વૈશ્વિક ઊર્જા માળખાના સતત ગોઠવણ અને નવીનીકરણીય ઊર્જાના ઝડપી વિકાસ સાથે,ઊર્જા સંગ્રહટેક્નોલોજી ધીમે ધીમે ઉર્જા પરિવર્તન અને ભાવિ આર્થિક વિકાસ માટે એક મહત્વપૂર્ણ આધાર બની રહી છે.
એનર્જી સ્ટોરેજ બેટરી ટેકનોલોજીનો પરિચય
▲ઊર્જા રૂપાંતર, સંગ્રહ અને ઉપયોગ
▲એનર્જી સ્ટોરેજ ટેક્નોલોજીનું વર્ગીકરણ અને એપ્લિકેશન
▲કાર્યકારી સિદ્ધાંત અને ઊર્જા સંગ્રહ બેટરીની રચના
▲પ્રદર્શન સૂચકાંકો અને ઊર્જા સંગ્રહ બેટરીની સંબંધિત પરિભાષા
ઉર્જા એ વિશ્વને ચલાવતી મૂળભૂત શક્તિ છે અને એક મુખ્ય સંસાધન છે જેના પર માનવ સમાજ વિકાસ માટે નિર્ભર છે. આગના પ્રારંભિક ઉપયોગથી લઈને આજની વીજળી સુધી, ઉર્જાનો વિકાસ અને ઉપયોગ સંસ્કૃતિની પ્રગતિને આગળ ધપાવે છે અને આપણી વર્તમાન સામાજિક રચનાને આકાર આપે છે.
વૈશ્વિક ઉર્જાની માંગમાં સતત વૃદ્ધિ અને નવીનીકરણીય ઉર્જાના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી ટેકનોલોજી ઉભરી આવી છે અને તે ઉર્જા ક્ષેત્રનો નિર્ણાયક આધારસ્તંભ બની ગઈ છે. ઉર્જા સંગ્રહ બેટરીઓ પવન અને સૌર ઉર્જા જેવા તૂટક તૂટક ઉર્જા સ્ત્રોતોને અસરકારક રીતે સંગ્રહિત કરી શકે છે અને વીજ પુરવઠાની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરીને પીક ડિમાન્ડ સમયગાળા દરમિયાન તેને મુક્ત કરી શકે છે. આ ટેક્નોલોજી માત્ર પરંપરાગત અશ્મિભૂત ઇંધણ પરની નિર્ભરતાને ઘટાડે છે પરંતુ ઓછી-કાર્બન અને ટકાઉ ઉર્જા પ્રણાલીઓ હાંસલ કરવા માટે મહત્વપૂર્ણ ગેરંટી પણ પૂરી પાડે છે.
પરંપરાગત લીડ-એસીડ બેટરીથી આધુનિક લિથિયમ-આયન બેટરી અને પછી ઉભરતી નક્કર-સ્ટેટ બેટરી અને સોડિયમ-આયન બેટરી સુધી, ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી ટેક્નોલોજીનો વિકાસ સતત તકનીકી અવરોધોમાંથી પસાર થઈ રહ્યો છે. ઉર્જા ઘનતામાં સુધારો કરીને, આયુષ્ય વધારીને અને સલામતીમાં વધારો કરીને, ઊર્જા સંગ્રહ બેટરીઓએ ઘરના ઉર્જા સંગ્રહ, પરિવહન અને ગ્રીડ નિયમન જેવા ક્ષેત્રોમાં વ્યાપક ઉપયોગની સંભાવનાઓ દર્શાવી છે. એમ કહી શકાય કે એનર્જી સ્ટોરેજ બેટરી ટેક્નોલોજી એ માત્ર વર્તમાન એનર્જી સ્ટ્રક્ચર ટ્રાન્સફોર્મેશનની ચાવી નથી પણ ભવિષ્યના સ્માર્ટ ગ્રીડ અને ડિસ્ટ્રિબ્યુટેડ એનર્જી સિસ્ટમ્સનો મુખ્ય ભાગ પણ છે.
