత్పత్తి యొక్క జీవితాన్ని తగ్గించడమే కాకుండా, ప్రతికూల పరిణామాలకు దారితీయవచ్చు.

దోపిడీ

Li-Ion బ్యాటరీల ఆపరేషన్‌కు కీలకమైన అవసరం ఉష్ణోగ్రతకు సంబంధించినది - వేడెక్కడం అనుమతించకూడదు. అధిక ఉష్ణోగ్రతలు గరిష్ట హానిని కలిగిస్తాయి మరియు వేడెక్కడానికి కారణం బాహ్య మూలం మరియు బ్యాటరీని ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ చేసే ఒత్తిడితో కూడిన మోడ్‌లు రెండూ కావచ్చు.

ఉదాహరణకు, 45 ° C వరకు వేడి చేయడం వల్ల బ్యాటరీ ఛార్జ్‌ను 2 సార్లు పట్టుకునే సామర్థ్యం తగ్గుతుంది. పరికరం ఎక్కువసేపు సూర్యునికి గురైనప్పుడు లేదా శక్తి-ఇంటెన్సివ్ అప్లికేషన్‌లను అమలు చేస్తున్నప్పుడు ఈ ఉష్ణోగ్రత సులభంగా చేరుకుంటుంది.

ఉత్పత్తి వేడెక్కినట్లయితే, దానిని చల్లని ప్రదేశంలో ఉంచమని సిఫార్సు చేయబడింది, దాన్ని ఆపివేయడం మరియు బ్యాటరీని తీసివేయడం మంచిది.

వేసవి వేడిలో అత్యుత్తమ బ్యాటరీ పనితీరు కోసం, మీరు చాలా మొబైల్ పరికరాల్లో అందుబాటులో ఉండే శక్తిని ఆదా చేసే మోడ్‌ను ఉపయోగించాలి.

తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు కూడా అయాన్ బ్యాటరీలపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతాయి; -4 ° C కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, బ్యాటరీ ఇకపై పూర్తి శక్తిని అందించదు.

కానీ చలి అధిక ఉష్ణోగ్రతల వలె Li-Ion బ్యాటరీలకు హానికరం కాదు మరియు చాలా తరచుగా శాశ్వత నష్టాన్ని కలిగించదు. గది ఉష్ణోగ్రత వరకు వేడెక్కిన తర్వాత, బ్యాటరీ యొక్క పని లక్షణాలు పూర్తిగా పునరుద్ధరించబడుతున్నప్పటికీ, చలిలో సామర్థ్యం తగ్గడం గురించి మీరు మర్చిపోకూడదు.

Li-Ion బ్యాటరీల ఉపయోగం కోసం మరొక సిఫార్సు ఏమిటంటే, వాటిని లోతుగా విడుదల చేయకుండా నిరోధించడం. చాలా పాత తరం బ్యాటరీలు మెమరీ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్నాయి, వాటిని సున్నాకి విడుదల చేసి, ఆపై పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయాలి.Li-Ion బ్యాటరీలు ఈ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉండవు మరియు పూర్తి డిచ్ఛార్జ్ యొక్క వివిక్త కేసులు ప్రతికూల పరిణామాలకు దారితీయవు, కానీ స్థిరమైన లోతైన ఉత్సర్గ హానికరం. ఛార్జ్ స్థాయి 30% ఉన్నప్పుడు ఛార్జర్‌ను కనెక్ట్ చేయాలని సిఫార్సు చేయబడింది.

జీవితకాలం

Li-Ion బ్యాటరీల సరికాని ఆపరేషన్ వారి సేవ జీవితాన్ని 10-12 సార్లు తగ్గిస్తుంది. ఈ వ్యవధి నేరుగా ఛార్జింగ్ చక్రాల సంఖ్యపై ఆధారపడి ఉంటుంది. Li-Ion రకం బ్యాటరీలు 500 నుండి 1000 చక్రాల వరకు తట్టుకోగలవని నమ్ముతారు, ఇది పూర్తి ఉత్సర్గను పరిగణనలోకి తీసుకుంటుంది. తదుపరి ఛార్జ్‌కి ముందు ఎక్కువ శాతం ఛార్జ్ మిగిలి ఉంటే బ్యాటరీ జీవితాన్ని గణనీయంగా పెంచుతుంది.

