लिथियम आयन बैटरी क्या है?

द्वाराजेक मॉरिसन, हार्डवेयर लेखक|सारा चेन|माइक पैटरसन
प्रकाशित:फ़रवरी 8, 2025

आजकल रिचार्ज होने वाली लगभग हर चीज़ लिथियम आयन बैटरी पर चलती है। आपका फ़ोन, ज़ाहिर है। लैपटॉप. वे वायरलेस ईयरबड जो आप शायद अभी पहन रहे हैं। इस प्रौद्योगिकी की शुरुआत 1991 में हुई जब सोनी ने कैमकोर्डर के लिए पहली लिथियम आयन कोशिकाओं का व्यावसायीकरण किया और तब से यह हर उत्पाद श्रेणी में प्रवेश कर रही है।

लोग एक साधारण सूची की उम्मीद में पूछते हैं "लिथियम आयन बैटरी में क्या है", लेकिन असली जवाब यह है: अपने घर के चारों ओर देखो। रिचार्जेबल डिवाइसों की गिनती करें. यह आपका उत्तर है.

ये बैटरियां दो इलेक्ट्रोडों के बीच लिथियम आयनों को आगे-पीछे बंद करके ऊर्जा संग्रहित करती हैं। डिस्चार्ज करते समय एनोड से कैथोड तक, जब आप उन्हें प्लग इन करते हैं तो विपरीत दिशा में। रसायन शास्त्र जटिल लगता है लेकिन व्यावहारिक परिणाम सीधा है: पुरानी बैटरी प्रकारों की तुलना में कम जगह में अधिक बिजली का प्रबंधन किया जा सकता है।

What Has Lithium Ion Batteries

तीन कारण. ऊर्जा घनत्व बाकी सभी चीज़ों से बेहतर है। एक लिथियम आयन सेल प्रति किलोग्राम 150{3}}250 वॉट{5}घंटे पैक करता है। इसकी तुलना संभवतः 40-60 Wh/kg निकेल-कैडमियम से करें। आस - पास भी नहीं।

दूसरा, कोई स्मृति प्रभाव नहीं. क्या आपको पुराने कॉर्डलेस फ़ोन याद हैं जिनमें आपको बैटरी पूरी तरह ख़त्म करनी पड़ती थी, नहीं तो वह अपनी पूरी क्षमता "भूल" जाती थी? लिथियम आयन ऐसा नहीं करता. इसे जब भी चार्ज करें. तीसरा, कम सेल्फ डिस्चार्ज - वे शेल्फ पर बैठकर अपना चार्ज रखते हैं, जिससे प्रति माह शायद 2-3% का नुकसान होता है, जबकि एनआईएमएच बैटरियों पर 20% का नुकसान होता है।

लागत भी कम हो गई. 90 के दशक में ये बैटरियां इतनी महंगी थीं कि केवल प्रीमियम इलेक्ट्रॉनिक्स ही इनका उपयोग करते थे। अब वे डॉलर स्टोर यूएसबी चार्जर के लिए काफी सस्ते हैं। अच्छा, सस्तापर्याप्त-अभी भी क्षारीय से अधिक महंगा है, लेकिन रिचार्जेबिलिटी तेजी से वापस आती है।

स्मार्टफोन इस समूह में सबसे आगे हैं। iPhone 15 Pro में 3,274 एमएएच की बैटरी है। सैमसंग गैलेक्सी S24 अल्ट्रा 5,000 एमएएच से बड़ा हो गया है। $50 के प्रीपेड मॉडल से लेकर $1,500 के फ्लैगशिप मॉडल तक प्रत्येक फ़ोन लिथियम आयन {{12}आमतौर पर लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (एलसीओ) रसायन का उपयोग करता है क्योंकि यह तंग स्थानों में क्षमता को अधिकतम करता है।

लैपटॉप बड़ी बैटरी चलाते हैं, आमतौर पर अल्ट्राबुक के लिए 50-80 Wh, वर्कस्टेशन के लिए 100 Wh तक। दरअसल, विशेष मंजूरी के बिना हवाई जहाज में बैटरी ले जाने की कानूनी सीमा 100 Wh है, यही वजह है कि लैपटॉप निर्माता इसी संख्या को लक्षित करते हैं। 2000 के दशक में विमानों में लिथियम बैटरी में आग लगने के बाद एफएए ने यह नियम तय किया था।

टैबलेट बीच में आते हैं-iPad Pro में लगभग 40 Wh हैं। किंडल पेपरव्हाइट? छोटी 6 Wh बैटरी जो हफ्तों तक चलती है क्योंकि e-इंक सिप पावर प्रदर्शित करती है।

