لتیم - آئن بیٹریاں کا تعارف
لتیم - آئن بیٹریاں کا ورکنگ اصول
ایک لتیم - آئن بیٹری بنیادی طور پر ایک مثبت الیکٹروڈ ، ایک منفی الیکٹروڈ ، ایک الیکٹرویلیٹ پر مشتمل ہے جو لتیم آئنوں کا انعقاد کرتی ہے ، اور ایکجدا کرنے والااور سانچے جو مثبت اور منفی الیکٹروڈ کو الگ کرتے ہیں۔ مثبت الیکٹروڈ مواد عام طور پر ایک ایسا مرکب ہوتا ہے جو لتیم آئنوں کے الٹ داخل کرنے اور نکالنے کی اجازت دیتا ہے ، جیسے لتیم کوبالٹ آکسائڈ (لائٹو ₂) ، لتیم نکل آکسائڈ (لنیو) ، لتیم مینگنیج آکسائڈ (لیمنوئو) ، یا ترنی مادے (لیکو نیمنیمن ₁₋ₓ₋ᵧ)۔ الیکٹرولائٹ لتیم نمکیات پر مشتمل ہے (عام لتیم نمکیات میں لیکلو ، لیپف ، لیبف ، لیب ، لوب ، وغیرہ شامل ہیں) ایک مخصوص سالوینٹ (بنیادی طور پر ایتھیلین کاربونیٹ (ای سی) ، ڈائیتھیل کاربونیٹ (ڈی ای سی) ، پی سی میں ایک مرکب) ، ڈیمیتھل کاربونیٹ (ڈی ایم سی) ، پروپیلین کاربنیٹ (پروپیلین) میں تحلیل ہوجاتے ہیں۔ جداکار کا مواد عام طور پر ایک پولیولیفن رال ہوتا ہے ، عام طور پر سنگل - پرت یا ملٹی - پرت پولی پروپلین (پی پی) اور پولی تھیلین (پیئ) مائکروپورس جھلیوں ، جیسے سیلگارڈ 2300 جداکار کا استعمال کرتے ہیں۔ منفی الیکٹروڈ عام طور پر لتیم انٹرکلیشن کے قابل مواد کا استعمال کرتا ہے ، جیسے پٹرولیم کوک ، خالص گریفائٹ ، اور پرتوں والے گریفائٹ مخلوط کاربن۔ منفی الیکٹروڈ اور منتقلی میٹل آکسائڈ لائمو کے طور پر کاربن (C₆) کا استعمال کرتے ہوئے ایک لتیم - آئن بیٹری میں رد عمل مندرجہ ذیل ہے۔
چارج کرنے کے دوران:
خارج ہونے والے مادہ کے دوران:
چارج کرنے کے دوران ، لتیم آئنوں کو مثبت الیکٹروڈ سے جاری کیا جاتا ہے اور منفی الیکٹروڈ میں داخل کیا جاتا ہے۔ ڈسچارجنگ کے دوران ، لتیم آئنوں کو منفی الیکٹروڈ سے جاری کیا جاتا ہے اور مثبت الیکٹروڈ میں داخل کیا جاتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں ، چارج کرنے اور خارج کرنے کے دوران ، لتیم آئن مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے مابین آگے پیچھے آگے بڑھتے ہیں ، جیسے ایک جھولی کرسی کی طرح۔ لہذا ، لتیم - آئن بیٹریاں بھی "راکنگ کرسی بیٹریاں" بھی کہلاتی ہیں۔ ان کے کام کرنے والے اصول کو شکل 1.1 کے ذریعہ بیان کیا جاسکتا ہے۔