Li-Ion బ్యాటరీ జీవితం యొక్క వ్యవధి ఎక్కువగా ఆపరేటింగ్ పరిస్థితుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది కాబట్టి, ఈ బ్యాటరీల కోసం ఖచ్చితమైన సేవా జీవితాన్ని ఇవ్వడం అసాధ్యం. అవసరమైన నిబంధనలను అనుసరిస్తే సగటున, ఈ రకమైన బ్యాటరీ 7-10 సంవత్సరాల వరకు ఉంటుందని అంచనా వేయవచ్చు.

ఛార్జింగ్ ప్రక్రియ

ఛార్జింగ్ చేస్తున్నప్పుడు, ఛార్జర్‌కి బ్యాటరీని ఎక్కువ పొడవుగా కనెక్ట్ చేయడాన్ని నివారించండి. లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ యొక్క సాధారణ ఆపరేషన్ 3.6 V మించని వోల్టేజ్ వద్ద జరుగుతుంది. ఛార్జింగ్ సమయంలో బ్యాటరీ ఇన్‌పుట్‌కు ఛార్జర్‌లు 4.2 Vని సరఫరా చేస్తాయి. ఛార్జ్ సమయం మించిపోయినట్లయితే, బ్యాటరీలో అవాంఛిత ఎలక్ట్రోకెమికల్ ప్రతిచర్యలు ప్రారంభమవుతాయి, ఇది వేడెక్కడానికి దారి తీస్తుంది. అన్ని తదుపరి పరిణామాలతో.

డెవలపర్లు అటువంటి లక్షణాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకున్నారు - ఆధునిక Li-Ion బ్యాటరీల ఛార్జ్ యొక్క భద్రత ప్రత్యేక అంతర్నిర్మిత పరికరం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ఇది వోల్టేజ్ అనుమతించదగిన స్థాయి కంటే పెరిగినప్పుడు ఛార్జింగ్ ప్రక్రియను ఆపివేస్తుంది.

లిథియం బ్యాటరీల కోసం, రెండు-దశల ఛార్జింగ్ పద్ధతి సరైనది.మొదటి దశలో, బ్యాటరీ తప్పనిసరిగా ఛార్జ్ చేయబడాలి, స్థిరమైన ఛార్జింగ్ కరెంట్‌ను అందించాలి, రెండవ దశ స్థిరమైన వోల్టేజ్‌తో మరియు ఛార్జింగ్ కరెంట్‌లో క్రమంగా తగ్గుదలతో నిర్వహించబడాలి. ఇటువంటి అల్గోరిథం చాలా గృహ ఛార్జర్‌లలో హార్డ్‌వేర్‌లో అమలు చేయబడుతుంది.

నిల్వ మరియు పారవేయడం

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ చాలా కాలం పాటు నిల్వ చేయబడుతుంది, స్వీయ-ఉత్సర్గ సంవత్సరానికి 10-20%. కానీ అదే సమయంలో, ఉత్పత్తి యొక్క లక్షణాలలో క్రమంగా తగ్గుదల (అధోకరణం) సంభవిస్తుంది.

అటువంటి బ్యాటరీలను తేమ నుండి రక్షించబడిన ప్రదేశంలో, +5 ... + 25 ° C ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిల్వ చేయడానికి సిఫార్సు చేయబడింది. బలమైన కంపనాలు, ప్రభావాలు మరియు బహిరంగ మంటకు సామీప్యత ఆమోదయోగ్యం కాదు.

