टेस्ला की 2021 की Q3 रिपोर्ट ने अपने वाहनों में नए मानक के रूप में LiFePO4 बैटरी में संक्रमण की घोषणा की।लेकिन वास्तव में LiFePO4 बैटरी क्या हैं?
न्यू यॉर्क, न्यू यॉर्क, यूएसए, 26 मई, 2022 /EINPresswire.com/ — क्या वे ली-आयन बैटरी के लिए एक बेहतर विकल्प हैं?ये बैटरी अन्य बैटरियों से कैसे भिन्न हैं?
LiFePO4 बैटरियों का परिचय
लिथियम आयरन फॉस्फेट (LFP) बैटरी एक लिथियम-आयन बैटरी है जिसमें तेज चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दर होती है।यह कैथोड के रूप में LiFePO4 के साथ एक रिचार्जेबल बैटरी है और एनोड के रूप में धातु बैकिंग के साथ एक ग्रेफाइटिक कार्बन इलेक्ट्रोड है।
LiFePO4 बैटरियों में लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व और कम ऑपरेटिंग वोल्टेज होता है।उनके पास फ्लैट वक्र के साथ कम निर्वहन दर है और ली-आयन से सुरक्षित हैं।इन बैटरियों को लिथियम फेरोफॉस्फेट बैटरी के रूप में भी जाना जाता है।
LiFePO4 बैटरियों का आविष्कार
LiFePO4 बैटरीजॉन बी गुडइनफ और अरुमुगम मंथिराम द्वारा आविष्कार किए गए थे।वे लिथियम-आयन बैटरी में प्रयुक्त सामग्री की पहचान करने वाले पहले लोगों में से थे।प्रारंभिक शॉर्ट-सर्किटिंग की प्रवृत्ति के कारण लिथियम-आयन बैटरी के लिए एनोड सामग्री आदर्श नहीं है।
वैज्ञानिकों ने पाया कि लिथियम-आयन बैटरी कैथोड की तुलना में कैथोड सामग्री बेहतर होती है।यह विशेष रूप से LiFePO4 बैटरी वेरिएंट में ध्यान देने योग्य है।वे स्थिरता और चालकता को बढ़ाते हैं और कई अन्य पहलुओं में सुधार करते हैं।
इन दिनों, LiFePO4 बैटरियां हर जगह पाई जाती हैं और इसमें नावों, सौर प्रणालियों और वाहनों में उपयोग सहित विभिन्न अनुप्रयोग होते हैं।LiFePO4 बैटरी कोबाल्ट मुक्त हैं और अधिकांश विकल्पों की तुलना में कम खर्चीली हैं।यह गैर-विषाक्त है और इसकी लंबी शेल्फ लाइफ है।
एलएफपी बैटरी निर्दिष्टीकरण
स्रोत
एलएफपी बैटरी में बैटरी प्रबंधन प्रणाली का कार्य
LFP बैटरियां केवल कनेक्टेड सेल से अधिक से बनी होती हैं;उनके पास एक प्रणाली है जो सुनिश्चित करती है कि बैटरी सुरक्षित सीमा के भीतर रहे।एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) सुरक्षा सुनिश्चित करने और बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए परिचालन स्थितियों के तहत बैटरी की सुरक्षा, नियंत्रण और निगरानी करती है।
एलएफपी बैटरियों में बैटरी प्रबंधन प्रणाली का कार्य
इस तथ्य के बावजूद कि लिथियम आयरन फॉस्फेट कोशिकाएं अधिक सहनशील होती हैं, फिर भी वे चार्जिंग के दौरान ओवरवॉल्टेज के लिए प्रवण होती हैं, जिससे प्रदर्शन कम हो जाता है।कैथोड के लिए प्रयुक्त सामग्री संभावित रूप से खराब हो सकती है और इसकी स्थिरता खो सकती है।बीएमएस प्रत्येक सेल के आउटपुट को नियंत्रित करता है और यह सुनिश्चित करता है कि बैटरी का अधिकतम वोल्टेज बना रहे।
जैसे-जैसे इलेक्ट्रोड सामग्री ख़राब होती जाती है, अंडरवॉल्टेज एक गंभीर चिंता का विषय बन जाता है।यदि किसी सेल का वोल्टेज एक निश्चित सीमा से नीचे चला जाता है, तो बीएमएस सर्किट से बैटरी को डिस्कनेक्ट कर देता है।यह एक अति-वर्तमान स्थिति में बैकस्टॉप के रूप में भी कार्य करता है और शॉर्ट-सर्किटिंग के दौरान इसके संचालन को बंद कर देगा।
LiFePO4 बैटरी बनाम लिथियम-आयन बैटरी
LiFePO4 बैटरी पहनने योग्य उपकरणों जैसे घड़ियों के लिए उपयुक्त नहीं हैं।उनके पास किसी भी अन्य लिथियम बैटरी की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व है।हालांकि, वे सौर ऊर्जा प्रणालियों, आरवी, गोल्फ कार्ट, बास बोट और इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिल के लिए सर्वश्रेष्ठ हैं।