عام چارج اور خارج ہونے والے حالات کے تحت ، پرتوں والے کاربن مواد اور آکسائڈ کے ذرات کے درمیان یا لتیم میں پرتوں کے درمیان لتیم آئنوں کا اندراج اور ان کو نکالنے سے - آئن بیٹریاں عام طور پر صرف انٹرلیئر وقفہ کاری میں تبدیلی کا سبب بنتی ہیں اور کرسٹل ڈھانچے کو نقصان نہیں پہنچتی ہیں۔ چارج اور خارج ہونے والے مادہ کے دوران ، مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد کے کیمیائی ڈھانچے بنیادی طور پر کوئی تبدیلی نہیں کرتے ہیں۔ لہذا ، چارج - خارج ہونے والے رد عمل کے الٹ جانے کے نقطہ نظر سے ، بیٹری کے مواد میں لتیم آئنوں کا اندراج اور نکالنا ایک مثالی رد عمل کا عمل ہے۔ ان خصوصیات کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں نکل - کیڈیمیم اور نکل - دھاتی ہائیڈرائڈ بیٹریاں کی کارکردگی میں بہتر ہیں۔
لتیم - آئن بیٹری کی درجہ بندی
لتیم - آئن بیٹریاں استعمال شدہ کیتھوڈ میٹریل ، ظاہری شکل اور سائز ، سیل مینوفیکچرنگ کے طریقہ کار ، پیکیجنگ کی قسم ، اور اطلاق کی خصوصیات کے مطابق درجہ بندی کی جاسکتی ہیں۔
استعمال شدہ کیتھوڈ مواد کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں لتیم کوبالٹ آکسائڈ بیٹریوں ، لتیم مینگنیج آکسائڈ بیٹریاں ، ترنری لتیم بیٹریاں ، اور لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں میں تقسیم کی جاسکتی ہیں۔
لتیم کوبالٹ آکسائڈ بیٹریوں میں برائے نام وولٹیج 3.7V اور آپریٹنگ وولٹیج کی حد 2.4 ~ 4.2V ہے۔ لتیم کوبالٹ آکسائڈ بیٹریوں میں مستحکم ڈھانچہ ، اعلی مخصوص صلاحیت اور مجموعی طور پر کارکردگی کا مظاہرہ ہوتا ہے ، لیکن ان کی حفاظت کم ہے اور ان کی لاگت زیادہ ہے ، بنیادی طور پر چھوٹے اور درمیانے درجے کے- سائز کے خلیوں میں استعمال ہوتا ہے۔ حالیہ برسوں میں ، اعلی - وولٹیج لتیم کوبالٹ آکسائڈ مواد تیار کیا گیا ہے ، جو بیٹری کی اوپری حد وولٹیج کو 4.3V یا 4.35V تک بڑھا سکتا ہے ، اس طرح بیٹری کی گنجائش اور توانائی کی کثافت کو مؤثر طریقے سے بہتر بناتا ہے۔ فی الحال ، لتیم کوبالٹ آکسائڈ بیٹریاں سب سے زیادہ والومیٹرک توانائی کی کثافت رکھتے ہیں ، جو 550WH/کلوگرام تک پہنچ جاتے ہیں ، جس سے وہ اعلی - اختتامی موبائل فون اور دیگر الیکٹرانک مصنوعات کو طاقت دینے کا واحد انتخاب بن جاتے ہیں۔
لتیم مینگنیج آکسائڈ (MMANO) بیٹریوں میں برائے نام وولٹیج 3.8V اور آپریٹنگ وولٹیج کی حد 2.5V سے 4.2V ہے۔ اوورچارج پروٹیکشن وولٹیج 4.28V ± 0.025V ہے ، اور اس سے زیادہ - خارج ہونے والے تحفظ وولٹیج 2.5V ± 0.1V ہے۔ میمو بیٹریاں کم ہیں - لاگت اور ان کی حفاظت اچھی ہے۔ تاہم ، لتیم مینگنیج آکسائڈ میٹریل خود نسبتا un غیر مستحکم اور گلنے کا شکار ہے ، جس سے گیس اور سوجن پیدا ہوتی ہے۔ اس کی سائیکل زندگی نسبتا quickly تیزی سے ختم ہوجاتی ہے ، اس کی عمر نسبتا short مختصر ہے ، اور اس کی اعلی - درجہ حرارت کی کارکردگی ناقص ہے۔ یہ بنیادی طور پر کم - لاگت ، میڈیم - سے - بڑے - مینوفیکچرنگ پاور بیٹریاں کے لئے سائز کے خلیوں میں استعمال ہوتا ہے۔
