லித்தியம் பேட்டரி தொழில்நுட்பம் என்றால் என்ன

லித்தியம் பேட்டரிகள் அவற்றின் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி மற்றும் ஒரு சுழற்சிக்கான குறைந்த விலை காரணமாக மற்ற பேட்டரி வேதியியலில் இருந்து தனித்து நிற்கின்றன. இருப்பினும், "லித்தியம் பேட்டரி" என்பது ஒரு தெளிவற்ற சொல். லித்தியம் பேட்டரிகளில் ஆறு பொதுவான வேதியியல் வகைகள் உள்ளன, அவை அனைத்தும் அவற்றின் தனித்துவமான நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன. புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் பயன்பாடுகளுக்கு, முதன்மையான வேதியியல் லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LiFePO4) ஆகும். இந்த வேதியியல் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை, உயர் மின்னோட்ட மதிப்பீடுகள், நீண்ட சுழற்சி வாழ்க்கை மற்றும் துஷ்பிரயோகத்திற்கு சகிப்புத்தன்மையுடன் சிறந்த பாதுகாப்பைக் கொண்டுள்ளது.

லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LiFePO4) என்பது மற்ற அனைத்து லித்தியம் வேதியியல்களுடன் ஒப்பிடும் போது மிகவும் நிலையான லித்தியம் வேதியியல் ஆகும். பேட்டரி இயற்கையாகவே பாதுகாப்பான கேத்தோடு பொருள் (இரும்பு பாஸ்பேட்) மூலம் கூடியிருக்கிறது. மற்ற லித்தியம் இரசாயனங்களுடன் ஒப்பிடும்போது இரும்பு பாஸ்பேட் ஒரு வலுவான மூலக்கூறு பிணைப்பை ஊக்குவிக்கிறது, இது தீவிர சார்ஜிங் நிலைமைகளைத் தாங்குகிறது, சுழற்சி ஆயுளை நீட்டிக்கிறது மற்றும் பல சுழற்சிகளில் இரசாயன ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்கிறது. இதுவே இந்த பேட்டரிகளுக்கு அவற்றின் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை, நீண்ட சுழற்சி ஆயுள் மற்றும் துஷ்பிரயோகத்திற்கு சகிப்புத்தன்மை ஆகியவற்றை வழங்குகிறது.

LiFePO4 பேட்டரிகள் அதிக வெப்பமடைவதற்கான வாய்ப்புகள் இல்லை, மேலும் அவை 'தெர்மல் ரன்வே'க்கு அகற்றப்படுவதில்லை, எனவே கடுமையான தவறான கையாளுதல் அல்லது கடுமையான சுற்றுச்சூழல் நிலைமைகளுக்கு உட்படுத்தப்படும்போது-அதிக வெப்பம் அல்லது பற்றவைப்பதில்லை. வெள்ளத்தில் மூழ்கிய ஈய அமிலம் மற்றும் பிற பேட்டரி வேதியியல் போலல்லாமல், லித்தியம் பேட்டரிகள் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் போன்ற ஆபத்தான வாயுக்களை வெளியேற்றுவதில்லை. சல்பூரிக் அமிலம் அல்லது பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு போன்ற காஸ்டிக் எலக்ட்ரோலைட்டுகளுக்கு வெளிப்படும் ஆபத்தும் இல்லை. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், இந்த பேட்டரிகள் வெடிப்பு ஆபத்து இல்லாமல் வரையறுக்கப்பட்ட பகுதிகளில் சேமிக்கப்படும் மற்றும் ஒழுங்காக வடிவமைக்கப்பட்ட அமைப்பு செயலில் குளிர்ச்சி அல்லது காற்றோட்டம் தேவையில்லை.

லித்தியம் பேட்டரிகள் என்பது ஈய-அமில பேட்டரிகள் மற்றும் பல பேட்டரி வகைகள் போன்ற பல கலங்களால் ஆன ஒரு அசெம்பிளி ஆகும். லீட் ஆசிட் பேட்டரிகள் 2V/செல் பெயரளவு மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன, அதேசமயம் லித்தியம் பேட்டரி செல்கள் 3.2V பெயரளவு மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, ஒரு 12V பேட்டரியை அடைய, பொதுவாக நான்கு செல்கள் ஒரு தொடரில் இணைக்கப்பட்டிருக்கும். இது LiFePO4 12.8V இன் பெயரளவு மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும். ஒரு தொடரில் இணைக்கப்பட்ட எட்டு செல்கள் 25.6V பெயரளவு மின்னழுத்தத்துடன் 24V பேட்டரியை உருவாக்குகின்றன மற்றும் ஒரு தொடரில் இணைக்கப்பட்ட பதினாறு செல்கள் 51.2V பெயரளவு மின்னழுத்தத்துடன் 48V பேட்டரியை உருவாக்குகின்றன. இந்த மின்னழுத்தங்கள் உங்கள் வழக்கமான 12V, 24V மற்றும் 48V இன்வெர்ட்டர்களுடன் நன்றாக வேலை செய்கின்றன.