इन बैटरियों के मुख्य लाभों में से एक उनका चक्र जीवन है।
ये बैटरियां दूसरों की तुलना में 4 गुना अधिक समय तक चल सकती हैं।वे सुरक्षित हैं और निर्वहन की 100% गहराई तक पहुंच सकते हैं, जिसका अर्थ है कि उनका उपयोग अधिक विस्तारित अवधि के लिए किया जा सकता है।
नीचे अन्य कारण बताए गए हैं कि क्यों ये बैटरियां ली-आयन बैटरियों का एक बेहतर विकल्प हैं।
कम लागत
LFP बैटरियां लोहे और फास्फोरस से बनाई जाती हैं, जिनका बड़े पैमाने पर खनन किया जाता है, और ये सस्ती होती हैं।एलएफपी बैटरियों की लागत निकल-समृद्ध एनएमसी बैटरी की तुलना में प्रति किलोग्राम 70 प्रतिशत कम होने का अनुमान है।इसकी रासायनिक संरचना लागत लाभ प्रदान करती है।एलएफपी बैटरी के लिए सबसे कम रिपोर्ट की गई सेल की कीमतें 2020 में पहली बार $ 100 / kWh से नीचे आ गईं।
छोटे पर्यावरणीय प्रभाव
एलएफपी बैटरियों में निकल या कोबाल्ट नहीं होता है, जो महंगे होते हैं और इनका पर्यावरण पर बड़ा प्रभाव पड़ता है।ये बैटरी रिचार्जेबल होती हैं जो इनकी पर्यावरण मित्रता को दर्शाती हैं।
बेहतर दक्षता और प्रदर्शन
LFP बैटरियां अपने लंबे जीवनचक्र के लिए जानी जाती हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए एक लोकप्रिय विकल्प बनाती हैं जिन्हें समय के साथ विश्वसनीय और लगातार बिजली उत्पादन की आवश्यकता होती है।ये बैटरी अन्य लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में धीमी क्षमता हानि दर का अनुभव करती हैं, जो लंबी अवधि में उनके प्रदर्शन को बनाए रखने में मदद करती हैं।इसके अतिरिक्त, उनके पास कम ऑपरेटिंग वोल्टेज होता है, जिसके परिणामस्वरूप कम आंतरिक प्रतिरोध और तेज चार्ज/डिस्चार्ज गति होती है।
बढ़ी हुई सुरक्षा और स्थिरता
एलएफपी बैटरियां थर्मल और रासायनिक रूप से स्थिर होती हैं, इसलिए उनके फटने या आग लगने की संभावना कम होती है।एलएफपी निकल-समृद्ध एनएमसी की गर्मी का छठा हिस्सा पैदा करता है।चूँकि LFP बैटरियों में Co-O बंधन अधिक मजबूत होता है, इसलिए शॉर्ट-सर्किट या ज़्यादा गरम होने पर ऑक्सीजन परमाणु अधिक धीरे-धीरे निकलते हैं।इसके अलावा, पूरी तरह से चार्ज कोशिकाओं में कोई लिथियम नहीं रहता है, जिससे उन्हें अन्य लिथियम कोशिकाओं में देखी गई एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की तुलना में ऑक्सीजन हानि के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी बना दिया जाता है।
छोटा और हल्का
LFP बैटरी लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड बैटरी की तुलना में लगभग 50% हल्की होती हैं।वे लेड-एसिड बैटरी की तुलना में 70% तक हल्के होते हैं।जब आप किसी वाहन में LiFePO4 बैटरी का उपयोग करते हैं, तो आप कम गैस का उपयोग करते हैं और अधिक गतिशीलता रखते हैं।वे छोटे और कॉम्पैक्ट भी हैं, जिससे आप अपने स्कूटर, नाव, आरवी, या औद्योगिक अनुप्रयोग पर जगह बचा सकते हैं।
LiFePO4 बैटरी बनाम गैर-लिथियम बैटरी
गैर-लिथियम बैटरियों के कई फायदे हैं लेकिन नई LiFePo4 बैटरियों की क्षमता को देखते हुए मध्य-अवधि में प्रतिस्थापित होने की संभावना है क्योंकि पुरानी तकनीक महंगी और कम कुशल है।
शीशा अम्लीय बैटरी
लीड-एसिड बैटरी पहली बार में लागत प्रभावी लग सकती है, लेकिन अंत में वे लंबी अवधि में अधिक महंगी हो जाती हैं।यह इस तथ्य के कारण है कि उन्हें अधिक लगातार रखरखाव और प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।LiFePO4 बैटरी बिना किसी रखरखाव की आवश्यकता के 2-4 गुना अधिक समय तक चलेगी।
जेल बैटरी