ٹیرنری لتیم - آئن (ٹی ایل سی) بیٹریاں میں برائے نام وولٹیج 3.6V اور آپریٹنگ وولٹیج کی حد 2.75V سے 4.2V ہے۔ اوورچارج پروٹیکشن وولٹیج 4.28V ± 0.025V ہے ، اور اس سے زیادہ - خارج ہونے والے تحفظ وولٹیج 2.75V ± 0.1V ہے۔ ٹی ایل سی بیٹریاں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں ، لتیم کوبالٹ آکسائڈ (ایل سی او) سے سستا ہیں ، اور بہتر حفاظت کی پیش کش کرتی ہیں۔ ان کا استعمال بجلی کی بیٹریوں میں کیا جاسکتا ہے ، اور کیتھوڈ میٹریل مارکیٹ میں ان کا مارکیٹ شیئر سال بہ سال بڑھتا جارہا ہے۔ چھوٹے لتیم - آئن بیٹریاں ٹرنری لتیم - آئن مواد کا استعمال کرتے ہوئے آہستہ آہستہ مارکیٹ کے ذریعہ قبول کی جارہی ہیں۔ اسٹیل - کیسڈ ، ایلومینیم - کیسڈ ، پاؤچ ، پولیمر ، اور سلنڈریکل لیتھیم {18- آئن بیٹریز میں اسٹیل - کیسڈ ، ایلومینیم {{17} {18- ion کی بیٹریز میں استعمال کے ل Tre بھی لیتھیم کوبالٹ آکسائڈ اور لتیم مینگنیج آکسائڈ کے ساتھ ٹیرنری مواد کو ملا دیا جاسکتا ہے ، جو بیٹری کے اخراجات کو نمایاں طور پر کم کرسکتا ہے اور مجموعی طور پر کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ فی الحال ، ٹیرنری میٹریل بیٹریاں 180 WH/کلوگرام (26650 اسٹیل -} کیسڈ بیٹریاں 90 گرام وزن کے ساتھ 4600 ایم اے ایچ/کلوگرام کی گنجائش تک پہنچ سکتی ہیں) کی توانائی کی کثافت حاصل کرسکتی ہیں ، جس سے لاگت - تاثیر میں واضح فائدہ پیش کیا جاسکتا ہے۔
لتیم آئرن فاسفیٹ (ایل ایف پی) بیٹریاں میں برائے نام وولٹیج 3.2V اور آپریٹنگ وولٹیج کی حد 2.5 ~ 3.75V ہے۔ اوورچارج پروٹیکشن وولٹیج 3.75V ± 0.025V ہے ، اور اس سے زیادہ - خارج ہونے والے تحفظ وولٹیج 2.5V ± 0.1V ہے۔ ایل ایف پی بیٹریوں کا سب سے بڑا فائدہ مثبت الیکٹروڈ مادے کی استحکام اور غیر - سڑن ہے ، جس سے دوسرے مثبت الیکٹروڈ مادی نظاموں کے مقابلے میں ان کو بے مثال حفاظت ملتی ہے۔ ایل ایف پی بیٹریاں طویل سائیکل زندگی رکھتے ہیں ، وسائل میں وافر مقدار میں ہیں ، اور ماحول دوست ہیں۔ تاہم ، ان کے پاس کم خارج ہونے والا پلیٹ فارم اور کم کم - درجہ حرارت کی کارکردگی ہے۔
ظاہری شکل اور سائز کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں بیلناکار بیٹریاں اور پریزمٹک بیٹریاں وغیرہ میں تقسیم کی جاسکتی ہیں۔