லித்தியம் பேட்டரிகள் லீட்-அமில பேட்டரிகளை நேரடியாக மாற்றுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை ஒரே மாதிரியான சார்ஜிங் மின்னழுத்தங்களைக் கொண்டுள்ளன. நான்கு செல் LiFePO4 பேட்டரி (12.8V), பொதுவாக 14.4-14.6V இடையே அதிகபட்ச சார்ஜ் மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கும் (உற்பத்தியாளர்களின் பரிந்துரைகளைப் பொறுத்து). லித்தியம் பேட்டரியின் தனித்துவமானது என்னவென்றால், அவை உறிஞ்சும் கட்டணம் அல்லது நிலையான மின்னழுத்த நிலையில் குறிப்பிடத்தக்க காலத்திற்கு வைத்திருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை.

பொதுவாக, பேட்டரி அதிகபட்ச சார்ஜ் மின்னழுத்தத்தை அடையும் போது அது இனி சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டியதில்லை. LiFePO4 பேட்டரிகளின் வெளியேற்ற பண்புகளும் தனித்துவமானது. டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​லித்தியம் பேட்டரிகள் ஈய-ஆசிட் பேட்டரிகள் பொதுவாக ஏற்றப்படும் அளவை விட அதிக மின்னழுத்தத்தை பராமரிக்கும். ஒரு லித்தியம் பேட்டரி முழு சார்ஜில் இருந்து 75% டிஸ்சார்ஜ் ஆக ஒரு வோல்ட்டின் சில பத்தில் ஒரு பங்கு மட்டும் குறைவது அசாதாரணமானது அல்ல. பேட்டரி கண்காணிப்பு கருவி இல்லாமல் எவ்வளவு திறன் பயன்படுத்தப்பட்டது என்பதை இது கடினமாக்குகிறது.

ஈய{0}}ஆசிட் பேட்டரிகளை விட லித்தியத்தின் குறிப்பிடத்தக்க நன்மை என்னவென்றால், அவை பற்றாக்குறை சைக்கிள் ஓட்டுதலால் பாதிக்கப்படுவதில்லை. முக்கியமாக, அடுத்த நாள் மீண்டும் டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படுவதற்கு முன்பு பேட்டரிகளை முழுமையாக சார்ஜ் செய்ய முடியாது. லீட்-ஆசிட் பேட்டரிகளில் இது மிகப் பெரிய பிரச்சனையாகும், மேலும் இந்த முறையில் மீண்டும் மீண்டும் சுழற்சி செய்தால், குறிப்பிடத்தக்க தட்டு சிதைவை ஊக்குவிக்கலாம். LiFePO4 பேட்டரிகள் தொடர்ந்து முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டியதில்லை. உண்மையில், முழுக் கட்டணத்திற்குப் பதிலாக சிறிது பகுதிக் கட்டணத்துடன் ஒட்டுமொத்த ஆயுட்காலத்தை சற்று மேம்படுத்த முடியும். சூரிய மின்சார அமைப்புகளை வடிவமைக்கும் போது செயல்திறன் மிக முக்கியமான காரணியாகும். சராசரியான லெட் ஆசிட் பேட்டரியின் சுற்று-பயண செயல்திறன் (முழுமையிலிருந்து இறந்தது மற்றும் முழுவதுமாக) சுமார் 80% ஆகும். மற்ற வேதியியல் இன்னும் மோசமாக இருக்கலாம். லித்தியம் அயர்ன் பாஸ்பேட் பேட்டரியின் சுற்று-பயண ஆற்றல் திறன் 95-98% அதிகமாக உள்ளது. குளிர்காலத்தில் சூரிய சக்தி இல்லாத அமைப்புகளுக்கு இது ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றமாகும், ஜெனரேட்டர் சார்ஜிங்கிலிருந்து எரிபொருள் சேமிப்பு மிகப்பெரியதாக இருக்கும்.

லீட்{0}}ஆசிட் பேட்டரிகளின் உறிஞ்சுதல் சார்ஜ் நிலை குறிப்பாக திறனற்றது, இதன் விளைவாக 50% அல்லது அதற்கும் குறைவான செயல்திறன் உள்ளது. லித்தியம் பேட்டரிகள் சார்ஜ் உறிஞ்சப்படுவதில்லை என்பதைக் கருத்தில் கொண்டு, சார்ஜ் நேரம் முழுவதுமாக டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்டதிலிருந்து முழுமையாக நிரம்புவதற்கு இரண்டு மணிநேரம் ஆகும். குறிப்பிடத்தக்க பாதகமான விளைவுகள் இல்லாமல் மதிப்பிடப்பட்ட ஒரு லித்தியம் பேட்டரி ஏறக்குறைய முழுமையான வெளியேற்றத்திற்கு உட்படும் என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டியது அவசியம்.