जेल बैटरी, जैसे LiFePO4 बैटरी, को बार-बार रिचार्ज करने की आवश्यकता नहीं होती है और संग्रहीत होने के दौरान चार्ज नहीं खोता है।लेकिन जेल बैटरी धीमी गति से चार्ज होती है।विनाश से बचने के लिए पूरी तरह चार्ज होते ही उन्हें डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता है।
एजीएम बैटरी
जबकि एजीएम बैटरी 50% क्षमता से नीचे क्षतिग्रस्त होने का एक उच्च जोखिम में हैं, LiFePO4 बैटरी पूरी तरह से क्षति के किसी भी जोखिम के बिना छुट्टी दे दी जा सकती है।साथ ही इन्हें बनाए रखना भी मुश्किल होता है।
LiFePO4 बैटरियों के लिए आवेदन
LiFePO4 बैटरियों में कई मूल्यवान अनुप्रयोग हैं, जिनमें शामिल हैं
मछली पकड़ने की नावें और कश्ती: आप कम चार्जिंग समय और लंबे समय तक चलने के साथ पानी पर अधिक समय बिता सकते हैं।उच्च-दांव मछली पकड़ने की प्रतियोगिताओं के दौरान कम वजन आसान संचालन और गति टक्कर प्रदान करता है।
मोबिलिटी स्कूटर और मोपेड: आपको धीमा करने के लिए कोई डेड वेट नहीं है।अपनी बैटरी को बिना नुकसान पहुंचाए सहज यात्राओं के लिए पूरी क्षमता से कम चार्ज करें।
सौर विन्यास: सूर्य की शक्ति का उपयोग करने के लिए जहां भी जीवन आपको ले जाए (यहां तक कि एक पहाड़ या ग्रिड से बाहर भी) हल्की LiFePO4 बैटरी ले जाएं।
व्यावसायिक उपयोग: ये सबसे सुरक्षित, सबसे कठिन लिथियम बैटरी हैं जो उन्हें औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे कि फर्श मशीन, लिफ्टगेट, और बहुत कुछ के लिए आदर्श बनाती हैं।
इसके अलावा, लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कई अन्य उपकरणों जैसे फ्लैशलाइट, इलेक्ट्रॉनिक सिगरेट, रेडियो उपकरण, आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था और अन्य वस्तुओं को शक्ति प्रदान करती है।
व्यापक पैमाने पर एलएफपी कार्यान्वयन की संभावनाएं
जबकि एलएफपी बैटरी कम खर्चीली और विकल्पों की तुलना में अधिक स्थिर हैं, ऊर्जा घनत्व व्यापक रूप से अपनाने के लिए एक महत्वपूर्ण बाधा रहा है।LFP बैटरियों में ऊर्जा घनत्व बहुत कम होता है, जो 15 से 25% के बीच होता है।हालाँकि, यह मोटे इलेक्ट्रोड का उपयोग करके बदल रहा है जैसे कि शंघाई-निर्मित मॉडल 3 में उपयोग किया जाता है, जिसका ऊर्जा घनत्व 359Wh / लीटर है।
एलएफपी बैटरियों के लंबे जीवनचक्र के कारण, उनके पास तुलनीय वजन की ली-आयन बैटरियों की तुलना में अधिक क्षमता है।इसका मतलब है कि इन बैटरियों का ऊर्जा घनत्व समय के साथ और अधिक समान हो जाएगा।
बड़े पैमाने पर अपनाने में एक और बाधा यह है कि एलएफपी पेटेंटों के कारण चीन बाजार पर हावी है।चूंकि ये पेटेंट समाप्त हो रहे हैं, ऐसी अटकलें हैं कि एलएफपी उत्पादन, जैसे वाहन निर्माण, स्थानीयकृत किया जाएगा।
फोर्ड, वोक्सवैगन और टेस्ला जैसे प्रमुख वाहन निर्माता निकल या कोबाल्ट फॉर्मूलेशन को बदलकर प्रौद्योगिकी का तेजी से उपयोग कर रहे हैं।टेस्ला द्वारा अपने तिमाही अपडेट में हालिया घोषणा केवल शुरुआत है।टेस्ला ने अपने 4680 बैटरी पैक पर एक संक्षिप्त अपडेट भी प्रदान किया, जिसमें उच्च ऊर्जा घनत्व और सीमा होगी।यह भी संभव है कि टेस्ला अधिक कोशिकाओं को संघनित करने और कम ऊर्जा घनत्व को समायोजित करने के लिए "सेल-टू-पैक" निर्माण का उपयोग करेगी।
अपनी उम्र के बावजूद, बड़े पैमाने पर ईवी अपनाने में तेजी लाने के लिए एलएफपी और बैटरी की लागत में कमी महत्वपूर्ण हो सकती है।2023 तक लिथियम-आयन की कीमतें $100/kWh के करीब होने की उम्मीद है।एलएफपी वाहन निर्माताओं को केवल कीमत के बजाय सुविधा या रिचार्ज समय जैसे कारकों पर जोर देने में सक्षम बना सकता है।
पोस्ट करने का समय: अगस्त-10-2022