લિથિયમ-આયન બેટરી રચના

લિથિયમ-આયન બેટરીની રચના અને રિસાયક્લિંગ

આલિથિયમ-આયન બેટરીઇલટ્રોલાઇટ, વિભાજક, કેથોડ અને એનોડ અને કેસથી બનેલું છે.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટલિથિયમ-આયન બેટરીમાં જેલ અથવા પોલિમર અથવા જેલ અને પોલિમરનું મિશ્રણ હોઈ શકે છે.

લિ-આયન બેટરીમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ બેટરીમાં આયનોના પરિવહન માટે એક માધ્યમ તરીકે કાર્ય કરે છે.તેમાં સામાન્ય રીતે લિથિયમ ક્ષાર અને કાર્બનિક દ્રાવકનો સમાવેશ થાય છે.લિથિયમ-આયન બેટરીના સકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ વચ્ચે આયન પરિવહનમાં ઇલેક્ટ્રોલાઇટ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે, ખાતરી કરે છે કે બેટરી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે.ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાના કાર્બનિક સોલવન્ટ્સ, લિથિયમ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ક્ષાર અને જરૂરી ઉમેરણોથી બનેલું હોય છે જે ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં ચોક્કસ પ્રમાણમાં કાળજીપૂર્વક જોડવામાં આવે છે.

કેથોડ સામગ્રીલિથિયમ-આયન બેટરીના પ્રકારો:

• LiCoO2
• Li2MnO3
• LiFePO4
• એનસીએમ
• એનસીએ

 કેથોડ સામગ્રીમાં સમગ્ર બેટરીના 30% થી વધુ ખર્ચનો સમાવેશ થાય છે.

એનોડલિથિયમ-આયન બેટરી સમાવે છે

પછી લિથિયમ-આયન બેટરીના એનોડમાં સમગ્ર બેટરીના લગભગ 5-10 ટકા ખર્ચનો સમાવેશ થાય છે.કાર્બન-આધારિત એનોડ સામગ્રી એ લિથિયમ-આયન બેટરી માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી એનોડ સામગ્રી છે.પરંપરાગત મેટલ લિથિયમ એનોડની તુલનામાં, તેમાં ઉચ્ચ સલામતી અને સ્થિરતા છે.કાર્બન-આધારિત એનોડ સામગ્રી મુખ્યત્વે કુદરતી અને કૃત્રિમ ગ્રેફાઇટ, કાર્બન ફાઇબર અને અન્ય સામગ્રીઓમાંથી આવે છે.તેમાંથી, ગ્રેફાઇટ એ મુખ્ય સામગ્રી છે, જે ઉચ્ચ વિશિષ્ટ સપાટી વિસ્તાર અને વિદ્યુત વાહકતા ધરાવે છે, અને કાર્બન સામગ્રીઓ પણ સારી રાસાયણિક સ્થિરતા અને પુનઃઉપયોગક્ષમતા ધરાવે છે.જો કે, કાર્બન-આધારિત નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની ક્ષમતા પ્રમાણમાં ઓછી છે, જે ઉચ્ચ ક્ષમતા માટે કેટલીક એપ્લિકેશનોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકતી નથી.તેથી, હાલમાં નવી કાર્બન સામગ્રીઓ અને સંયુક્ત સામગ્રીઓ પર કેટલાક સંશોધનો છે, જે કાર્બન-આધારિત નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની ક્ષમતા અને ચક્ર જીવનને વધુ સુધારવાની આશા રાખે છે.

તેમાં હજુ પણ સિલિકોન-કાર્બન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી છે.સિલિકોન (Si) સામગ્રી: પરંપરાગત કાર્બન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડ્સની સરખામણીમાં, સિલિકોન નેગેટિવ ઇલેક્ટ્રોડમાં ઉચ્ચ ચોક્કસ ક્ષમતા અને ઊર્જા ઘનતા હોય છે.જો કે, સિલિકોન સામગ્રીના મોટા વિસ્તરણ દરને લીધે, ઇલેક્ટ્રોડના વોલ્યુમ વિસ્તરણનું કારણ બનાવવું સરળ છે, જેનાથી બેટરીનું જીવન ટૂંકું થાય છે.

