લિથિયમ-આયન બેટરીની ટેકનોલોજી, ફાયદા અને કિંમતો

લિથિયમ-આયન બેટરી કેવી રીતે કામ કરે છે? લીડ-એસિડ બેટરી કરતાં તેના કયા ફાયદા છે? લિથિયમ-આયન બેટરી સ્ટોરેજ ક્યારે કામ કરે છે?A લિથિયમ-આયન બેટરી(ટૂંકું: લિથિયમ આયન બેટરી અથવા લિ-આયન બેટરી) એ ત્રણેય તબક્કામાં, નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં, હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડમાં તેમજ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સેલમાં લિથિયમ સંયોજનો પર આધારિત સંચયકો માટે સામાન્ય શબ્દ છે. લિથિયમ-આયન બેટરીમાં અન્ય પ્રકારની બેટરીઓની તુલનામાં ઉચ્ચ ચોક્કસ ઊર્જા હોય છે, પરંતુ મોટાભાગના એપ્લિકેશનોમાં ઇલેક્ટ્રોનિક સુરક્ષા સર્કિટની જરૂર પડે છે, કારણ કે તે ઊંડા ડિસ્ચાર્જ અને ઓવરચાર્જ બંને પર પ્રતિકૂળ પ્રતિક્રિયા આપે છે.લિથિયમ આયન સોલાર બેટરીને ફોટોવોલ્ટેઇક સિસ્ટમમાંથી વીજળીથી ચાર્જ કરવામાં આવે છે અને જરૂર મુજબ ફરીથી ડિસ્ચાર્જ કરવામાં આવે છે. લાંબા સમય સુધી, આ હેતુ માટે લીડ બેટરીને આદર્શ સૌર ઉર્જા ઉકેલ માનવામાં આવતો હતો. જો કે, લિથિયમ-આયન બેટરી પર આધારિત બેટરીના નિર્ણાયક ફાયદા છે, જોકે ખરીદી હજુ પણ વધારાના ખર્ચ સાથે સંકળાયેલી છે, જે લક્ષિત ઉપયોગ દ્વારા વસૂલવામાં આવે છે.લિથિયમ-આયન બેટરીનું ટેકનિકલ માળખું અને ઊર્જા સંગ્રહ વર્તનલિથિયમ-આયન બેટરીઓ તેમની સામાન્ય રચનામાં લીડ-એસિડ બેટરીઓથી મૂળભૂત રીતે અલગ નથી. ફક્ત ચાર્જ કેરિયર અલગ છે: જ્યારે બેટરી ચાર્જ થાય છે, ત્યારે લિથિયમ આયનો પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાંથી બેટરીના નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાં "સ્થળાંતર" કરે છે અને બેટરી ફરીથી ડિસ્ચાર્જ ન થાય ત્યાં સુધી ત્યાં "સંગ્રહિત" રહે છે. ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા ગ્રેફાઇટ વાહકનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે થાય છે. જો કે, આયર્ન વાહક અથવા કોબાલ્ટ વાહક સાથેના પ્રકારો પણ છે.ઉપયોગમાં લેવાતા કંડક્ટરના આધારે, લિથિયમ-આયન બેટરીમાં અલગ અલગ વોલ્ટેજ હશે. લિથિયમ-આયન બેટરીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ પોતે પાણી-મુક્ત હોવું જોઈએ કારણ કે લિથિયમ અને પાણી હિંસક પ્રતિક્રિયા પેદા કરે છે. તેમના લીડ-એસિડ પુરોગામીઓથી વિપરીત, આધુનિક લિથિયમ-આયન બેટરીમાં (લગભગ) કોઈ મેમરી ઇફેક્ટ્સ અથવા સ્વ-ડિસ્ચાર્જ નથી, અને લિથિયમ-આયન બેટરી લાંબા સમય સુધી તેમની સંપૂર્ણ શક્તિ જાળવી રાખે છે.