LifePO4- बैटरी: विशेषताएँ, सुविधाएँ, प्रकार

आज बड़ी संख्या में हैंविभिन्न प्रकार के रसायन विज्ञान के साथ बैटरी। सबसे लोकप्रिय बैटरी आज लिथियम-आयन हैं। इस समूह में लिथियम-आयरन-फॉस्फेट (फेरोफॉस्फेट) बैटरी भी शामिल हैं। जबकि इस श्रेणी की सभी बैटरियां आम तौर पर तकनीकी विशिष्टताओं में एक-दूसरे के समान होती हैं, लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी की अपनी अनूठी विशेषताएं होती हैं जो लिथियम-आयन तकनीक का उपयोग करके बनाई गई अन्य बैटरियों से उन्हें अलग करती हैं।

लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी की खोज का इतिहास

LiFePO4 बैटरी का आविष्कारक जॉन हैGoodenough, जिन्होंने 1996 में टेक्सास विश्वविद्यालय में लिथियम आयन बैटरी के लिए कैथोड के लिए नई सामग्री बनाने के लिए काम किया था। प्रोफेसर कम विषाक्तता और उच्च तापीय स्थिरता वाले, कम लागत वाली एक सामग्री बनाने में सक्षम था। बैटरी की कमियों के बीच, जिसमें नए कैथोड का उपयोग किया गया था, एक कम क्षमता थी।

जॉन गुडेन द्वारा किसी का आविष्कार नहीं किया गयामुझे दिलचस्पी थी, लेकिन 2003 में, ए 123 सिस्टम ने इस तकनीक को विकसित करने का फैसला किया, इसे काफी आशाजनक मानते हुए। इस तकनीक के निवेशक कई बड़े निगम बन गए हैं - सिकोइया कैपिटल, क्वालकॉम, मोटोरोला।

LiFePO4 बैटरी के लक्षण

फेरोफॉस्फेट बैटरी का वोल्टेज समान हैलिथियम-आयन तकनीक से संबंधित अन्य बैटरियों की तरह। रेटेड वोल्टेज बैटरी के आयाम (आकार, रूप कारक) पर निर्भर करता है। बैटरी के लिए, 18,650 3.7 वोल्ट है, 10,440 (पिंकी) के लिए - 3.2, 24,330 - 3.6 के लिए।

लगभग सभी बैटरी में वोल्टेज होता हैडिस्चार्ज की प्रक्रिया धीरे-धीरे गिरती है। अनूठी विशेषताओं में से एक LiFePO4 बैटरी के साथ संचालन के दौरान वोल्टेज स्थिरता है। इनके समान वोल्टेज विशेषताओं में निकेल तकनीक (निकेल-कैडमियम, निकल-मेटल हाइड्राइड) का उपयोग करके बनाई गई बैटरियां हैं।

आकार पर निर्भर लिथियम आयरन फॉस्फेटबैटरी पूर्ण निर्वहन तक 3.0 से 3.2 वोल्ट तक पहुंचाने में सक्षम है। यह संपत्ति सर्किट में उपयोग किए जाने पर इन बैटरियों के लिए अधिक फायदे देती है, क्योंकि यह व्यावहारिक रूप से वोल्टेज विनियमन की आवश्यकता को नकारती है।

पूरे चार्ज पर वोल्टेज 2.0 वोल्ट है,जो सभी लिथियम प्रौद्योगिकी बैटरी के बीच सबसे कम दर्ज की गई डिस्चार्ज सीमा है। ये बैटरी सेवा जीवन में अग्रणी हैं, जो प्रति चक्र और निर्वहन के लिए 2000 चक्रों के बराबर है। इसकी रासायनिक संरचना की सुरक्षा के कारण, LiFePO4 बैटरी को विशेष त्वरित डेल्टा V विधि का उपयोग करके चार्ज किया जा सकता है, जब बैटरी को एक बड़ा विद्युत आपूर्ति की जाती है।

कई बैटरी चार्जिंग का सामना नहीं कर सकती हैंऐसी विधि, जो उनके अत्यधिक ताप और गिरावट की ओर ले जाती है। लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी के मामले में, इस पद्धति का उपयोग करना न केवल संभव है, बल्कि अनुशंसित भी है। इसलिए, विशेष रूप से ऐसी बैटरी चार्ज करने के लिए, विशेष चार्जर हैं। बेशक, इस तरह के चार्जर का उपयोग अन्य रसायन विज्ञान के साथ बैटरी पर नहीं किया जा सकता है। फॉर्म फैक्टर के आधार पर, इस तरह के चार्जर पर लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी 15-30 मिनट में पूरी तरह से चार्ज हो सकती है।