లిథియం-అయాన్ కణాలను రీసైక్లింగ్ చేసే ప్రక్రియ తప్పనిసరిగా తగిన లైసెన్స్ కలిగి ఉన్న ప్రత్యేక సంస్థలలో నిర్వహించబడాలి. రీసైకిల్ చేసిన బ్యాటరీల నుండి 80% పదార్థాలను కొత్త బ్యాటరీల తయారీలో తిరిగి ఉపయోగించుకోవచ్చు.

భద్రత

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ, ఒక సూక్ష్మ పరిమాణంలో కూడా, పేలుడు ఆకస్మిక దహన ప్రమాదంతో నిండి ఉంటుంది. ఈ రకమైన బ్యాటరీ యొక్క ఈ లక్షణం అభివృద్ధి నుండి ఉత్పత్తి మరియు నిల్వ వరకు అన్ని దశలలో భద్రతా చర్యలకు అనుగుణంగా ఉండాలి.

తయారీ సమయంలో Li-Ion బ్యాటరీల భద్రతను మెరుగుపరచడానికి, వాటి విషయంలో ఒక చిన్న ఎలక్ట్రానిక్ బోర్డు ఉంచబడుతుంది - ఓవర్‌లోడ్ మరియు వేడెక్కడం తొలగించడానికి రూపొందించబడిన పర్యవేక్షణ మరియు నియంత్రణ వ్యవస్థ. ముందుగా నిర్ణయించిన పరిమితి కంటే ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు ఎలక్ట్రానిక్ మెకానిజం సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతిఘటనను పెంచుతుంది. కొన్ని బ్యాటరీ నమూనాలు అంతర్నిర్మిత మెకానికల్ స్విచ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది బ్యాటరీ లోపల ఒత్తిడి పెరిగినప్పుడు సర్క్యూట్‌ను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది.

అలాగే, అత్యవసర పరిస్థితుల్లో ఒత్తిడిని తగ్గించడానికి బ్యాటరీ కేసుల్లో భద్రతా వాల్వ్ తరచుగా అమర్చబడుతుంది.

లిథియం బ్యాటరీల యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలు

ఈ రకమైన బ్యాటరీ యొక్క ప్రయోజనాలు:

• అధిక శక్తి సాంద్రత;
• మెమరీ ప్రభావం లేదు;
• సుదీర్ఘ సేవా జీవితం;
• తక్కువ స్వీయ-ఉత్సర్గ రేటు;
• నిర్వహణ అవసరం లేదు;
• సాపేక్షంగా విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో స్థిరమైన ఆపరేటింగ్ పారామితులను నిర్ధారించడం.

ఇది లిథియం బ్యాటరీని కలిగి ఉంది మరియు ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి:

• ఆకస్మిక దహన ప్రమాదం;
• దాని పూర్వీకుల కంటే అధిక ధర;
• అంతర్నిర్మిత నియంత్రిక అవసరం;
• లోతైన ఉత్సర్గ యొక్క అవాంఛనీయత.

Li-Ion బ్యాటరీల ఉత్పత్తికి సాంకేతికతలు నిరంతరం మెరుగుపరచబడుతున్నాయి, అనేక లోపాలు క్రమంగా గతానికి సంబంధించినవిగా మారుతున్నాయి.

అప్లికేషన్ ప్రాంతం

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల యొక్క అధిక శక్తి సాంద్రత వాటి అప్లికేషన్ యొక్క ప్రధాన ప్రాంతాన్ని నిర్ణయిస్తుంది - మొబైల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు: ల్యాప్‌టాప్‌లు, టాబ్లెట్‌లు, స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, వీడియో కెమెరాలు, కెమెరాలు, నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లు, వివిధ అంతర్నిర్మిత సెన్సార్లు మరియు అనేక ఇతర ఉత్పత్తులు.