લિથિયમ-આયન પાવર સ્ટોરેજ બેટરીમાં સામાન્ય રીતે રાસાયણિક તત્વો મેંગેનીઝ, નિકલ અને કોબાલ્ટ હોય છે. કોબાલ્ટ (રાસાયણિક શબ્દ: કોબાલ્ટ) એક દુર્લભ તત્વ છે અને તેથી તે લિથિયમ સ્ટોરેજ બેટરીનું ઉત્પાદન વધુ ખર્ચાળ બનાવે છે. વધુમાં, કોબાલ્ટ પર્યાવરણ માટે હાનિકારક છે. તેથી, કોબાલ્ટ વિના લિથિયમ-આયન હાઇ-વોલ્ટેજ બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રી બનાવવા માટે અનેક સંશોધન પ્રયાસો ચાલી રહ્યા છે.લીડ-એસિડ બેટરી કરતાં લિથિયમ-આયન બેટરીના ફાયદા◎આધુનિક લિથિયમ-આયન બેટરીનો ઉપયોગ તેની સાથે ઘણા ફાયદા લાવે છે જે સરળ લીડ-એસિડ બેટરીઓ આપી શકતી નથી.◎એક વાત તો એ છે કે, તેમની સર્વિસ લાઇફ લીડ-એસિડ બેટરી કરતા ઘણી લાંબી છે. લિથિયમ-આયન બેટરી લગભગ 20 વર્ષ સુધી સૌર ઉર્જાનો સંગ્રહ કરી શકે છે.◎ચાર્જિંગ ચક્રની સંખ્યા અને ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ પણ લીડ બેટરી કરતા અનેક ગણી વધારે છે.◎ઉત્પાદનમાં વપરાતી વિવિધ સામગ્રીને કારણે, લિથિયમ-આયન બેટરીઓ લીડ બેટરી કરતા ઘણી હળવી અને વધુ કોમ્પેક્ટ હોય છે. તેથી, તેઓ ઇન્સ્ટોલેશન દરમિયાન ઓછી જગ્યા લે છે.◎લિથિયમ-આયન બેટરીમાં સ્વ-ડિસ્ચાર્જની દ્રષ્ટિએ વધુ સારી સંગ્રહ ગુણધર્મો પણ હોય છે.◎વધુમાં, પર્યાવરણીય પાસાને ભૂલવું ન જોઈએ: કારણ કે લીડ બેટરીઓ તેમના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સીસાને કારણે ખાસ પર્યાવરણને અનુકૂળ નથી.લિથિયમ-આયન બેટરીના ટેકનિકલ મુખ્ય આંકડાબીજી બાજુ, એ પણ ઉલ્લેખ કરવો જોઈએ કે, લીડ બેટરીના લાંબા સમય સુધી ઉપયોગને કારણે, હજુ પણ ખૂબ જ નવી લિથિયમ-આયન બેટરીઓ કરતાં ઘણા વધુ અર્થપૂર્ણ લાંબા ગાળાના અભ્યાસો છે, જેથી તેમના ઉપયોગ અને સંકળાયેલ ખર્ચની ગણતરી પણ વધુ સારી અને વધુ વિશ્વસનીય રીતે કરી શકાય. વધુમાં, આધુનિક લીડ બેટરીઓની સલામતી પ્રણાલી અંશતઃ લિથિયમ-આયન બેટરીઓ કરતાં પણ વધુ સારી છે.સૈદ્ધાંતિક રીતે, લિથિયમ આયન કોષોમાં ખતરનાક ખામીઓ વિશેની ચિંતા પણ પાયાવિહોણી નથી: ઉદાહરણ તરીકે, ડેંડ્રાઇટ્સ, એટલે કે પોઇન્ટેડ લિથિયમ થાપણો, એનોડ પર રચાય છે. સંભાવના છે કે આ પછી શોર્ટ સર્કિટ શરૂ કરે છે, અને આમ આખરે થર્મલ રનઅવે (મજબૂત, સ્વ-પ્રવેગક ગરમી ઉત્પન્ન સાથે એક્ઝોથર્મિક પ્રતિક્રિયા) પણ થાય છે, ખાસ કરીને લિથિયમ કોષોમાં જેમાં ઓછી ગુણવત્તાવાળા કોષ ઘટકો હોય છે. સૌથી ખરાબ કિસ્સામાં, આ ખામી પડોશી કોષોમાં ફેલાવાથી સાંકળ પ્રતિક્રિયા અને બેટરીમાં આગ લાગી શકે છે.જોકે, જેમ જેમ વધુને વધુ ગ્રાહકો સૌર બેટરી તરીકે લિથિયમ-આયન બેટરીનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છે, તેમ તેમ મોટા ઉત્પાદન જથ્થા સાથે ઉત્પાદકોની શીખવાની અસરો પણ સ્ટોરેજ કામગીરીમાં વધુ તકનીકી સુધારા અને લિથિયમ-આયન બેટરીની ઉચ્ચ કાર્યકારી સલામતી અને વધુ ખર્ચ ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે. લિથિયમ-આયન બેટરીની વર્તમાન તકનીકી વિકાસ સ્થિતિનો સારાંશ નીચેના તકનીકી મુખ્ય આંકડાઓમાં આપી શકાય છે:

લિથિયમ-આયન સોલાર બેટરીની સંગ્રહ ક્ષમતા અને ખર્ચલિથિયમ-આયન સોલાર બેટરીની કિંમત સામાન્ય રીતે લીડ-એસિડ બેટરી કરતા વધારે હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ક્ષમતા ધરાવતી લીડ બેટરી૫ કિલોવોટ કલાકહાલમાં નજીવી ક્ષમતાના કિલોવોટ કલાક દીઠ સરેરાશ 800 ડોલરનો ખર્ચ થાય છે.બીજી બાજુ, તુલનાત્મક લિથિયમ સિસ્ટમ્સની કિંમત પ્રતિ કિલોવોટ કલાક ૧,૭૦૦ ડોલર છે. જોકે, સૌથી સસ્તી અને સૌથી મોંઘી સિસ્ટમ વચ્ચેનો ફેલાવો લીડ સિસ્ટમ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ૫ kWh ધરાવતી લિથિયમ બેટરી પણ પ્રતિ kWh માત્ર ૧,૨૦૦ ડોલરમાં ઉપલબ્ધ છે.સામાન્ય રીતે ઊંચા ખરીદી ખર્ચ હોવા છતાં, સંગ્રહિત કિલોવોટ કલાક દીઠ લિથિયમ-આયન સોલાર બેટરી સિસ્ટમની કિંમત સમગ્ર સેવા જીવન દરમિયાન વધુ અનુકૂળ ગણવામાં આવે છે, કારણ કે લિથિયમ-આયન બેટરી લીડ-એસિડ બેટરી કરતાં લાંબા સમય સુધી પાવર પૂરી પાડે છે, જેને ચોક્કસ સમયગાળા પછી બદલવી પડે છે.તેથી, રેસિડેન્શિયલ બેટરી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ ખરીદતી વખતે, ઊંચા ખરીદી ખર્ચથી ગભરાવું જોઈએ નહીં, પરંતુ હંમેશા લિથિયમ-આયન બેટરીની આર્થિક કાર્યક્ષમતાને સમગ્ર સર્વિસ લાઇફ અને સંગ્રહિત કિલોવોટ કલાકની સંખ્યા સાથે સાંકળવી જોઈએ.પીવી સિસ્ટમ્સ માટે લિથિયમ-આયન બેટરી સ્ટોરેજ સિસ્ટમના તમામ મુખ્ય આંકડાઓની ગણતરી કરવા માટે નીચેના સૂત્રોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે:૧) નામાંકિત ક્ષમતા * ચાર્જ ચક્ર = સૈદ્ધાંતિક સંગ્રહ ક્ષમતા.૨) સૈદ્ધાંતિક સંગ્રહ ક્ષમતા * કાર્યક્ષમતા * ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ = ઉપયોગી સંગ્રહ ક્ષમતા૩) ખરીદી કિંમત / ઉપયોગી સંગ્રહ ક્ષમતા = પ્રતિ સંગ્રહિત kWh કિંમત

BSLBATT: લિથિયમ-આયન સોલર બેટરીના ઉત્પાદકહાલમાં લિથિયમ-આયન બેટરીના ઘણા ઉત્પાદકો અને સપ્લાયર્સ છે.BSLBATT લિથિયમ-આયન સોલર બેટરીBYD, Nintec અને CATL ના A-ગ્રેડ LiFePo4 કોષોનો ઉપયોગ કરો, તેમને જોડો, અને તેમને ફોટોવોલ્ટેઇક પાવર સ્ટોરેજ માટે અનુકૂળ ચાર્જ કંટ્રોલ સિસ્ટમ (બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ) પ્રદાન કરો જેથી દરેક વ્યક્તિગત સ્ટોરેજ સેલ તેમજ સમગ્ર સિસ્ટમનું યોગ્ય અને મુશ્કેલી-મુક્ત સંચાલન સુનિશ્ચિત થાય.