क्षेत्र में हालिया घटनाक्रमLiFePO4 बैटरी एक बेहतर ऑपरेटिंग तापमान रेंज के साथ उपयोगकर्ता बैटरी प्रदान करती हैं। यदि लिथियम-आयन बैटरी के लिए मानक सीमा -20 से +20 डिग्री सेल्सियस है, तो लिथियम-आयरन-फॉस्फेट बैटरी -30 से +55 तक पूरी तरह से काम कर सकती है। बैटरी को ऊपर या नीचे के तापमान पर चार्ज या डिस्चार्ज करने से बैटरी को बहुत नुकसान होगा।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी अतिसंवेदनशील होते हैंअन्य लिथियम आयन बैटरी की तुलना में उम्र बढ़ने का प्रभाव काफी हद तक कम होता है। एजिंग समय के साथ क्षमता का एक प्राकृतिक नुकसान है, जो इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि बैटरी का उपयोग किया जा रहा है या शेल्फ पर झूठ बोल रहा है। तुलना के लिए: सभी लिथियम आयन बैटरी प्रत्येक वर्ष अपनी क्षमता का लगभग 10% खो देते हैं। दूसरी ओर, लिथियम-आयरन-फॉस्फेट, केवल 1.5% खो देते हैं।

इन बैटरियों के minuses में, यह एक कम क्षमता को उजागर करने के लायक है, जो अन्य लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में 14% कम (या ऐसा) है।

फेरोफॉस्फेट बैटरी सुरक्षा

इस प्रकार की बैटरी को एक माना जाता हैसभी मौजूदा प्रकार की बैटरियों में सबसे सुरक्षित। LiFePO4 लिथियम-फॉस्फेट बैटरी में बहुत ही स्थिर रसायन है, और जब (कम प्रतिरोध के साथ काम कर रहे) और चार्ज (उच्च धाराओं के साथ बैटरी चार्ज करने पर) बड़े भार का सामना करने में सक्षम होते हैं।

इस तथ्य के कारण कि फॉस्फेट रासायनिक रूप से सुरक्षित हैं,इन बैटरियों के निपटारे में आसानी होती है क्योंकि वे अपनी बैटरियों से बाहर निकल जाते हैं। कई खतरनाक रसायन विज्ञान बैटरी (जैसे लिथियम-कोबाल्ट) को अपने पर्यावरणीय खतरे को कम करने के लिए अतिरिक्त रीसाइक्लिंग प्रक्रियाओं से गुजरना पड़ता है।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी चार्ज करना

निवेशकों के वाणिज्यिक हित के कारणों में से एकफेरोफॉस्फेट रसायन विज्ञान तेजी से चार्ज करने की संभावना बन गया है, जिसके परिणामस्वरूप इसकी स्थिरता है। LiFePO4 बैटरी के कन्वेयर उत्पादन के संगठन के तुरंत बाद, वे बैटरी के रूप में तैनात थे जिन्हें जल्दी से चार्ज किया जा सकता है।

इस उद्देश्य के लिए, विशेषचार्जर्स। जैसा कि पहले ही ऊपर उल्लेख किया गया है, ऐसे चार्जर का उपयोग अन्य बैटरियों पर नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इससे उन्हें अधिक गर्मी होगी और उन्हें बहुत नुकसान होगा।

डेटा के लिए विशेष चार्जरबैटरियां उन्हें 12-15 मिनट में चार्ज कर सकती हैं। फेरोफॉस्फेट बैटरी को पारंपरिक चार्जर्स के साथ भी चार्ज किया जा सकता है। दोनों चार्जिंग मोड के साथ संयुक्त चार्जर विकल्प भी हैं। सबसे अच्छा विकल्प, ज़ाहिर है, स्मार्ट चार्जर का उपयोग कई विकल्पों के साथ होता है जो चार्जिंग प्रक्रिया को विनियमित करते हैं।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी डिवाइस

आंतरिक संरचना में कोई विशेषता नहींरासायनिक प्रौद्योगिकी में अपने समकक्षों की तुलना में लिथियम-आयरन-फॉस्फेट LiFePO4 बैटरी नहीं है। केवल एक तत्व में बदलाव आया - लोहे के फॉस्फेट से बना कैथोड। एनोड सामग्री लिथियम है (लिथियम आयन तकनीक पर सभी बैटरी में लिथियम एनोड है)।