இருப்பினும், தனிப்பட்ட செல்கள் அதிகமாக வெளியேற்றப்படாமல் இருப்பதை உறுதி செய்வது முக்கியம். இது ஒருங்கிணைந்த பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பின் (BMS) வேலையாகும். லித்தியம் பேட்டரிகளின் பாதுகாப்பு மற்றும் நம்பகத்தன்மை ஒரு பெரிய கவலையாக உள்ளது, எனவே அனைத்து கூட்டங்களிலும் ஒருங்கிணைந்த பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்பு (BMS) இருக்க வேண்டும். BMS என்பது "பாதுகாப்பான இயக்கப் பகுதிக்கு" வெளியே செல்களை இயக்காமல் கண்காணிக்கும், மதிப்பீடு செய்யும், சமநிலைப்படுத்தும் மற்றும் பாதுகாக்கும் ஒரு அமைப்பாகும். பிஎம்எஸ் என்பது லித்தியம் பேட்டரி அமைப்பின் இன்றியமையாத பாதுகாப்பு கூறு ஆகும், மின்னோட்டத்தின் கீழ்/அதிக மின்னழுத்தம், கீழ்/அதிக வெப்பநிலை மற்றும் பலவற்றிற்கு எதிராக பேட்டரியில் உள்ள செல்களை கண்காணித்து பாதுகாக்கிறது.

கலத்தின் மின்னழுத்தம் எப்போதாவது 2.5V க்கும் குறைவாக இருந்தால், LiFePO4 செல் நிரந்தரமாக சேதமடையும், கலத்தின் மின்னழுத்தம் 4.2V க்கு மேல் அதிகரித்தால் அது நிரந்தரமாக சேதமடையும். BMS ஆனது ஒவ்வொரு செல்லையும் கண்காணிக்கிறது மற்றும் குறைந்த/அதிக மின்னழுத்தத்தின் போது செல்கள் சேதமடைவதைத் தடுக்கும். BMS இன் மற்றொரு இன்றியமையாத பொறுப்பு, சார்ஜ் செய்யும் போது பேக்கை பேலன்ஸ் செய்வது, அனைத்து செல்களும் அதிக சார்ஜ் செய்யாமல் முழு சார்ஜ் கிடைக்கும் என்பதற்கு உத்தரவாதம் அளிக்கிறது. LiFePO4 பேட்டரியின் செல்கள் சார்ஜ் சுழற்சியின் முடிவில் தானாகவே சமநிலையில் இருக்காது. செல்கள் மூலம் மின்மறுப்பில் சிறிய வேறுபாடுகள் உள்ளன, இதனால் எந்த கலமும் 100% ஒரே மாதிரியாக இருக்காது.

எனவே, சுழற்சியின் போது, ​​சில செல்கள் முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்படும் அல்லது மற்றவற்றை விட முன்னதாகவே டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்படும். செல்கள் சமநிலையில் இல்லாவிட்டால் காலப்போக்கில் செல்களுக்கு இடையே உள்ள மாறுபாடு கணிசமாக அதிகரிக்கும். லீட்-ஆசிட் பேட்டரிகளில், ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட செல்கள் முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டாலும் மின்னோட்டம் தொடர்ந்து பாயும். இதன் விளைவாக பேட்டரிக்குள் மின்னாற்பகுப்பு நடைபெறுகிறது, நீர் ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜனாகப் பிரிகிறது. இந்த மின்னோட்டம் மற்ற செல்களை முழுமையாக சார்ஜ் செய்ய உதவுகிறது, இதனால் இயற்கையாகவே அனைத்து செல்களிலும் சார்ஜ் சமநிலைப்படுத்தப்படுகிறது.

இருப்பினும், முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட லித்தியம் செல் மிக அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்கும் மற்றும் மிகக் குறைந்த மின்னோட்டம் பாயும். எனவே பின்தங்கிய செல்கள் முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்படாது. சமன்படுத்தும் போது BMS ஆனது முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட கலங்களுக்கு ஒரு சிறிய சுமையை ஏற்றி, அதிக சார்ஜ் செய்வதைத் தடுக்கிறது மற்றும் மற்ற செல்களைப் பிடிக்க அனுமதிக்கிறது. லித்தியம் பேட்டரிகள் மற்ற பேட்டரி கெமிஸ்ட்ரிகளை விட பல நன்மைகளை வழங்குகின்றன. அவை பாதுகாப்பான மற்றும் நம்பகமான பேட்டரி தீர்வாகும், வெப்ப ரன்வே மற்றும்/அல்லது பேரழிவு உருகுதல் பற்றிய பயம் இல்லை, இது மற்ற லித்தியம் பேட்டரி வகைகளிலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க சாத்தியமாகும். இந்த பேட்டரிகள் மிக நீண்ட சுழற்சி ஆயுளை வழங்குகின்றன, சில உற்பத்தியாளர்கள் 10,000 சுழற்சிகள் வரை பேட்டரிகளுக்கு உத்தரவாதம் அளிக்கிறார்கள். அதிக டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் ரீசார்ஜ் விகிதங்கள் C/2 தொடர்ச்சி மற்றும் 98% வரை சுற்றுப்பயணத்தின் செயல்திறன்-அதிகமாக இருப்பதால், இந்த பேட்டரிகள் தொழில்துறைக்குள் இழுவைப் பெறுவதில் ஆச்சரியமில்லை. லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட் (LiFePO4) ஒரு சரியான ஆற்றல் சேமிப்பு தீர்வு.