લિથિયમ-આધારિત બેટરી ઊર્જા સંગ્રહ ટેકનોલોજી
▲લિથિયમ-આયન બેટરીનું માળખું અને કાર્ય સિદ્ધાંત
▲લિથિયમ-આયન બેટરી કેથોડ સામગ્રી
▲લિથિયમ-આયન બેટરી એનોડ સામગ્રી
▲લિથિયમ-આયન બેટરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ
▲લિથિયમ-આયન બેટરીની ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન
1970 માં, ExxonMobil ના MS Whittingham એ પ્રથમ લિથિયમ-આયન બેટરી બનાવી. તેમણે અનુક્રમે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ તરીકે ટાઇટેનિયમ ડિસલ્ફાઇડ અને મેટાલિક લિથિયમનો ઉપયોગ કર્યો. ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ દરમિયાન, ધાતુના લિથિયમનો સતત વપરાશ થાય છે અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યારે ટાઇટેનિયમ ડિસલ્ફાઇડ પોઝિટિવ ઇલેક્ટ્રોડ પર લિથિયમ આયનોને સતત દાખલ કરે છે અને બહાર કાઢે છે. આ બે પ્રક્રિયાઓ બેટરીના સમગ્ર જીવનકાળ દરમિયાન ઉલટાવી શકાય તેવી હોય છે, આમ 2V ના વોલ્ટેજ સાથે ગૌણ લિથિયમ-આયન બેટરી બનાવે છે. 1982માં, ઇલિનોઇસ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીના આરઆર અગ્રવાલ અને જેઆર સેલમેને શોધ્યું કે લિથિયમ આયનોમાં આંતરક્રિયા કરવાની મિલકત છે કે જે તેના ગ્રેફાઇટમાં ઝડપથી અને રીસેપ્શનમાં ફેરવાય છે. લિથિયમ-આયન બેટરી સંશોધન, વિકાસ અને ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થઈ છે. તેમના શ્રેષ્ઠ અને અનુકૂળ પ્રદર્શન સાથે, તેઓ વધુને વધુ વિવિધ ક્ષેત્રોમાં પ્રવેશ કરી રહ્યા છે, જેમ કે મોબાઈલ ફોન અને ટેબ્લેટ જેવા 3C ઉત્પાદનોથી લઈને પાવર એનર્જી સેક્ટર જેવા કે ઈલેક્ટ્રિક વાહનો અને ફોટોવોલ્ટેઈક્સ અને વિન્ડ પાવર જેવા મોટા પાયે ઊર્જા સંગ્રહ ક્ષેત્રો, સામાજિક જીવનને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરે છે.
બેટરી શું છે?
▲બેટરી વિકાસ ઇતિહાસ
▲લિથિયમ-આયન બેટરીનો પરિચય
▲લિથિયમ-આયન બેટરીની વિશેષતાઓ
▲લિથિયમ-આયન બેટરીમાં મુખ્ય સામગ્રી
બેટરી એ પાવર સ્ત્રોતનો એક પ્રકાર છે. પાવર સ્ત્રોતોને સામાન્ય રીતે ભૌતિક શક્તિ સ્ત્રોતો અને રાસાયણિક શક્તિ સ્ત્રોતોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. ભૌતિક શક્તિના સ્ત્રોતોમાં સૌર ઊર્જા ઉત્પાદન ઉપકરણો, થર્મોઇલેક્ટ્રિક પાવર જનરેશન ઉપકરણો, થર્મલ અને હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક જનરેટર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે; જ્યારે રાસાયણિક ઉર્જા સ્ત્રોતો પાવર જનરેશન ઉપકરણોનો સંદર્ભ આપે છે જે રાસાયણિક ઉર્જાને સીધી રીતે વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, એટલે કે સામાન્ય અર્થમાં રાસાયણિક બેટરીઓ અથવા ફક્ત બેટરી.
