ठोस{{0}अवस्था, तरल-अवस्था, और अर्ध{{2}ठोस-अवस्था लिथियम बैटरियों का संपूर्ण परिचय

तरल लिथियम बैटरी

चार मुख्य घटक हैं: सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, छिद्रपूर्ण झिल्ली और तरल इलेक्ट्रोलाइट।

इलेक्ट्रोलाइट: एक ज्वलनशील कार्बनिक लिथियम नमक समाधान जिसमें लिथियम आयन पूरी तरह से डूबे होते हैं और इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से संचालित होते हैं; विभाजक: एक प्लास्टिक फिल्म जो शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड को अलग करती है; इलेक्ट्रोलाइट सामग्री > 20%; बाजार में सभी लिथियम आयरन फॉस्फेट, टर्नरी, ब्लेड बैटरी और कार्ट्रिज बैटरी तरल लिथियम बैटरी हैं।

काम के सिद्धांत

चार्जिंग: लिथियम आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड से निकलते हैं, तरल इलेक्ट्रोलाइट में झिल्ली के माध्यम से तैरते हैं, और खुद को नकारात्मक इलेक्ट्रोड में एम्बेड करते हैं;

डिस्चार्जिंग: लिथियम आयन विपरीत दिशा में सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर लौटते हैं, और इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट में करंट बनाते हैं।

लाभ

1. प्रौद्योगिकी पूरी तरह से परिपक्व है, औद्योगिक श्रृंखला पूरी है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन लागत सबसे कम है;

2. आयन चालन प्रतिरोध कम है, और तेज़ चार्जिंग और कम तापमान का प्रदर्शन स्थिर है;

3. चक्र जीवन स्थिर है (1000-2000 बार), और उपज अधिक है।

कमी

1. इलेक्ट्रोलाइट ज्वलनशील है और रिसाव, थर्मल भगोड़ा, और पंचर, संपीड़न, या उच्च तापमान के कारण आग लगने का खतरा है;

2. ऊर्जा घनत्व सीमा लगभग 250-300Wh/kg है, जो सीमा में सुधार की संभावना को सीमित करती है;

3. लिथियम डेंड्राइट विभाजक को आसानी से पंचर कर सकते हैं, जिससे आंतरिक शॉर्ट सर्किट का खतरा पैदा हो सकता है;

4. कम तापमान पर इलेक्ट्रोलाइट गतिविधि कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप सर्दियों के दौरान सीमा में उल्लेखनीय कमी आती है।

इलेक्ट्रिक वाहनों, ऊर्जा भंडारण और मोबाइल फोन बैटरी में 95% से अधिक बाजार हिस्सेदारी पर कब्जा करते हुए, यह 2026 में पूर्ण मुख्य आधार होगा।

अर्ध-ठोस बैटरियां

तरल इलेक्ट्रोलाइट काफी हद तक 5%-10% तक कम हो जाता है, शेष स्थान ठोस सिरेमिक/पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट ढांचे से भर जाता है; विभाजक को बरकरार रखा गया है, जिससे यह तरल बैटरी का उन्नत और उन्नत संस्करण बन गया है।

लाभ

1. तरल पदार्थ की मात्रा काफी कम हो गई, जिससे विस्फोट और पंचर, संपीड़न और आग से जलने की संभावना कम हो गई, जिससे सुरक्षा में काफी सुधार हुआ;

2. ऊर्जा घनत्व 350-400Wh/किग्रा, सामान्य तरल रूप से 30%-50% अधिक, आसानी से 1000 किमी+ की सीमा प्राप्त करना;

3. उच्च क्षमता वाले सिलिकॉन {{2} कार्बन एनोड के साथ संगत, लिथियम डेंड्राइट प्रवेश को दबाता है;

कमी

1. थोड़ी मात्रा में तरल इलेक्ट्रोलाइट रह जाता है, जो आग के खतरे को पूरी तरह खत्म करने में विफल रहता है;

2. लागत सामान्य तरल बैटरियों की तुलना में 1.5-2 गुना अधिक है;

3. ठोस तरल इंटरफ़ेस पर प्रतिबाधा मौजूद होती है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक तेज चार्जिंग और अल्ट्रा {2} कम तापमान वाले अनुप्रयोगों में सभी ठोस {{4} राज्य बैटरियों की तुलना में कमजोर प्रदर्शन होता है।

सभी {{0}ठोस-स्टेट लिथियम बैटरियां

यह आयन संचालन और सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के अलगाव के दोहरे कार्यों को एक साथ करने के लिए केवल एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट (ऑक्साइड / सल्फाइड / पॉलिमर) का उपयोग करता है, और इसमें कोई ज्वलनशील कार्बनिक सॉल्वैंट्स नहीं होता है।

तीन इलेक्ट्रोलाइट्स

सल्फाइड: उनकी आयनिक चालकता तरल इलेक्ट्रोलाइट्स के सबसे करीब है, जो उन्हें वाहनों में तेजी से चार्ज करने के लिए उपयुक्त बनाती है; प्रमुख कंपनियां इस क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित कर रही हैं।
ऑक्साइड (सिरेमिक): वे उच्च स्थिरता और सुरक्षा प्रदान करते हैं, लेकिन भंगुर होते हैं और उनका इंटरफेसियल संपर्क खराब होता है।
पॉलिमर: वे अच्छा लचीलापन प्रदान करते हैं, जो उन्हें लचीली बैटरी के लिए उपयुक्त बनाते हैं; उन्हें उच्च तापमान वाले ऑपरेशन की आवश्यकता होती है और मुख्य रूप से ऊर्जा भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है।

लाभ

1. अंतिम सुरक्षा: कोई ज्वलनशील तरल पदार्थ नहीं, कोई रिसाव नहीं, कोई थर्मल भगोड़ा नहीं, और प्रभाव या पंचर पर कोई आग नहीं;

2. सैद्धांतिक रूप से, ऊर्जा घनत्व 500-700Wh/kg तक पहुंच सकता है, जो लिथियम धातु एनोड का समर्थन करता है, प्रभावी ढंग से बैटरी जीवन को दोगुना करता है;

3. लंबा चक्र जीवन, कम तापमान में गिरावट, और 10 मिनट में सुपर-फास्ट चार्जिंग का समर्थन करता है;

4. छोटे सेल आकार, महत्वपूर्ण हल्के फायदे, विमानन और उच्च अंत इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए उपयुक्त।

कमी

1. ठोस पदार्थों के बीच खराब आसंजन के परिणामस्वरूप लिथियम आयन चालन धीमा हो जाता है;

2. नवीन प्रक्रिया: अत्यधिक शुष्क, धूल मुक्त कार्यशालाओं, आइसोस्टैटिक दबाव और शुष्क इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है, जिससे लगभग सभी मौजूदा उत्पादन लाइनें अप्रचलित हो जाती हैं और भारी निवेश की आवश्यकता होती है;

3. पानी के संपर्क में आने पर सल्फाइड जहरीली गैसें पैदा करते हैं, जिसके लिए बेहद कठोर विनिर्माण पर्यावरणीय आवश्यकताओं की आवश्यकता होती है;

4. वर्तमान में अत्यधिक उच्च लागत, अल्पावधि में आम जनता के लिए सस्ती होने की संभावना नहीं है।