छह आम लिथियम बैटरियों के लक्षण और पैरामीटर की त्वरित समझ (1/6)

March 5, 2019

हम अक्सर टर्नरी लिथियम बैटरी या आयरन-लिथियम बैटरी के बारे में बात करते हैं, जिन्हें सकारात्मक सक्रिय सामग्रियों के अनुसार लिथियम बैटरी के नाम पर रखा गया है। इस पत्र में, छह सामान्य प्रकार की लिथियम बैटरी और उनके मुख्य प्रदर्शन मापदंडों को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। जैसा कि हम सभी जानते हैं, एक ही तकनीक लाइन के विशिष्ट पैरामीटर बिल्कुल समान नहीं हैं। यह पेपर वर्तमान मापदंडों के सामान्य स्तर को दर्शाता है। लिथियम बैटरी के छह प्रकार में शामिल हैं: लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO 2), लिथियम मैंगनीट (LiMnO 4), लिथियम निकल कोबाल्ट manganate (LiNiMnCoO 2 या NMC), लिथियम आयरन कोबाल्ट एल्यूमिनेट (LiNiCoAlO 2 या NCA), लिथियम आयरन फॉस्फेट। , लिथियम टाइटनैट (Li4Ti5O12)

लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड

इसकी उच्च विशिष्ट ऊर्जा लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड को मोबाइल फोन, लैपटॉप और डिजिटल कैमरों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बनाती है। बैटरी में कोबाल्ट ऑक्साइड कैथोड और ग्रेफाइट कार्बन एनोड होते हैं। कैथोड में एक स्तरित संरचना है। डिस्चार्ज के दौरान, लिथियम आयन एनोड से कैथोड में चले जाते हैं, जबकि चार्जिंग प्रक्रिया विपरीत दिशा में बहती है। संरचना को चित्र 1 में दिखाया गया है।

चित्र 1: लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड संरचना

कैथोड में एक स्तरित संरचना है। डिस्चार्ज के दौरान, लिथियम आयन एनोड से कैथोड में जाते हैं, और चार्जिंग के दौरान कैथोड से एनोड में प्रवाहित होते हैं। लिथियम कोबाल्ट के नुकसान अपेक्षाकृत कम जीवन, कम थर्मल स्थिरता और सीमित भार क्षमता (विशिष्ट शक्ति) हैं। अन्य कोबाल्ट-मिश्रित लिथियम आयन बैटरी की तरह, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड ग्रेफाइट एनोड का उपयोग करता है। इसका चक्र जीवन मुख्य रूप से ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस (एसईआई) द्वारा सीमित है, जो मुख्य रूप से एसईआई फिल्म की क्रमिक मोटाई और तेजी से चार्ज या कम तापमान चार्जिंग के दौरान लिथियम चढ़ाना समस्या से प्रकट होता है। नई सामग्री प्रणाली सेवा जीवन, भार क्षमता में सुधार और लागत को कम करने के लिए निकल, मैंगनीज और / या एल्यूमीनियम को जोड़ती है।

लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड को चार्ज नहीं किया जाना चाहिए और क्षमता से ऊपर धाराओं में छुट्टी दे दी जानी चाहिए। इसका मतलब है कि 2,400 एमएएच वाली 18650 बैटरी को केवल 2,400 एमएएच से कम या इसके बराबर में चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है। 2400mA की तुलना में अधिक तेजी से चार्जिंग या भार के आवेदन से ओवरहिटिंग और अधिभार तनाव होगा। सर्वश्रेष्ठ फास्ट चार्जिंग दर प्राप्त करने के लिए, निर्माता 0.8C या लगभग 2,000 mA की चार्जिंग दर की सिफारिश करता है। बैटरी सुरक्षा सर्किट ऊर्जा इकाई की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दर को 1C के सुरक्षित स्तर तक सीमित करता है।

हेक्सागोनल स्पाइडर चार्ट (चित्रा 2) विशिष्ट ऊर्जा या संचालन से संबंधित क्षमता में लिथियम कोबाल्ट के प्रदर्शन को संक्षेप में प्रस्तुत करता है; विशिष्ट शक्ति या बड़े वर्तमान प्रदान करने की क्षमता; सुरक्षा; उच्च और निम्न तापमान वातावरण में प्रदर्शन; कैलेंडर और चक्र जीवन सहित जीवन; लागत विशेषताओं। मकड़ी चार्ट में नहीं दिखाए गए अन्य महत्वपूर्ण विशेषताओं में विषाक्तता, तेजी से चार्ज करने की क्षमता, आत्म-निर्वहन और शेल्फ जीवन शामिल हैं।

चित्रा 2: औसत लिथियम कोबाल्ट बैटरी का स्पाइडर चार्ट।

लिथियम कोबाल्ट का उच्च विशिष्ट ऊर्जा में उत्कृष्ट प्रदर्शन है, लेकिन यह केवल विद्युत विशेषताओं, सुरक्षा और चक्र जीवन में सामान्य प्रदर्शन प्रदान कर सकता है।

वोल्टेज नाममात्र मूल्य 3.60 वी है; विशिष्ट ऑपरेटिंग रेंज 3.0-4.2V / बैटरी है
विशिष्ट ऊर्जा (क्षमता) 150-200 कि.ग्रा। / कि.ग्रा। विशेष बैटरी 240Wh / kg तक प्रदान करती है।

चार्ज (सी दर)

0.7-1 सी, 4.20 वी (अधिकांश बैटरी) के लिए चार्ज; ठेठ चार्जिंग समय 3 घंटे है; 1C से अधिक चार्जिंग करंट बैटरी लाइफ को छोटा कर देगा।
करंट डिस्चार्ज करें

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1C; डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज 2.50 वी। 1C से ऊपर का डिस्चार्ज करंट बैटरी लाइफ को छोटा कर देगा।

मंडली का जीवन निर्वहन गहराई, भार और तापमान के आधार पर 500-1000
बेलगाम उष्म वायु प्रवाह 150 डिग्री C (302 डिग्री F)। पूर्ण-भरा राज्य आसानी से थर्मल पलायन की ओर जाता है
आवेदन बहुत उच्च विशिष्ट ऊर्जा, सीमित विशिष्ट शक्ति। कोबाल्ट महंगा है। इसका उपयोग ऊर्जा बैटरी के रूप में किया जाता है। बाजार में हिस्सेदारी स्थिर है।
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बहुत उच्च विशिष्ट ऊर्जा, सीमित विशिष्ट शक्ति। कोबाल्ट महंगा है। इसका उपयोग ऊर्जा बैटरी के रूप में किया जाता है। बाजार में हिस्सेदारी स्थिर है।