ఈ బ్యాటరీల యొక్క స్థూపాకార ఫారమ్ ఫ్యాక్టర్ ఉనికి వాటిని ఫ్లాష్‌లైట్‌లు, ల్యాండ్‌లైన్ ఫోన్‌లు మరియు గతంలో పునర్వినియోగపరచలేని బ్యాటరీల నుండి శక్తిని వినియోగించే ఇతర పరికరాలలో ఉపయోగించడానికి అనుమతిస్తుంది.

బ్యాటరీని నిర్మించే లిథియం-అయాన్ సూత్రం అనేక రకాలను కలిగి ఉంది, ఉపయోగించిన పదార్థాల రకం (లిథియం-కోబాల్ట్, లిథియం-మాంగనీస్, లిథియం-నికెల్-మాంగనీస్-కోబాల్ట్-ఆక్సైడ్ మొదలైనవి) రకాలు భిన్నంగా ఉంటాయి. వాటిలో ప్రతి దాని స్వంత పరిధిని కలిగి ఉంటుంది.

మొబైల్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌తో పాటు, లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల సమూహం క్రింది ప్రాంతాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది:

• చేతితో పట్టుకున్న పవర్ టూల్స్;
• పోర్టబుల్ వైద్య పరికరాలు;
• నిరంతర విద్యుత్ సరఫరా;
• భద్రతా వ్యవస్థలు;
• అత్యవసర లైటింగ్ మాడ్యూల్స్;
• సౌరశక్తితో నడిచే స్టేషన్లు;
• ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ సైకిళ్ళు.

లిథియం-అయాన్ సాంకేతికత యొక్క స్థిరమైన మెరుగుదల మరియు చిన్న పరిమాణాలతో అధిక-సామర్థ్య బ్యాటరీలను రూపొందించడంలో విజయాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, అటువంటి బ్యాటరీల కోసం అప్లికేషన్ల విస్తరణను అంచనా వేయడం సాధ్యమవుతుంది.

మార్కింగ్

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల పారామితులు ఉత్పత్తి యొక్క శరీరంపై ముద్రించబడతాయి, అయితే ఉపయోగించిన కోడింగ్ వేర్వేరు పరిమాణాలకు గణనీయంగా భిన్నంగా ఉండవచ్చు. అన్ని తయారీదారుల కోసం ఒకే బ్యాటరీ లేబులింగ్ ప్రమాణం ఇంకా అభివృద్ధి చేయబడలేదు, అయితే మీ స్వంతంగా అత్యంత ముఖ్యమైన పారామితులను గుర్తించడం ఇప్పటికీ సాధ్యమే.

మార్కింగ్ లైన్‌లోని అక్షరాలు సెల్ రకం మరియు ఉపయోగించిన పదార్థాలను సూచిస్తాయి: మొదటి అక్షరం I అంటే లిథియం-అయాన్ టెక్నాలజీ, తదుపరి అక్షరం (C, M, F లేదా N) రసాయన కూర్పును నిర్దేశిస్తుంది, మూడవ అక్షరం R అంటే సెల్ పునర్వినియోగపరచదగినది (పునర్వినియోగపరచదగినది).

పరిమాణం పేరులోని సంఖ్యలు మిల్లీమీటర్లలో బ్యాటరీ పరిమాణాన్ని సూచిస్తాయి: మొదటి రెండు సంఖ్యలు వ్యాసం, మరియు మిగిలిన రెండు పొడవు. ఉదాహరణకు, 18650 18 మిమీ వ్యాసం మరియు 65 మిమీ పొడవును సూచిస్తుంది, 0 ఒక స్థూపాకార రూప కారకాన్ని సూచిస్తుంది.

సిరీస్‌లోని చివరి అక్షరాలు మరియు సంఖ్యలు ప్రతి తయారీదారుకు ప్రత్యేకమైన కంటైనర్ గుర్తులు. తయారీ తేదీని సూచించడానికి ఏకరీతి ప్రమాణాలు కూడా లేవు.

ఇలాంటి కథనాలు: