लिथियम-आयन बैटरियों की तकनीक, लाभ और लागत

लिथियम-आयन बैटरी कैसे काम करती है? लेड-एसिड बैटरी की तुलना में इसके क्या फायदे हैं? लिथियम-आयन बैटरी स्टोरेज कब फ़ायदेमंद होती है?A लिथियम-आयन बैटरी(संक्षेप: लिथियम आयन बैटरी या ली-आयन बैटरी) तीनों चरणों में लिथियम यौगिकों पर आधारित संचयकों के लिए सामान्य शब्द है, नकारात्मक इलेक्ट्रोड में, सकारात्मक इलेक्ट्रोड में और साथ ही इलेक्ट्रोलाइट, इलेक्ट्रोकेमिकल सेल में। लिथियम-आयन बैटरी में अन्य प्रकार की बैटरियों की तुलना में उच्च विशिष्ट ऊर्जा होती है, लेकिन अधिकांश अनुप्रयोगों में इलेक्ट्रॉनिक सुरक्षा सर्किट की आवश्यकता होती है, क्योंकि वे गहरे डिस्चार्ज और ओवरचार्ज दोनों पर प्रतिकूल प्रतिक्रिया करते हैं।लिथियम आयन सौर बैटरियों को फोटोवोल्टिक सिस्टम से बिजली के साथ चार्ज किया जाता है और आवश्यकतानुसार फिर से डिस्चार्ज किया जाता है। लंबे समय तक, लीड बैटरी को इस उद्देश्य के लिए आदर्श सौर ऊर्जा समाधान माना जाता था। हालाँकि, लिथियम-आयन बैटरियों पर आधारित निर्णायक लाभ हैं, हालाँकि खरीद अभी भी अतिरिक्त लागतों से जुड़ी है, जो कि लक्षित उपयोग के माध्यम से वापस मिल जाती हैं।लिथियम-आयन बैटरियों की तकनीकी संरचना और ऊर्जा भंडारण व्यवहारलिथियम-आयन बैटरियाँ अपनी सामान्य संरचना में लेड-एसिड बैटरियों से मौलिक रूप से भिन्न नहीं होती हैं। केवल चार्ज वाहक भिन्न होता है: जब बैटरी चार्ज होती है, तो लिथियम आयन बैटरी के सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड में "प्रवास" करते हैं और बैटरी के फिर से डिस्चार्ज होने तक वहाँ "संग्रहीत" रहते हैं। उच्च गुणवत्ता वाले ग्रेफाइट कंडक्टर आमतौर पर इलेक्ट्रोड के रूप में उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, लोहे के कंडक्टर या कोबाल्ट कंडक्टर वाले वेरिएंट भी हैं।उपयोग किए गए कंडक्टरों के आधार पर, लिथियम-आयन बैटरियों में अलग-अलग वोल्टेज होंगे। लिथियम-आयन बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट स्वयं पानी रहित होना चाहिए क्योंकि लिथियम और पानी एक हिंसक प्रतिक्रिया को ट्रिगर करते हैं। अपने लेड-एसिड पूर्ववर्तियों के विपरीत, आधुनिक लिथियम-आयन बैटरियों में (लगभग) कोई मेमोरी प्रभाव या स्व-निर्वहन नहीं होता है, और लिथियम-आयन बैटरियां लंबे समय तक अपनी पूरी शक्ति बनाए रखती हैं।लिथियम-आयन पावर स्टोरेज बैटरी में आमतौर पर मैंगनीज, निकल और कोबाल्ट जैसे रासायनिक तत्व होते हैं। कोबाल्ट (रासायनिक शब्द: कोबाल्ट) एक दुर्लभ तत्व है और इसलिए ली स्टोरेज बैटरी का उत्पादन अधिक महंगा है। इसके अलावा, कोबाल्ट पर्यावरण के लिए हानिकारक है। इसलिए, कोबाल्ट के बिना लिथियम-आयन हाई-वोल्टेज बैटरी के लिए कैथोड सामग्री का उत्पादन करने के लिए कई शोध प्रयास किए जा रहे हैं।लेड-एसिड बैटरियों की तुलना में लिथियम-आयन बैटरियों के लाभ◎आधुनिक लिथियम-आयन बैटरियों के उपयोग से अनेक लाभ प्राप्त होते हैं, जो साधारण लेड-एसिड बैटरियों से संभव नहीं हैं।◎एक बात यह है कि इनका जीवनकाल लेड-एसिड बैटरियों से कहीं ज़्यादा होता है। लिथियम-आयन बैटरी लगभग 20 साल तक सौर ऊर्जा को स्टोर करने में सक्षम है।◎चार्जिंग चक्रों की संख्या और डिस्चार्ज की गहराई भी लीड बैटरियों की तुलना में कई गुना अधिक है।◎उत्पादन में इस्तेमाल की जाने वाली अलग-अलग सामग्रियों की वजह से, लिथियम-आयन बैटरियाँ लेड बैटरियों की तुलना में बहुत हल्की और अधिक कॉम्पैक्ट होती हैं। इसलिए, वे स्थापना के दौरान कम जगह लेती हैं।◎लिथियम-आयन बैटरियों में स्व-निर्वहन के संदर्भ में बेहतर भंडारण गुण भी होते हैं।◎इसके अलावा, हमें पर्यावरणीय पहलू को भी नहीं भूलना चाहिए: क्योंकि सीसे से बनी बैटरियां, सीसे के उपयोग के कारण, अपने उत्पादन में विशेष रूप से पर्यावरण के अनुकूल नहीं होती हैं।लिथियम-आयन बैटरियों के तकनीकी मुख्य आंकड़ेदूसरी ओर, यह भी उल्लेख किया जाना चाहिए कि, लीड बैटरियों के उपयोग की लंबी अवधि के कारण, अभी भी बहुत नई लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में बहुत अधिक सार्थक दीर्घकालिक अध्ययन हैं, ताकि उनके उपयोग और संबंधित लागतों की भी बेहतर और अधिक विश्वसनीय गणना की जा सके। इसके अलावा, आधुनिक लीड बैटरियों की सुरक्षा प्रणाली कुछ हद तक लिथियम-आयन बैटरियों से भी बेहतर है।सिद्धांत रूप में, ली आयन कोशिकाओं में खतरनाक दोषों के बारे में चिंता भी निराधार नहीं है: उदाहरण के लिए, डेंड्राइट्स, यानी नुकीले लिथियम जमा, एनोड पर बन सकते हैं। संभावना है कि ये तब शॉर्ट सर्किट को ट्रिगर करते हैं, और इस प्रकार अंततः थर्मल रनवे (मजबूत, स्व-त्वरित गर्मी उत्पादन के साथ एक एक्सोथर्मिक प्रतिक्रिया) का कारण बनते हैं, विशेष रूप से लिथियम कोशिकाओं में दिया जाता है जिनमें कम गुणवत्ता वाले सेल घटक होते हैं। सबसे खराब स्थिति में, पड़ोसी कोशिकाओं में इस दोष के प्रसार से एक श्रृंखला प्रतिक्रिया हो सकती है और बैटरी में आग लग सकती है।हालाँकि, जैसे-जैसे ज़्यादा से ज़्यादा ग्राहक सौर बैटरी के रूप में लिथियम-आयन बैटरी का इस्तेमाल करते हैं, बड़ी मात्रा में उत्पादन करने वाले निर्माताओं के सीखने के प्रभाव से लिथियम-आयन बैटरी के भंडारण प्रदर्शन और उच्च परिचालन सुरक्षा में और भी तकनीकी सुधार होते हैं और लागत में भी कमी आती है। Li-आयन बैटरी की वर्तमान तकनीकी विकास स्थिति को निम्नलिखित तकनीकी प्रमुख आंकड़ों में संक्षेपित किया जा सकता है:

लिथियम-आयन सौर बैटरियों की भंडारण क्षमता और लागतलिथियम-आयन सौर बैटरी की कीमत आम तौर पर लेड-एसिड बैटरी की तुलना में ज़्यादा होती है। उदाहरण के लिए, 10 ...5 किलोवाट घंटावर्तमान में नाममात्र क्षमता के प्रति किलोवाट घंटे की औसत लागत 800 डॉलर है।दूसरी ओर, तुलनात्मक लिथियम सिस्टम की कीमत 1,700 डॉलर प्रति किलोवाट घंटा है। हालांकि, सबसे सस्ती और सबसे महंगी प्रणालियों के बीच का अंतर लीड सिस्टम की तुलना में काफी अधिक है। उदाहरण के लिए, 5 kWh वाली लिथियम बैटरी भी 1,200 डॉलर प्रति kWh की कम कीमत पर उपलब्ध हैं।हालांकि, सामान्यतः खरीद लागत अधिक होने के बावजूद, प्रति संग्रहित किलोवाट घंटे लिथियम-आयन सौर बैटरी प्रणाली की लागत, सम्पूर्ण सेवा जीवन के लिए अधिक अनुकूल है, क्योंकि लिथियम-आयन बैटरियां, लेड-एसिड बैटरियों की तुलना में अधिक समय तक विद्युत प्रदान करती हैं, जिन्हें एक निश्चित समयावधि के बाद बदलना पड़ता है।इसलिए, आवासीय बैटरी भंडारण प्रणाली खरीदते समय, किसी को उच्च खरीद लागत से भयभीत नहीं होना चाहिए, बल्कि हमेशा लिथियम-आयन बैटरी की आर्थिक दक्षता को संपूर्ण सेवा जीवन और संग्रहीत किलोवाट घंटों की संख्या से जोड़ना चाहिए।पी.वी. प्रणालियों के लिए लिथियम-आयन बैटरी भंडारण प्रणाली के सभी प्रमुख आंकड़ों की गणना करने के लिए निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया जा सकता है:1) नाममात्र क्षमता * चार्ज चक्र = सैद्धांतिक भंडारण क्षमता।2) सैद्धांतिक भंडारण क्षमता * दक्षता * निर्वहन की गहराई = उपयोग योग्य भंडारण क्षमता3) क्रय लागत / उपयोग योग्य भंडारण क्षमता = प्रति संग्रहित kWh लागत

बीएसएलबैट: लिथियम-आयन सौर बैटरी का निर्मातावर्तमान में लिथियम-आयन बैटरी के कई निर्माता और आपूर्तिकर्ता हैं।बीएसएलबैट लिथियम-आयन सौर बैटरीBYD, Nintec और CATL के A-ग्रेड LiFePo4 सेलों का उपयोग करें, उन्हें संयोजित करें, तथा उन्हें फोटोवोल्टिक विद्युत भंडारण के लिए अनुकूलित चार्ज नियंत्रण प्रणाली (बैटरी प्रबंधन प्रणाली) प्रदान करें, ताकि प्रत्येक व्यक्तिगत भंडारण सेल के साथ-साथ संपूर्ण प्रणाली का उचित और परेशानी मुक्त संचालन सुनिश्चित हो सके।