બેટરી સિસ્ટમ્સ ચાર પેઢીઓમાં વિકસિત થઈ છે: લીડ-એસિડ બેટરી, નિકલ-કેડમિયમ બેટરી, નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરી અને લિથિયમ-આયન બેટરી. બૅટરીની કામગીરીમાં સતત સુધારો થયો છે, અને બૅટરી પ્રણાલીઓની માનવ સમજ વધુ ઊંડી બની છે. હાલમાં, લિથિયમ-આયન બેટરી સૌથી કાર્યક્ષમ અને ઊર્જા-કાર્યક્ષમ રિચાર્જેબલ બેટરી સિસ્ટમ છે, જે માનવ બેટરી સંશોધન અને ટેકનોલોજીના ઉચ્ચ સ્તરનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીનો સંશોધન અને વિકાસ ઇતિહાસ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીનો વિકાસ ઇતિહાસ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટની પેટન્ટ સ્થિતિ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીના માળખાકીય અને પ્રદર્શન અભ્યાસ
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFeP, LFP, જેને લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ અથવા લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ લિથિયમ-આયન બેટરીમાં વપરાતી કેથોડ સામગ્રી છે. તે કોબાલ્ટ અને નિકલ જેવા અમૂલ્ય તત્વોની ગેરહાજરી, કાચા માલના નીચા ભાવો અને પૃથ્વીના પોપડામાં ફોસ્ફરસ, લિથિયમ અને આયર્ન સંસાધનોની વિપુલતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જે દર વર્ષે 10 લાખ ટનથી વધુની બજારની માંગને પહોંચી વળે છે. કેથોડ સામગ્રી તરીકે, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ મધ્યમ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ (3.2V), ઉચ્ચ વિશિષ્ટ ક્ષમતા (170mA·h/g), ઉચ્ચ ડિસ્ચાર્જ પાવર, ઝડપી ચાર્જિંગ ક્ષમતા, લાંબી ચક્ર જીવન અને ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ ગરમીના વાતાવરણમાં સારી સ્થિરતા ધરાવે છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં વપરાતા ઉત્પાદન સાધનો
▲ઉત્પાદન સાધનોની આવશ્યકતાઓ:;મિક્સિંગ ઇક્વિપમેન્ટ;ડ્રાયિંગ ઇક્વિપમેન્ટ;સિન્ટરિંગ ઇક્વિપમેન્ટ,;ક્રશિંગ ઇક્વિપમેન્ટ; સ્ક્રીનીંગ સાધનો; નાઇટ્રોજન જનરેટર;પેકેજિંગ સાધનો.
જ્યારે લિથિયમ આયન બેટરીના ઉત્પાદનમાં લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) કેથોડ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમની શુદ્ધતા, તબક્કા અને અશુદ્ધિઓ માટેની આવશ્યકતાઓ અત્યંત કડક હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે LFP માં ડાયવેલેન્ટ આયર્નની ઓક્સિડેશન ડિગ્રી 1% સુધી પહોંચે છે, ત્યારે ચોક્કસ ક્ષમતા 30% થી વધુ ઘટી શકે છે. આ એટલા માટે છે કારણ કે નવા ઉત્પન્ન થયેલ ત્રિસંયોજક આયર્ન એલએફપીની સપાટી પર કોટ કરે છે, એક પ્રતિક્રિયાશીલ સ્તર બનાવે છે જે વધુ આંતરિક પ્રતિક્રિયાઓને અટકાવે છે. જો LFP પહેલેથી જ ઓક્સિડાઇઝ્ડ થઈ ગયું હોય, તો અનુગામી ઘટાડાની પદ્ધતિઓ LFP આપી શકતી નથી કારણ કે કાચા માલમાં લિથિયમ આયનો પહેલેથી જ ખોવાઈ ગયા છે.
ફેરસ ઓક્સાલેટ પદ્ધતિ દ્વારા લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની તૈયારી
▲સંશ્લેષણ સિદ્ધાંત
▲મુખ્ય કૃત્રિમ કાચો માલ
▲સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા
▲કૃત્રિમ સામગ્રીનું પ્રદર્શન
કાચા માલ તરીકે ફેરસ ઓક્સાલેટનો ઉપયોગ કરીને લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટના સંશ્લેષણની પ્રક્રિયાને ફેરસ ઓક્સાલેટ પદ્ધતિ (અથવા ખાલી ફેરસ પદ્ધતિ) કહેવામાં આવે છે. હાલમાં, ફેરસ ઓક્સાલેટ પદ્ધતિ ચીનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયા અને પદ્ધતિ છે, જેમાં અડધાથી વધુ સ્થાનિક ઉત્પાદકો તેનો ઉપયોગ કરે છે. તેના મુખ્ય ફાયદાઓમાં કાચા માલનો ઓછો ખર્ચ, સરળ પ્રક્રિયા અને ઘટક ગુણોત્તરનું સરળ નિયંત્રણ છે.