વિભાજકલિથિયમ-આયન બેટરી એ બેટરીની કામગીરી અને સલામતી સુનિશ્ચિત કરવાનો મહત્વનો ભાગ છે.વિભાજકનું મુખ્ય કાર્ય હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડને અલગ કરવાનું છે, અને તે જ સમયે, તે આયન ચળવળ માટે એક ચેનલ પણ બનાવી શકે છે અને જરૂરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ જાળવી શકે છે.લિથિયમ-આયન બેટરી વિભાજકનું પ્રદર્શન અને સંબંધિત પરિમાણો નીચે પ્રમાણે રજૂ કરવામાં આવ્યા છે:

1. રાસાયણિક સ્થિરતા: ડાયાફ્રેમમાં ઉત્તમ રાસાયણિક સ્થિરતા, સારી કાટ પ્રતિકાર અને કાર્બનિક દ્રાવક પરિસ્થિતિઓમાં વૃદ્ધત્વ પ્રતિકાર હોવો જોઈએ, અને ઉચ્ચ તાપમાન અને ઉચ્ચ ભેજ જેવી કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં સ્થિર કામગીરી જાળવી શકે છે.

2. યાંત્રિક શક્તિ: વિભાજક પાસે પૂરતી યાંત્રિક શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપકતા હોવી જોઈએ જેથી તે એસેમ્બલી અથવા ઉપયોગ દરમિયાન નુકસાનને રોકવા માટે પૂરતી તાણ શક્તિ અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર કરે.

3. આયનીય વાહકતા: કાર્બનિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમ હેઠળ, આયનીય વાહકતા જલીય ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સિસ્ટમ કરતા ઓછી હોય છે, તેથી વિભાજકમાં ઓછી પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ આયનીય વાહકતાની લાક્ષણિકતાઓ હોવી જોઈએ.તે જ સમયે, પ્રતિકાર ઘટાડવા માટે, ઇલેક્ટ્રોડ વિસ્તારને શક્ય તેટલો મોટો બનાવવા માટે વિભાજકની જાડાઈ શક્ય તેટલી પાતળી હોવી જોઈએ.

4. થર્મલ સ્ટેબિલિટી: જ્યારે બેટરી ઓપરેશન દરમિયાન ઓવરચાર્જ, ઓવરડિસ્ચાર્જ અને શોર્ટ સર્કિટ જેવી અસાધારણતા અથવા નિષ્ફળતાઓ થાય છે, ત્યારે વિભાજકમાં સારી થર્મલ સ્થિરતા હોવી આવશ્યક છે.ચોક્કસ તાપમાને, ડાયાફ્રેમ નરમ અથવા ઓગળવું જોઈએ, ત્યાં બેટરીના આંતરિક સર્કિટને અવરોધિત કરે છે અને બેટરી સલામતી અકસ્માતોને અટકાવે છે.

5. પર્યાપ્ત ભીનાશ અને નિયંત્રણક્ષમ છિદ્ર માળખું: વિભાજકનું છિદ્ર માળખું અને સપાટીના કોટિંગમાં વિભાજકને સુનિશ્ચિત કરવા માટે પૂરતી ભીનાશ નિયંત્રણક્ષમતા હોવી જોઈએ, જેનાથી બેટરીની શક્તિ અને ચક્રના જીવનમાં સુધારો થાય છે.સામાન્ય રીતે કહીએ તો, પોલિઇથિલિન ફ્લેક (PP) અને પોલિઇથિલિન ફ્લેક (PE) માઇક્રોપોરસ ડાયાફ્રેમ્સ હાલમાં સામાન્ય ડાયાફ્રેમ સામગ્રી છે, અને તેની કિંમત પ્રમાણમાં સસ્તી છે.પરંતુ અન્ય લિથિયમ-આયન બેટરી વિભાજક સામગ્રી છે, જેમ કે પોલિએસ્ટર, જેનું પ્રદર્શન સારું છે, પરંતુ કિંમત પ્રમાણમાં ઊંચી છે.