किसी भी बैटरी का संचालन पर आधारित हैएक रासायनिक प्रतिक्रिया की प्रतिवर्तीता। अन्यथा, बैटरी के अंदर होने वाली प्रक्रियाओं को ऑक्सीकरण और कमी प्रक्रिया कहा जाता है। किसी भी बैटरी में इलेक्ट्रोड होते हैं - कैथोड (माइनस) और एनोड (प्लस)। किसी भी बैटरी के अंदर एक विभाजक है - एक विशेष तरल के साथ संसेचन सामग्री - एक इलेक्ट्रोलाइट।

जब बैटरी को डिस्चार्ज किया जाता है, तो लिथियम आयन चलते हैंकैथोड से एनोड तक एक विभाजक के माध्यम से, संचित चार्ज (ऑक्सीकरण) को छोड़ना। बैटरी चार्ज करते समय, लिथियम आयन एनोड से कैथोड तक विपरीत दिशा में बढ़ते हैं, जिससे चार्ज (वसूली) होता है।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के प्रकार

इस रसायन के लिए सभी प्रकार की बैटरी को चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

• पूरी बैटरी।
• पैरेल्लेपिपेड्स के रूप में बड़ी कोशिकाएं।
• पैरेल्लेपिपेड्स (प्रिज़मैटिक - 3.2V LiFePO4 बैटरी) के रूप में छोटी कोशिकाएँ।
• छोटी फ्लैट बैटरी (पैक)।
• बेलनाकार बैटरी।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी और कोशिकाएं हो सकती हैं12 से 60 वोल्ट से अलग रेटेड वोल्टेज। वे पारंपरिक सीसा-एसिड बैटरी से बहुत आगे हैं: चक्र बहुत अधिक है, वजन कई गुना कम है, और वे कई बार तेजी से रिचार्ज करते हैं।

इस रसायन विज्ञान में बेलनाकार बैटरी का उपयोग अलग-अलग और एक सर्किट में किया जाता है। इन बेलनाकार बैटरियों के आयाम बहुत अलग हैं: 14,500 (उंगली-प्रकार) से 32,650 तक।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी

फेरोफॉस्फेट बैटरी विशेष ध्यान देने योग्य हैं।साइकिल और इलेक्ट्रिक साइकिल के लिए। नए लौह-फॉस्फेट कैथोड के आविष्कार के साथ, अन्य प्रकार की बैटरी के साथ, इस रसायन विज्ञान के लिए विशेष बैटरी भी विकसित की गई है, जो कि उनकी बेहतर विशेषताओं और कम वजन के कारण, साधारण साइकिल पर भी आसानी से उपयोग किया जा सकता है। ऐसी बैटरी ने तुरंत अपनी बाइक को आधुनिक बनाने के प्रशंसकों के बीच लोकप्रियता हासिल की।

लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी प्रदान करने में सक्षम हैंकई घंटे की लापरवाह सायक्लिंग, जो आंतरिक दहन इंजनों के साथ प्रतिस्पर्धा के योग्य हैं, जिन्हें अक्सर साइकिल पर पहले भी इस्तेमाल किया जाता था। आमतौर पर, LiFePO4 48v बैटरी का उपयोग इन उद्देश्यों के लिए किया जाता है, लेकिन 25, 36 और 60 वोल्ट के साथ बैटरी खरीदना संभव है।

फेरोफॉस्फेट बैटरी का उपयोग

इस रसायन विज्ञान में बैटरी की भूमिका बिना समझ में आने वाली हैटिप्पणी नहीं। विभिन्न उद्देश्यों के लिए, प्रिज्मीय उपकरणों का उपयोग किया जाता है - LiFePO4 3.2 v बैटरी। बड़ी कोशिकाओं को सौर ऊर्जा और पवन जनरेटर के लिए बफर सिस्टम के तत्वों के रूप में उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रिक वाहनों के निर्माण में फेरोफॉस्फेट बैटरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

छोटी फ्लैट बैटरी के लिए उपयोग किया जाता हैफोन, लैपटॉप और टैबलेट। विभिन्न रूप कारकों के बेलनाकार बैटरियों का उपयोग एयरसॉफ्ट गन, इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट, रेडियो-नियंत्रित मॉडल, आदि के लिए किया जाता है।