કાર્બોથર્મલ ઘટાડા દ્વારા લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની તૈયારી
▲સંશ્લેષણ સિદ્ધાંત
▲મુખ્ય કૃત્રિમ કાચો માલ
▲સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા
▲કૃત્રિમ સામગ્રીનું પ્રદર્શન
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4) સામગ્રીનું ઉત્પાદન કરતા ઉત્પાદકોમાં, કાર્બોથર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ હાલમાં ફેરસ ઓક્સાલેટ પદ્ધતિ પછી બીજી સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીક છે. તેનો મુખ્ય કાચો માલ ફેરિક આયર્ન (Fe2PO4) છે, જેમાં આયર્ન ફોસ્ફેટ (Fe2PO4) અને આયર્ન ઓક્સાઇડ (Fe2O3)નો સમાવેશ થાય છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, કાર્બન (C) અને કાર્બન મોનોક્સાઇડ (C2O3) ફેરિક આયર્ન (Fe2PO4) ને ફેરસ આયર્ન (Fe2+) માં ઘટાડે છે, જે પછી સ્ફટિક જાળીમાં પ્રવેશે છે, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LiFePO4) નું સ્ફટિક માળખું બનાવે છે.
કાર્બોથર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિનો ફાયદો એ છે કે પ્રક્રિયા દરમિયાન કાચા માલના ઓક્સિડેશનને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર નથી; ઇચ્છિત વિક્ષેપ સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે કાચા માલની પ્રક્રિયા કરવા માટે વિવિધ મિશ્રણ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. માત્ર ઊંચા તાપમાનના તબક્કે કાર્બન ફેરિક આયર્નને ફેરસ આયર્નમાં ઘટાડે છે, જે લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બનાવે છે, તેથી તેને કાર્બોથર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ નામ આપવામાં આવ્યું છે. કાર્બોથર્મલ રિડક્શન પદ્ધતિ એક-પગલાની ઘટાડા હાંસલ કરે છે, ગેસ આઉટપુટ ઘટાડે છે અને ઉપજમાં સુધારો કરવા માટે ફાયદાકારક છે. તે જ સમયે, સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા સરળ અને નિયંત્રિત કરવા માટે સરળ છે, જે કાર્બોથર્મલ ઘટાડાની પદ્ધતિ અપનાવતી કંપનીઓની સંખ્યામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની હાઇડ્રોથર્મલ તૈયારી
▲સંશ્લેષણ સિદ્ધાંત
▲મુખ્ય કૃત્રિમ કાચો માલ
▲સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા
▲કૃત્રિમ સામગ્રીનું પ્રદર્શન
હાઇડ્રોથર્મલ પદ્ધતિ એ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ કેથોડ સામગ્રી તૈયાર કરવા માટે પ્રમાણમાં અદ્યતન પદ્ધતિ છે. તેની મુખ્ય પ્રક્રિયા સુપરક્રિટિકલ હાઇડ્રોથર્મલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે, પાણીમાં ફેરસ સલ્ફેટ, લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ફોસ્ફોરિક એસિડને ઓગાળીને, દ્રાવણને સીલબંધ વાતાવરણમાં 100 ડિગ્રીથી વધુ ગરમ કરીને ઉચ્ચ-તાપમાન, ઉચ્ચ-દબાણયુક્ત જલીય દ્રાવણ બનાવે છે. પ્રતિક્રિયા આયન પ્રસરણ દ્વારા આગળ વધે છે, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ ક્રિસ્ટલ કણો ઉત્પન્ન કરે છે. શુદ્ધ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીને પછી ફિલ્ટર, સૂકવવામાં આવે છે અને લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ/કાર્બન કમ્પોઝિટ બનાવવા માટે કાર્બન-કોટેડ કરવામાં આવે છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રી માટે પરંપરાગત પરીક્ષણ અને વિશ્લેષણ પદ્ધતિઓ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રી માટે રાસાયણિક રચના વિશ્લેષણ અને પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રી માટે ભૌતિક મિલકત પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ
▲ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રી માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રદર્શન પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીના વ્યવહારુ ઉપયોગનું મૂલ્યાંકન
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) સામગ્રી માટે, પરીક્ષણ એ મુખ્ય તકનીક છે, જે સંશ્લેષણ પ્રક્રિયા નિયંત્રણ કરતાં પણ વધુ મહત્વપૂર્ણ છે. ચોક્કસ અને સચોટ પરીક્ષણ ડેટા વિના, સ્થિર પ્રક્રિયા શરતો મેળવી શકાતી નથી, અને આમ, યોગ્ય LFP ઉત્પાદનો કે જે વપરાશની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે તેનું ઉત્પાદન કરી શકાતું નથી. કાચા માલની પ્રાપ્તિ અને સંશ્લેષણથી લઈને તૈયાર ઉત્પાદન મૂલ્યાંકન સુધીની સમગ્ર ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન સામગ્રીનું સખત પરીક્ષણ જરૂરી છે. તેથી, LFP પર સંશોધન અને ઉત્પાદન કરતા કોઈપણ એકમએ તેની પરીક્ષણ સિસ્ટમના નિર્માણ પર ખૂબ ભાર મૂકવો જોઈએ. અત્યાધુનિક પરીક્ષણ સાધનો, કઠોર પરીક્ષણ પદ્ધતિઓ અને સારી-પ્રશિક્ષિત પરીક્ષણ કર્મચારીઓની રોજગારી એ કંપની માટે ઉદ્યોગમાં તેનું સ્થાન જાળવી રાખવા માટેની મૂળભૂત શરતો છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીના અન્ય લાક્ષણિક ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીનું ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રદર્શન વિશ્લેષણ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીનું ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપિક મોર્ફોલોજી વિશ્લેષણ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની સપાટી ઊર્જા
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીમાં આયર્નની દ્રાવ્યતાનું માપન
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક લાક્ષણિકતાઓ
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીના વ્યવહારિક ઉપયોગમાં, નિયમિત પ્રદર્શન પરીક્ષણો ઉપરાંત, સામગ્રીના પ્રદર્શન મૂલ્યાંકન અને બેટરી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ માટે સંદર્ભ પ્રદાન કરવા માટે કેટલાક વિશિષ્ટ ગુણધર્મોને માપવા પણ જરૂરી છે. ટેક્નોલોજીની પ્રગતિ સાથે, કેટલાક પરિમાણો કે જે અગાઉ ફક્ત સંપૂર્ણ કોષોનો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે તે હવે સરળ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીની ચક્ર કામગીરી, ખાસ કરીને કાર્બન ચક્રની કામગીરી, હવે ખાસ ડિઝાઇન કરાયેલ સિક્કા કોષોનો ઉપયોગ કરીને મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે, જે માપન પ્રક્રિયાને મોટા પ્રમાણમાં સરળ બનાવે છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રીનો ઉપયોગ કરીને બેટરી ઉત્પાદન તકનીક
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરી સિસ્ટમ ડિઝાઇન વિશિષ્ટતાઓ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સામગ્રી સ્લરી તૈયારી ટેકનોલોજી
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ સ્લરીનું કોટિંગ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ ઇલેક્ટ્રોડનું રોલિંગ
▲પરિવર્તન અને વિભાજન
▲બૅટરી ઉત્પાદનના અન્ય ઉદાહરણો
કોઈપણ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે, પ્રારંભિક ડિઝાઇન એ પ્રાથમિક કાર્ય છે. ડિઝાઇન કાર્યમાં લિથિયમ-આયન બેટરીની ઉત્પાદન પ્રક્રિયા નક્કી કરવી સામેલ છે. બેટરીની કામગીરી મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોડ્સ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવતી હોવાથી, ઇલેક્ટ્રોડ ડિઝાઇન એ બેટરી ઉત્પાદન પ્રક્રિયાનું મુખ્ય પાસું છે. આ લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીઓ માટે પણ સાચું છે.
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીના મુખ્ય એપ્લિકેશન વિસ્તારો
▲ઇલેક્ટ્રિક પરિવહન ઉપકરણોમાં લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીનો ઉપયોગ
▲ઊર્જા સંગ્રહ પાવર સપ્લાયમાં લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીનો ઉપયોગ
▲પાવર ટૂલ્સમાં લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીનો ઉપયોગ
▲લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ બેટરીનો ઉપયોગ
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) એ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રી છે, અને તેનો સૌથી મોટો ફાયદો તેની ઉચ્ચ સલામતી છે. તે એવા ફાયદા પણ ધરાવે છે કે લિથિયમ મેંગેનીઝ ઓક્સાઇડ અને નિકલ-મેંગેનીઝ-કોબાલ્ટ ટર્નરી મટિરિયલ્સનો અભાવ છે, જેમ કે લાંબું ચક્ર જીવન, ઓછી સામગ્રીની કિંમત અને વિપુલ પ્રમાણમાં કાચા માલના સ્ત્રોત. LFP બેટરીમાં સ્થિર વોલ્ટેજ હોય છે, મધ્યમ ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ હોય છે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમ્સ સાથે સારી સુસંગતતા હોય છે, બિન-ઝેરી હોય છે, તેમાં કોઈ મેમરી અસર હોતી નથી અને પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરતી નથી. તેમની ચોક્કસ ઉર્જા 100–130 Wh/kg સુધી પહોંચી શકે છે, જે લીડ-એસીડ બેટરી કરતાં 0.3–5 ગણી અને નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઈડ બેટરી કરતાં 1.5 ગણી છે. તેના અસંખ્ય ફાયદાઓને જોતાં, તેને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો, પવન અને સૌર ઉર્જા સંગ્રહ અને ઘર વપરાશ માટે સુરક્ષિત બેકઅપ બેટરી માટે આદર્શ બેટરી માનવામાં આવે છે.
લિથિયમ-આયન બેટરી માટે અન્ય કેથોડ સામગ્રીઓ માટે આઉટલુક
▲લિથિયમ વેનેડિયમ ફોસ્ફેટ કેથોડ સામગ્રી -
▲લિથિયમ મેંગેનીઝ ફોસ્ફેટ કેથોડ સામગ્રી
▲લિથિયમ આયર્ન સિલિકેટ કેથોડ સામગ્રી
▲લિથિયમ આયર્ન બોરેટ કેથોડ સામગ્રી
▲લિથિયમ-સમૃદ્ધ સ્તરવાળી કેથોડ સામગ્રી
લિથિયમ આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) સામગ્રીના ઉદભવે મોટા-સ્કેલ લિથિયમ-આયન બેટરીના વ્યાપક ઉપયોગ માટે ભૌતિક વિજ્ઞાનનો પાયો નાખ્યો.
જેમ કે જાણીતું છે, લિથિયમ-આયન બેટરીની સલામતી હંમેશા ઉદ્યોગના વિકાસને પ્રતિબંધિત કરતી મુખ્ય અને નિર્ણાયક સમસ્યા રહી છે. સ્થિર સામગ્રી ગુણધર્મો અને અત્યાધુનિક પ્રોસેસિંગ સાધનો ધરાવતા વિકસિત દેશોમાં પણ, લિથિયમ-આયન બેટરીની સલામતીની સંપૂર્ણ ખાતરી આપી શકાતી નથી. મારા દેશમાં લિથિયમ-આયન બેટરી પ્રોસેસિંગના વર્તમાન પ્રમાણમાં નીચા સ્તરને જોતાં, LFP મારા દેશની રાષ્ટ્રીય પરિસ્થિતિઓને યોગ્ય-બેટરી સલામતીમાં નોંધપાત્ર રીતે સુધારે છે.