سیل مینوفیکچرنگ کے طریقہ کار کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں زخم کی بیٹریوں (سلنڈرک زخم اور فلیٹ زخم) ، سجا دیئے ہوئے بیٹریاں وغیرہ میں تقسیم کی جاسکتی ہیں۔
پیکیجنگ میٹریل کی قسم پر مبنی ، لتیم - آئن بیٹریاں اسٹیل - کیسڈ بیٹریاں ، ایلومینیم - کیسڈ بیٹریاں ، پلاسٹک - کیسڈ بیٹریاں ، نرم -} بیٹریاں ، وغیرہ میں تقسیم کی جاسکتی ہیں۔
درخواست کی خصوصیات کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں اعلی - درجہ حرارت کی بیٹریاں ، کم - درجہ حرارت کی بیٹریاں ، بجلی کی بیٹریاں ، اور صلاحیت کی بیٹریاں وغیرہ میں تقسیم کی جاسکتی ہیں۔
ان کے اطلاق کے علاقوں کی بنیاد پر ، لتیم - آئن بیٹریاں درجہ بندی کی جاسکتی ہیں: بیک اپ بیٹریاں ، پاور بیٹریاں ، اور توانائی کے ذخیرہ کرنے والی بیٹریاں۔
لتیم - آئن بیٹریاں کی درخواستیں
یہ کہا جاسکتا ہے کہ بیٹری کی ایجاد کے بعد سے ، بیٹری کی کوئی دوسری مصنوعات اتنی تیزی سے اور وسیع پیمانے پر استعمال نہیں کی گئی ہے جتنا لتیم - آئن بیٹری۔ کمپیوٹر سی پی یو کے لئے گھڑی کی بجلی کی فراہمی سے لے کر بڑے لتیم - آئن بیٹری پیک کو آٹوموبائل اور آبدوزوں میں استعمال کیا جاتا ہے ، صلاحیت کا فرق 10 ملین سے زیادہ گنا ہے۔ ان کے پاس روز مرہ کی زندگی ، طبی سامان ، بجلی کی گاڑیاں ، توانائی کے ذخیرہ کرنے والے پاور اسٹیشنوں ، ایرو اسپیس اور فوج میں وسیع درخواستیں ہیں۔
10 سال سے زیادہ مقبولیت کے بعد ، لتیم - آئن بیٹریاں ڈیجیٹل مصنوعات جیسے موبائل فون اور لیپ ٹاپ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والا واحد پاور سسٹم بن چکے ہیں۔ ان کی اعلی مخصوص توانائی کی وجہ سے ، وہ بجلی کے ٹولز ، الیکٹرک بائیسکلز ، الیکٹرک بسوں ، ہوا اور شمسی توانائی سے متعلق اسٹوریج پاور اسٹیشنوں ، موبائل مواصلات بیس اسٹیشنوں ، کان کنی لیمپ بجلی کی فراہمی ، کان کنی سے بچاؤ کیپسول بجلی کی فراہمی ، فوجی انفرادی سپاہی بجلی کی فراہمی ، ریڈیو ، سیٹلائٹ بیٹریاں اور بہت سی دیگر ایپلی کیشنز میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اعدادوشمار کے مطابق ، 2011 میں ، چین کی لتیم بیٹری انڈسٹری کا مارکیٹ سائز 39.7 بلین یوآن ، ایک سال - پر - سال میں 43 ٪ کا اضافہ ہوا ، اور لتیم بیٹریوں کی سالانہ پیداوار 2.97 بلین یونٹ تک پہنچ گئی ، ایک سال -} {}}} پر {{}}} پر {{}}}} {}}}}}}}} {}}}}}} لتیم بیٹری کی صنعت قومی معیشت کی ایک اہم صنعتی سمت بن گئی ہے۔