फिर बाकी सारी चीजें हैं. वायरलेस चूहे और कीबोर्ड (आमतौर पर AAA-आकार की लिथियम आयन कोशिकाएं)। ब्लूटूथ स्पीकर-जेबीएल, अल्टीमेट ईयर्स, बोस, सभी लिथियम आयन। गेमिंग नियंत्रक. स्मार्ट घड़ियाँ। फिटनेस ट्रैकर. वायरलेस सुरक्षा कैमरे. वीडियो डोरबेल. इलेक्ट्रिक टूथब्रश. ओरल-बी आईओ श्रृंखला चार्ज के बीच दो सप्ताह तक लिथियम बैटरी का उपयोग करती है।

एयरपॉड्स प्रो में ईयरबड्स और केस के बीच संयुक्त रूप से 1.98 Wh बैटरी क्षमता है। जब तक आप यह महसूस नहीं करते कि वे घंटों तक सक्रिय शोर रद्दीकरण, स्थानिक ऑडियो प्रसंस्करण और वायरलेस कनेक्टिविटी को शक्ति प्रदान कर रहे हैं, तब तक यह उतना अच्छा नहीं लगता।

What Has Lithium Ion Batteries

इलेक्ट्रिक वाहनों ने पैमाने को पूरी तरह से बदल दिया। टेस्ला मॉडल 3 लॉन्ग रेंज में 75 kWh बैटरी आती है जो 75,000 वॉट यानि 6 घंटे या लगभग 1,500 स्मार्टफोन बैटरी के बराबर होती है। अकेले बैटरी का वजन लगभग 1,000 पाउंड है।

अधिकांश ईवी फोन में कोबाल्ट भारी कोशिकाओं के बजाय निकल मैंगनीज कोबाल्ट (एनएमसी) या लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) रसायन का उपयोग करते हैं। एनएमसी बेहतर तापीय स्थिरता के साथ अच्छा ऊर्जा घनत्व प्रदान करता है। एलएफपी अधिक सुरक्षित है और लंबे समय तक चलता है। ट्रेड{5}ऑफ़ में ऊर्जा घनत्व कम होता है, इसलिए आपको उसी श्रेणी के लिए अधिक सेल की आवश्यकता होती है।

Ford F-150 लाइटनिंग में 131 kWh तक उपलब्ध है। मैक्स पैक कॉन्फ़िगरेशन में रिवियन R1T 135 kWh तक जाता है। ल्यूसिड एयर ड्रीम रेंज 112 kWh का दावा करती है और 500 मील से अधिक EPA रेंज प्राप्त करती है क्योंकि उनके मोटर और इलेक्ट्रॉनिक्स अत्यधिक कुशल हैं।

इलेक्ट्रिक बाइकें फलफूल रही हैं। रेड पावर बाइक आमतौर पर 48V 14Ah पैक (672 Wh) का उपयोग करती हैं। स्पेशलाइज़्ड या ट्रेक की उच्च {{5}एंड ई{{6}बाइकें 500{9}}700 Wh बैटरी से चलती हैं। E-स्कूटर छोटे होते हैं-Xiaomi M365 280 Wh का उपयोग करता है, बर्ड और लाइम किराये के स्कूटर समान क्षमता वाले होते हैं।

इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिलें अभी भी विशिष्ट हैं लेकिन बढ़ रही हैं। जीरो मोटरसाइकिल SR/F में 14.4 kWh की बैटरी है। एनर्जिका ईगो+ 21.5 किलोवाट शक्ति प्रदान करता है। लंबी राजमार्ग यात्राओं के लिए अभी पर्याप्त नहीं है, लेकिन वहाँ पहुँचना है।

नावें भी आ रही हैं. एक्स शोर ईलेक्स 8000 इलेक्ट्रिक बोट 125 kWh बैटरी पैक पर चलती है। कैंडेला सी-8 हाइड्रोफॉइल नाव 44 kWh का उपयोग करती है और ड्रैग को कम करने के लिए पानी के ऊपर "उड़ती" है। पिछली बार जब मैंने जाँच की थी तो आर्क स्पोर्ट इलेक्ट्रिक वेकबोर्ड नाव की कीमत $300,000 थी।

यह परिवर्तन तेजी से हुआ. बीस साल पहले, गंभीर ठेकेदार ताररहित उपकरणों पर हँसते थे। आज? मिल्वौकी, डेवॉल्ट, मकिता, बॉश-वे सभी लिथियम बन गए हैं।

DeWalt का FlexVolt सिस्टम उपकरण के आधार पर 20V या 60V चलता है। मिल्वौकी के M18 प्लेटफ़ॉर्म में समान बैटरी सिस्टम साझा करने वाले 200 से अधिक उपकरण हैं। उनकी उच्च आउटपुट बैटरियां 12 एएच क्षमता वाली होती हैं, जो दर्जनों कटों के माध्यम से एक गोलाकार आरी चलाने के लिए पर्याप्त होती हैं।

