परिचय
ऊर्जा भंडारण के तेजी से विकसित हो रहे क्षेत्र में, लिथियम-पॉलिमर बैटरी एक महत्वपूर्ण ऊर्जा स्रोत के रूप में उभरी है, जिसका व्यापक रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, इलेक्ट्रिक वाहनों,और एयरोस्पेसविभिन्न प्रकार की लिथियम-पॉलिमर बैटरी में शुद्ध कोबाल्ट और तृतीयक बैटरी दो सबसे आम हैं।निर्माताओं के लिए उनके जीवनकाल में अंतर को समझना आवश्यक है, उपभोक्ताओं और शोधकर्ताओं का लक्ष्य बैटरी चयन और उपयोग को अनुकूलित करना है।
बैटरी की संरचना
शुद्ध कोबाल्ट बैटरी
शुद्ध कोबाल्ट बैटरी, जिसे वैज्ञानिक रूप से लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO2) बैटरी के रूप में जाना जाता है, में पूरी तरह से कोबाल्ट ऑक्साइड से बने कैथोड होते हैं। 3.7 वी के नाममात्र वोल्टेज के साथ,LiCoO2 बैटरी में कैथोड में एक परत संरचना हैडिस्चार्ज के दौरान, लिथियम आयन ग्राफाइट कार्बन एनोड से कैथोड में जाते हैं, और चार्जिंग के दौरान प्रक्रिया उलट जाती है।इस सरल लेकिन प्रभावी डिजाइन ने LiCoO2 बैटरी को शुरुआती पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में लोकप्रिय बना दिया है.
तृतीयक बैटरी
दूसरी ओर, तृतीयक बैटरी एक समग्र कैथोड सामग्री का उपयोग करती है। सबसे आम प्रकार निकल-कोबाल्ट-मैंगनीज (एनएमसी) और निकल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम (एनसीए) हैं। निकल का अनुपात,कोबाल्ट, और कैथोड में मैंगनीज (या एल्यूमीनियम) को विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए 333 प्रणाली में, निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज 1 में हैंः11:1 अनुपात, जबकि 811 प्रणाली में, निकल का 80%, कोबाल्ट का 10% और मैंगनीज का 10% हिस्सा है।
जीवन काल का विश्लेषण
शुद्ध कोबाल्ट बैटरी का चक्र जीवन
सामान्यतः शुद्ध कोबाल्ट बैटरी का चक्र जीवन अपेक्षाकृत छोटा होता है। कई मामलों में, वे केवल लगभग 500 से 1000 चक्र तक पहुंच सकते हैं।यह सीमित चक्र जीवन मुख्य रूप से ठोस-इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेस (एसईआई) समस्या के कारण हैसमय के साथ, एसईआई फिल्म धीरे-धीरे मोटी हो जाती है, और तेजी से या कम तापमान पर चार्ज करने के दौरान लिथियम प्लेटिंग होती है, जिससे क्षमता में गिरावट आती है।LiCoO2 बैटरी में कम ओवरचार्ज प्रतिरोध और कम थर्मल स्थिरता होती है, जिससे उनका जीवनकाल और छोटा हो जाता है।
टर्नरी बैटरी का चक्र जीवन
शुद्ध कोबाल्ट बैटरी की तुलना में तृतीयक बैटरी में आम तौर पर अधिक चक्र जीवन होता है। विशिष्ट संरचना और निर्माण प्रक्रिया के आधार पर,कुछ तृतीयक बैटरी 1500 से 2000 चक्र या इससे भी अधिक प्राप्त कर सकते हैंकैथोड सामग्री में निकेल का उपयोग विशिष्ट ऊर्जा को बढ़ाता है और कई तत्वों का संयोजन कैथोड की संरचनात्मक स्थिरता में सुधार करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, कैथोड में निकेल का उपयोग कैथोड की संरचनात्मक स्थिरता में सुधार करने में मदद करता है।एनएमसी बैटरी में, मैंगनीज स्पिनल संरचना आंतरिक प्रतिरोध को कम करती है, जबकि निकल उच्च विशिष्ट ऊर्जा प्रदान करता है, एक पूरक प्रभाव पैदा करता है जो चक्र प्रदर्शन को बढ़ाता है।
जीवन काल को प्रभावित करने वाले कारक
चार्ज और डिस्चार्ज की शर्तें
शुद्ध कोबाल्ट और तृतीयक दोनों बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज की स्थितियों से काफी प्रभावित होती हैं। उच्च-वर्तमान चार्ज और डिस्चार्ज बैटरी घटकों के क्षरण को तेज कर सकते हैं।शुद्ध कोबाल्ट बैटरी के लिए, उच्च-वर्तमान चार्जिंग उनके खराब थर्मल स्थिरता के कारण विशेष रूप से जोखिम भरा है।अत्यधिक उच्च दरों पर चार्ज या डिस्चार्ज होने पर अभी भी क्षमता हानि का अनुभव कर सकते हैं.
तापमान
ऑपरेटिंग तापमान भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। अत्यधिक तापमान, चाहे उच्च हो या निम्न, बैटरी के जीवनकाल को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।उच्च तापमान से बैटरी के भीतर रासायनिक प्रतिक्रियाएं तेज हो सकती हैंकम तापमान, दूसरी ओर, लिथियम आयनों की गति को धीमा कर सकता है,बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावित करने और अंततः इसके जीवनकाल को कम करने के लिए.
अनुप्रयोग और प्रभाव
शुद्ध कोबाल्ट बैटरी के अनुप्रयोग
अपनी कम आयु के बावजूद, शुद्ध कोबाल्ट बैटरी का उपयोग अभी भी कुछ अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां उच्च ऊर्जा घनत्व और छोटे आकार को प्राथमिकता दी जाती है, जैसे कि डिस्पोजेबल वाइपिंग डिवाइस।चूंकि इन उपकरणों के लंबे सेवा जीवन की उम्मीद नहीं हैशुद्ध कोबाल्ट बैटरी का अपेक्षाकृत छोटा चक्र जीवन स्वीकार्य है।
तृतीयक बैटरी के अनुप्रयोग
टर्नरी बैटरी का उपयोग विद्युत वाहनों, विद्युत औजारों और उच्च अंत उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से किया जाता है।इनकी लंबी जीवन अवधि इनको उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है जहां दीर्घकालिक और विश्वसनीय बिजली आपूर्ति की आवश्यकता होती हैउदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक वाहनों में, तृतीयक बैटरी का लंबा चक्र जीवन बैटरी को अक्सर बदलने की आवश्यकता को कम करने में मदद करता है, जिससे स्वामित्व की समग्र लागत कम हो जाती है।
निष्कर्ष
निष्कर्ष के रूप में, तृतीयक बहुलक बैटरी में सामान्य रूप से शुद्ध कोबाल्ट बैटरी की तुलना में अधिक जीवन काल होता है।उनकी अपेक्षाकृत अच्छी सुरक्षा और प्रदर्शन के साथ संयुक्तहालांकि, उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण शुद्ध कोबाल्ट बैटरी का अभी भी अपना विशिष्ट अनुप्रयोग है।जैसे-जैसे तकनीक आगे बढ़ती जाती है, दोनों प्रकार की बैटरी के जीवनकाल और प्रदर्शन में सुधार के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है, जिससे अधिक कुशल और टिकाऊ ऊर्जा भंडारण समाधान संभव होंगे।