बाहरी बिजली उपकरणों का पालन किया गया। ईगो पावर प्लस 56V 7.5 Ah पैक (420 Wh) का उपयोग करके एक बैटरी लॉन घास काटने की मशीन बनाता है। उनके स्ट्रिंग ट्रिमर, लीफ ब्लोअर, यहां तक कि स्नो ब्लोअर भी एक ही बैटरी प्लेटफॉर्म पर चलते हैं। रयोबी में 40V सिस्टम है। ग्रीनवर्क्स बड़े उपकरणों के लिए 60V और 80V विकल्प प्रदान करता है।

रोबोट वैक्यूम और लॉन घास काटने की मशीन छोटी बैटरी चलाते हैं क्योंकि वे स्वचालित रूप से रिचार्ज होते हैं। रूमबा जे7+ में लगभग 60 Wh है। Husqvarna Automower 18V लिथियम आयन का उपयोग करता है, क्षमता मॉडल के अनुसार भिन्न होती है।

व्यावसायिक उपकरण बढ़ते रहते हैं। मिल्वौकी जॉब साइट्स पर कई टूल चलाने के लिए 300 Wh देने वाली बैकपैक बैटरी बनाता है। स्टिहल व्यावसायिक वृक्ष कार्य के लिए पर्याप्त शक्तिशाली बैटरी चेनसॉ प्रदान करता है।

पोर्टेबल ऑक्सीजन सांद्रक श्वसन संबंधी समस्याओं वाले लोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं। Inogen One G5 एक लिथियम आयन बैटरी का उपयोग करता है जो प्रवाह सेटिंग्स के आधार पर 3-6 घंटे का संचालन प्रदान करता है। फिलिप्स रेस्पिरोनिक्स सिंपली गो मिनी का लक्ष्य लगभग 4.5 घंटे है।

स्लीप एपनिया के लिए सीपीएपी मशीनें तेजी से बैटरी विकल्प प्रदान करती हैं। ResMed AirMini ट्रैवल CPAP बाहरी लिथियम बैटरी से चल सकता है। कैम्पिंग या बिजली कटौती के लिए उपयोगी।

श्रवण यंत्र हाल ही में रिचार्जेबल लिथियम में बदल गए। फ़ोनाक ऑडियो पैराडाइज़ रात भर चार्ज होता है और 16+ घंटे चलता है। स्टार्की इवोल्व एआई समान प्रदर्शन। हर कुछ दिनों में उन छोटे जिंक एयर बटन सेलों को टटोलने से कहीं बेहतर।

चिकित्सा निगरानी उपकरण {{0}रक्तचाप मॉनिटर, ग्लूकोज मॉनिटर, पोर्टेबल ईसीजी डिवाइस {{1}कई अब रिचार्जेबल हैं। अलाइवकोर कार्डियामोबाइल एक फोन पर ईसीजी रिकॉर्ड करता है, एक छोटे लिथियम सेल पर महीनों तक चलता है।

इन्फ्यूजन पंप, सर्जिकल उपकरण, अस्पतालों में उपयोग किए जाने वाले डायग्नोस्टिक उपकरण, बहुत सारी लिथियम आयन बैकअप बैटरी या पोर्टेबल पावर विकल्प। स्ट्राइकर सिस्टम 8 सर्जिकल पावर टूल्स लिथियम आयन बैटरी का उपयोग करते हैं, जो ऑपरेटिंग रूम में उपयोग के लिए स्टेराइल सीलबंद होते हैं।

प्रत्यारोपण योग्य उपकरण एक पूरी तरह से अलग श्रेणी हैं। कुछ नए पेसमेकर इंडक्शन का उपयोग करके ट्रांसक्यूटेनसली (त्वचा के माध्यम से) चार्ज की जाने वाली रिचार्जेबल लिथियम आयन बैटरियों का उपयोग करते हैं। मेडट्रॉनिक के पास ऐसे मॉडल हैं जहां बैटरी को हर 7-10 साल में सर्जिकल प्रतिस्थापन की आवश्यकता के बजाय सप्ताह में एक बार वायरलेस तरीके से रिचार्ज किया जाता है।

What Has Lithium Ion Batteries

टेस्ला पावरवॉल 2 में 13.5 kWh की क्षमता है, इसकी स्थापना की लागत लगभग 11,000 डॉलर है। पॉवरवॉल 3 बेहतर एकीकरण के साथ हाल ही में सामने आया। जेनरैक पीडब्ल्यूआरसेल 9-18 kWh मॉड्यूलर सिस्टम प्रदान करता है। LG Chem RESU कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर 10-16 kWh तक चलता है।

ये घरेलू बैटरियां सौर पैनलों के साथ जुड़कर दिन के दौरान अतिरिक्त उत्पादन संग्रहित करती हैं, रात में इसका उपयोग करती हैं। यदि ठीक से कॉन्फ़िगर किया गया है तो आउटेज के दौरान बैकअप भी प्रदान करें। ब्लैकआउट के दौरान सभी सिस्टम काम नहीं करते; इन्वर्टर सेटअप पर निर्भर करता है।

कैलिफ़ोर्निया में नए घरों में सौर ऊर्जा अनिवार्य है, इसलिए वहां बैटरी अपनाने में तेजी आ रही है। हवाई में बिजली की ऊंची लागत और बहुत अधिक धूप है, जिससे सौर + भंडारण अर्थशास्त्र अच्छी तरह से काम करता है। टेक्सास में 2021 में ग्रिड विफलता हुई थी जिसके कारण घरेलू बैटरियों में रुचि बढ़ी।

व्यावसायिक प्रतिष्ठान बहुत बड़े हो जाते हैं। एक किराना स्टोर डिमांड चार्ज प्रबंधन के लिए 50{3}}100 किलोवाट की बैटरी स्थापित कर सकता है। डेटा केंद्र बैकअप पावर, डीजल जनरेटर को बदलने या पूरक करने के लिए मेगावाट-स्केल बैटरी रूम का उपयोग करते हैं।

उपयोगिता का पैमाना बेतुका है। कैलिफ़ोर्निया में मॉस लैंडिंग एनर्जी स्टोरेज सुविधा की क्षमता 3,000 मेगावाट है, जो कि 3 मिलियन किलोवाट है, यानी 3 मिलियन किलोवाट है, या लगभग 225,000 घरों को कई घंटों तक बिजली देने के लिए पर्याप्त है। यह टेस्ला मेगापैक इकाइयों का उपयोग करता है, प्रत्येक एक शिपिंग कंटेनर {{9}आकार की 3 मेगावाट बैटरी है।

ऑस्ट्रेलिया का हॉर्न्सडेल पावर रिज़र्व पहली बड़ी ग्रिड बैटरियों में से एक था, जिसे टेस्ला द्वारा 2017 में 150 मेगावाट पर बनाया गया था। तब से इसका विस्तार किया गया है। ये प्रणालियाँ ग्रिड आवृत्ति को स्थिर करती हैं, नवीकरणीय ऊर्जा का भंडारण करती हैं, प्राकृतिक गैस पीकर संयंत्रों की आवश्यकता को कम करती हैं।

यूपीएस (निर्बाध विद्युत आपूर्ति) सिस्टम में पारंपरिक रूप से लेड {{0}एसिड बैटरियों का उपयोग किया जाता है। भारी, हर 3{5}}5 साल में प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, जिसमें विषाक्त पदार्थ होते हैं। एपीसी, ईटन, वर्टिव के लिथियम आयन यूपीएस सिस्टम लंबे समय तक चलते हैं, कम जगह लेते हैं, कम वजन करते हैं। डेटा सेंटर विशेष रूप से इसे पसंद करते हैं-वजन कम करने का मतलब है इमारतों में कम संरचनात्मक भार।

ड्रोन और क्वाडकॉप्टर-डीजेआई इस बाजार पर हावी है। उनके ड्रोन लिथियम पॉलिमर (LiPo) बैटरी चलाते हैं, जो तकनीकी रूप से पॉलिमर इलेक्ट्रोलाइट के साथ लिथियम आयन संस्करण हैं। डीजेआई मिनी 3 प्रो लगभग 34 मिनट की उड़ान के लिए 2453 एमएएच की बैटरी का उपयोग करता है। इंस्पायर 2 जैसे बड़े ड्रोन में कुल 98 Wh की दोहरी बैटरी होती है।

सर्वेक्षण, निरीक्षण, वितरण के लिए पेशेवर ड्रोन-ये सभी लिथियम बैटरी से चलते हैं। अफ़्रीका में ज़िपलाइन मेडिकल डिलीवरी ड्रोन लिथियम आयन का उपयोग करते हैं। अमेज़ॅन के डिलीवरी ड्रोन प्रोटोटाइप उनका उपयोग करते हैं।

एयरोस्पेस अनुप्रयोगों का विस्तार हो रहा है। इलेक्ट्रिक विमान आ रहे हैं. पिपिस्ट्रेल वेलिस इलेक्ट्रो में लिथियम बैटरी है -यूरोप में उड़ान प्रशिक्षण के लिए प्रमाणित पहला पूर्णतः इलेक्ट्रिक विमान। बीटा टेक्नोलॉजीज और जॉबी एविएशन बड़े लिथियम बैटरी पैक द्वारा संचालित इलेक्ट्रिक एयर टैक्सियों का विकास कर रहे हैं।

उपग्रह और अंतरिक्ष यान निर्वात, विकिरण, तापमान चरम सीमा से बचने के लिए निर्मित विशेष लिथियम आयन बैटरियों का उपयोग करते हैं। अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन में पुरानी निकल हाइड्रोजन कोशिकाओं की जगह लिथियम आयन बैटरियां लगाई गई हैं। प्रत्येक बैटरी मॉड्यूल का वजन 400+ पाउंड होता है।

सैन्य उपकरण {{0}रात्रि दृष्टि चश्में, सामरिक रेडियो, जीपीएस इकाइयां, अब सभी चलने वाली लिथियम बैटरियां। जब सैनिक कई दिनों तक उपकरण लेकर चलते हैं तो बेहतर ऊर्जा घनत्व मायने रखता है। AN/PRC-163 रेडियो रिचार्जेबल लिथियम आयन बैटरी का उपयोग करता है।

सोनी, कैनन, निकॉन के कैमरे और फोटो गियर -मिररलेस कैमरे, सभी लिथियम आयन। Sony A7 IV प्रत्येक 16.4 Wh पर NP{3}}FZ100 बैटरियों का उपयोग करता है। प्रोफेशनल लाइटिंग {{7}एप्युचर 300डी एलईडी लाइटें वी-माउंट लिथियम बैटरी (98 Wh मानक आकार) पर चलती हैं। वायरलेस माइक्रोफोन, वीडियो मॉनिटर, फिल्म/फोटो उत्पादन में पोर्टेबल सब कुछ।

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नए बैटरी से चलने वाले उत्पादों में अक्सर ब्लूटूथ या वाई-फ़ाई कनेक्टिविटी होती है। आप अपने फोन पर बैटरी की स्थिति जांच सकते हैं। एगो पावर टूल्स एक ऐप में चार्ज लेवल दिखाते हैं। रयोबी उपकरण भी. टेस्ला आपको अपनी कार की बैटरी और चार्जिंग की दूर से निगरानी करने की सुविधा देता है।

स्मार्ट बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम (बीएमएस) बहुत काम करते हैं। वे एक मल्टी{2}सेल पैक में सेल वोल्टेज को संतुलित करते हैं, अलग-अलग कोशिकाएं समय के साथ अलग हो जाती हैं, बीएमएस उन्हें बराबर कर देता है। वे तापमान की निगरानी करते हैं, ओवरचार्जिंग और ओवरडिस्चार्जिंग को रोकते हैं, डिवाइस को स्थिति बताते हैं।

कुछ कनेक्टेड सुविधाएं बनावटी लगती हैं, लेकिन महंगे उपकरणों के लिए दूरस्थ निगरानी समझ में आती है। निर्माण दल ट्रैक कर सकते हैं कि किन बैटरियों को चार्ज करने की आवश्यकता है। घरेलू ऊर्जा भंडारण के मालिक यात्रा के दौरान सौर उत्पादन और बैटरी की स्थिति की निगरानी कर सकते हैं।

हालाँकि सुरक्षा संबंधी चिंताएँ मौजूद हैं। बैटरी फर्मवेयर को कभी-कभी अपडेट की आवश्यकता होती है। यदि वह संचार पथ ठीक से सुरक्षित नहीं है, तो यह एक संभावित भेद्यता है। बहुत से लोग बैटरी हैक नहीं करते, लेकिन सैद्धांतिक रूप से यह संभव है।

लोग इसके बारे में सोचे बिना लगातार लिथियम बैटरी का सामना करते हैं। बाथरूम में इलेक्ट्रिक टूथब्रश. ताररहित वैक्यूम क्लीनर (डायसन V15 में 70 Wh है)। रिचार्जेबल टॉर्च. आपके बैग में पावर बैंक-एंकर 10,000 एमएएच (37 डब्लूएच) से लेकर 25,000 एमएएच (90 डब्लूएच) तक के मॉडल बनाता है।

बच्चों के खिलौने तेजी से रिचार्जेबल हो रहे हैं। रिमोट कंट्रोल कारें, लाइट अप खिलौने, इलेक्ट्रॉनिक शिक्षण उपकरण। लगातार क्षारीय बैटरी खरीदना धड़कता है।

स्मार्ट होम डिवाइस -रिंग वीडियो डोरबेल में हटाने योग्य लिथियम बैटरी होती है। Arlo सुरक्षा कैमरे महीनों तक चलने वाली रिचार्जेबल बैटरी का उपयोग करते हैं। Google Nest थर्मोस्टेट में बैकअप लिथियम बैटरी होती है। अगस्त स्मार्ट लॉक लिथियम एए पर चलते हैं।

हॉलिडे लाइटें भी रिचार्जेबल हो रही हैं। अंतर्निर्मित बैटरियों और सौर पैनलों के साथ स्ट्रिंग लाइटें। रिचार्जेबल एलईडी मोमबत्तियाँ। सजावट का साजो सामान।

व्यावसायिक उपयोग के मामले व्यापक रूप से भिन्न होते हैं। निर्माण श्रमिक पूरे दिन मिल्वौकी या डेवॉल्ट बैटरियों की अदला-बदली करते हैं। वेयरहाउस फोर्कलिफ्ट ब्रेक के दौरान लिथियम आयन बैटरियों को चार्ज करते हैं।

कृषि उपकरणों को अपनाना धीमा लेकिन हो रहा है। जॉन डीरे इलेक्ट्रिक ट्रैक्टर का परीक्षण कर रहे हैं। स्वायत्त कृषि रोबोट अक्सर बिजली से चलने वाले होते हैं। बैटरी बैकअप के साथ सिंचाई प्रणाली।

सफाई उद्योग ने लिथियम को अपनाया। फ़्लोर स्क्रबर, कारपेट एक्सट्रैक्टर, वाणिज्यिक प्रेशर वॉशर {{1}टेनेंट और करचर जैसी कंपनियां लिथियम विकल्प प्रदान करती हैं। तेज़ चार्जिंग, हल्का वजन, पुराने लेड जैसे बैटरी वॉटरिंग रखरखाव की आवश्यकता नहीं है।

बैटरियाँ ख़राब हो जाती हैं। रसायन विज्ञान हमेशा के लिए नहीं रहता. रसायन शास्त्र और उपयोग पैटर्न के आधार पर, विशिष्ट लिथियम आयन बैटरी 500-1000 चार्ज चक्रों के बाद 80% क्षमता बरकरार रखती है। टेस्ला मॉडल के आधार पर अपनी ईवी बैटरियों को 8 साल/100,000-150,000 मील पर 70% प्रतिधारण की वारंटी देता है।

तापमान किसी भी चीज़ की तुलना में बैटरियों को तेज़ी से नष्ट कर देता है। विशेष रूप से ख़राब गर्मी {{1}बैटरी को 30 डिग्री (86 डिग्री फ़ारेनहाइट) से ऊपर भंडारण या उपयोग करने से नियमित रूप से क्षरण तेज हो जाता है। ठंड अस्थायी क्षमता को कम कर देती है लेकिन गर्मी की तरह स्थायी नुकसान नहीं पहुंचाती है। यही कारण है कि फीनिक्स ईवी बैटरियां सिएटल बैटरियों की तुलना में तेजी से खराब होती हैं।

कैलेंडर की उम्र बढ़ना भी वास्तविक है. बैटरियाँ अप्रयुक्त रहने पर भी खराब हो जाती हैं। लंबे समय तक शेल्फ जीवन के लिए उन्हें ठंडे तापमान में 40-50% चार्ज पर स्टोर करें। बैटरी को 100% चार्ज और 40 डिग्री पर लंबे समय तक रखना सबसे खराब स्थिति है।

सुरक्षा संबंधी घटनाएँ कभी-कभार ही घटित होती हैं, लेकिन जब वे घटित होती हैं तो समाचार बन जाती हैं। 2016 में विनिर्माण दोष के कारण सैमसंग गैलेक्सी नोट 7 में आग लग गई - उन्होंने 2.5 मिलियन फोन वापस बुला लिए। 2015-2016 में होवरबोर्ड में इतनी बार आग लगी कि एयरलाइंस ने उन पर प्रतिबंध लगा दिया। आमतौर पर यह विनिर्माण गुणवत्ता नियंत्रण समस्याओं, भौतिक क्षति, या गलत चार्जर से चार्ज करने का संकेत देता है।

थर्मल रनअवे-जब कोई सेल ज़्यादा गरम हो जाता है और गर्मी आगे की प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करती है जो अधिक गर्मी उत्पन्न करती है{{1}मुख्य विफलता मोड है। उचित रूप से डिज़ाइन की गई बैटरियों में कई सुरक्षा विशेषताएं होती हैं: वर्तमान सीमित सर्किट, थर्मल फ़्यूज़, दबाव राहत वेंट, विभाजक शटडाउन परतें। सस्ती बैटरियाँ इन सुरक्षाओं को छोड़ देती हैं।

अनुकूलता उपयोगकर्ताओं को निराश करती है. प्रत्येक टूल ब्रांड अलग-अलग बैटरी फॉर्म कारकों का उपयोग करता है। DeWalt बैटरियाँ मिल्वौकी टूल में फिट नहीं होतीं। रयोबी ने अपने वन+ प्लेटफॉर्म को वर्षों तक संगत बनाए रखने में चतुराई दिखाई है, 2005 के उपकरण 2025 से बैटरी के साथ काम करते हैं। लेकिन अधिकांश निर्माता चाहते हैं कि वेंडर इसे लॉक कर दें।

पुनर्चक्रण अवसंरचना अभी भी विकसित हो रही है। ली-साइकिल, रेडवुड मटेरियल, और अन्य समर्पित लिथियम बैटरी रीसाइक्लिंग संयंत्र का निर्माण कर रहे हैं। वे 95%+ बैटरी सामग्री पुनर्प्राप्त कर सकते हैं। लेकिन संग्रहण लॉजिस्टिक्स चुनौतीपूर्ण बना हुआ है{{6}लोग बैटरियों को कूड़ेदान में फेंक देते हैं, जिससे लैंडफिल समस्याएँ पैदा होती हैं।

बीएमएस महत्वपूर्ण है लेकिन अदृश्य है। लैपटॉप में, यह प्रत्येक सेल समूह की निगरानी करता है, शेष रनटाइम का अनुमान लगाता है, चार्जिंग दर को नियंत्रित करता है, ऑपरेटिंग सिस्टम को बैटरी स्वास्थ्य की रिपोर्ट करता है। जितना लगता है उससे कहीं अधिक परिष्कृत।

चार्ज का अनुमान लगाने की स्थिति का अनुमान आश्चर्यजनक रूप से कठिन है। बैटरी वोल्टेज चार्ज स्तर से संबंधित है, लेकिन यह संबंध तापमान, लोड, बैटरी की आयु के साथ बदलता रहता है। अच्छा बीएमएस इन सभी बातों को ध्यान में रखते हुए जटिल एल्गोरिदम का उपयोग करता है। यही कारण है कि फोन की बैटरी का प्रतिशत कभी-कभी अप्रत्याशित रूप से बढ़ता या गिरता है। अनुमान को पुन: कैलिब्रेट किया जाता है।

बहु-सेल पैक में सेल संतुलन मायने रखता है। व्यक्तिगत कोशिकाओं में अनिवार्य रूप से थोड़ी क्षमता का अंतर होता है। चार्जिंग के दौरान, एक बीएमएस फुलर सेल के आसपास करंट को शंट कर सकता है ताकि कमजोर सेल को पकड़ लिया जा सके। निष्क्रिय संतुलन ऊर्जा को ऊष्मा के रूप में नष्ट कर देता है। सक्रिय संतुलन कोशिकाओं के बीच ऊर्जा स्थानांतरित करता है, अधिक कुशल लेकिन अधिक महंगा।

तापमान प्रबंधन-बीएमएस सेल तापमान की निगरानी करता है और यदि चीजें बहुत अधिक गर्म हो जाती हैं तो चार्ज/डिस्चार्ज दर को कम कर सकता है। ईवी में तरल शीतलन के साथ परिष्कृत थर्मल प्रबंधन होता है। बिजली उपकरण सिर्फ थर्मल कटऑफ पर निर्भर हैं।

संचार प्रोटोकॉल -बीएमएस चिप्स I2C, SMBus, CAN बस या मालिकाना प्रोटोकॉल का उपयोग करके होस्ट डिवाइस से बात करते हैं। इससे डिवाइस सटीक बैटरी जानकारी प्रदर्शित कर सकते हैं और प्रदर्शन को अनुकूलित कर सकते हैं।

औद्योगिक अनुप्रयोग बैटरी निगरानी को व्यापक प्रणालियों में एकीकृत करते हैं। एक गोदाम सभी फोर्कलिफ्ट बैटरियों को केंद्रीय रूप से ट्रैक कर सकता है, चार्जिंग शेड्यूल कर सकता है और प्रतिस्थापन की आवश्यकता वाली बैटरियों को चिह्नित कर सकता है। बीएमएस डेटा के आधार पर पूर्वानुमानित रखरखाव।

सॉलिड-स्टेट बैटरियां पवित्र कब्र हैं। तरल इलेक्ट्रोलाइट को ठोस सिरेमिक या पॉलिमर सामग्री से बदलें। सैद्धान्तिक रूप से सुरक्षित, कोई ज्वलनशील तरल नहीं। उच्च ऊर्जा घनत्व संभव। टोयोटा का दावा है कि 2027-2028 तक उनके वाहनों में सॉलिड स्टेट बैटरी होगी। क्वांटमस्केप, सॉलिड पावर, अन्य प्रौद्योगिकी विकसित कर रहे हैं। लेकिन बड़े पैमाने पर विनिर्माण अभी भी अनसुलझा है।

लिथियम के बजाय नमक का उपयोग करने वाली सोडियम {{0}आयन बैटरियां {{1}सस्ते कच्चे माल, संभावित रूप से कम लागत। CATL ने 2021 में वाणिज्यिक सोडियम आयन बैटरियों की घोषणा की। ऊर्जा घनत्व लिथियम आयन से कम है, लेकिन स्थिर भंडारण के लिए यह स्वीकार्य है। यूरोप में नॉर्थवोल्ट निर्माण सोडियम-आयन उत्पादन।

लिथियम {{0}सल्फर सैद्धांतिक रूप से वर्तमान लिथियम आयन के लिए 250 Wh/kg की तुलना में 500 Wh/kg तक कहीं अधिक उच्च ऊर्जा घनत्व {{1} प्रदान करता है। लेकिन चक्र जीवन भयानक रहा है, आमतौर पर 50-100 चक्रों के बाद ख़राब हो जाता है। शोध जारी है.

लिथियम{{0}वायु (लिथियम-ऑक्सीजन) बैटरियों की सैद्धांतिक सीमा और भी अधिक होती है {{2}संभावित रूप से 1,000 Wh/kg। लेकिन वे अभी भी बड़ी व्यावहारिक चुनौतियों के साथ प्रयोगशाला की जिज्ञासाएँ हैं।

What Has Lithium Ion Batteries

अगले 5{2}}10 वर्षों तक पारंपरिक लिथियम आयन का बोलबाला रहेगा। वृद्धिशील सुधार आते रहते हैं-बेहतर कैथोड सामग्री, ग्रेफाइट की जगह सिलिकॉन एनोड (क्षमता 20-40%) बढ़ाना, विनिर्माण प्रक्रिया में सुधार से लागत में कमी।

2010 से 2023 तक बैटरी की लागत लगभग 90% कम हो गई, ईवी बैटरियों के लिए लगभग $1,100/kWh से $130/kWh तक। यह प्रवृत्ति जारी है, शायद 2030 तक $80-100/किलोवाट तक पहुंच जाए। उन कीमतों पर, ईवी बिना सब्सिडी वाले गैस वाहनों के साथ लागत समता तक पहुंच जाते हैं।

कोबाल्ट कटौती एक प्रमुख फोकस है। कोबाल्ट खनन में मानवाधिकार संबंधी चिंताएँ और आपूर्ति श्रृंखला जोखिम हैं। आधुनिक एनएमसी बैटरियां पुराने फॉर्मूलेशन की तुलना में कम कोबाल्ट का उपयोग करती हैं (एनएमसी 811 में 80% निकल, 10% मैंगनीज, 10% कोबाल्ट बनाम पहले 1:1:1 अनुपात है)। एलएफपी बैटरियों में बिल्कुल भी कोबाल्ट नहीं होता है।

सिलिकॉन एनोड का अब व्यावसायीकरण किया जा रहा है। सिला नैनोटेक्नोलॉजीज कई निर्माताओं को सिलिकॉन एनोड सामग्री की आपूर्ति करती है। पैनासोनिक ने उत्पादन के लिए सिलिकॉन एनोड बैटरी की घोषणा की। टेस्ला पहले से ही अपनी कोशिकाओं में कुछ सिलिकॉन का उपयोग कर रहा है। इससे बैटरी में कोई और बदलाव किए बिना क्षमता 10-20% बढ़ जाती है।

प्रश्न "लिथियम आयन बैटरी क्या है" का उत्तर पांच वर्षों में और भी लंबा होगा। उत्पादों की अधिक श्रेणियां इलेक्ट्रिक हो रही हैं। अधिक अनुप्रयोग जहां लिथियम आयन पुरानी प्रौद्योगिकियों को विस्थापित करता है। प्रौद्योगिकी तेजी से परिपक्व हुई लेकिन इसमें अभी भी सुधार हो रहा है।

यह समझना अधिक महत्वपूर्ण है कि कौन से उपकरण लिथियम बैटरी का उपयोग करते हैं क्योंकि हम उनमें से अधिक जमा करते हैं। अधिकांश घरों में अब 20-50 रिचार्जेबल डिवाइस हैं। यह जानने से कि आपके पास क्या है, इसे कैसे बनाए रखना है और इसे कब बदलना है, यह निवेश लंबे समय तक चलता है और बेहतर प्रदर्शन करता है।