എന്താണ് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ

1 എന്താണ് ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ?

വൈദ്യുത ഉപകരണങ്ങൾ പവർ ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ബാഹ്യ കണക്ഷനുകളുള്ള ഒന്നോ അതിലധികമോ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ സെല്ലുകൾ അടങ്ങുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജത്തിൻ്റെ ഉറവിടമാണ് ബാറ്ററി. ലിഥിയം-അയൺ അല്ലെങ്കിൽ ലി-അയൺ ബാറ്ററി എന്നത് ഒരു തരം റീചാർജബിൾ ബാറ്ററിയാണ്, ഇത് ലിഥിയം അയോണുകളുടെ റിവേഴ്‌സിബിൾ റിഡക്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ഊർജം സംഭരിക്കുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്നു, അവയുടെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത പ്രശസ്തമാണ്.

2 ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ ഘടന

സാധാരണയായി മിക്ക വാണിജ്യ ലി-അയൺ ബാറ്ററികളും സജീവ വസ്തുക്കളായി ഇൻ്റർകലേഷൻ സംയുക്തങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആനോഡ്, കാഥോഡ്, ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റ്, സെപ്പറേറ്റർ, കറൻ്റ് കളക്ടർ എന്നിങ്ങനെ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കാനും പുറത്തുവിടാനും ബാറ്ററിയെ പ്രാപ്‌തമാക്കുന്ന ഇലക്‌ട്രോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയ സുഗമമാക്കുന്നതിന് ഒരു പ്രത്യേക ക്രമത്തിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലുകളുടെ നിരവധി പാളികൾ അവയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

എന്താണ് ആനോഡ്?

ബാറ്ററിയുടെ ഒരു ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, ബാറ്ററിയുടെ ശേഷി, പ്രകടനം, ഈട് എന്നിവയിൽ ആനോഡ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലിഥിയം അയോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിനും സംഭരിക്കുന്നതിനും ഗ്രാഫൈറ്റ് ആനോഡ് ഉത്തരവാദിയാണ്. ബാറ്ററി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലിഥിയം അയോണുകൾ ആനോഡിൽ നിന്ന് കാഥോഡിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു, അങ്ങനെ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. സാധാരണയായി വാണിജ്യപരമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും സാധാരണമായ ആനോഡ് ഗ്രാഫൈറ്റ് ആണ്, അതിൻ്റെ പൂർണ്ണമായ ലിഥിയേറ്റഡ് അവസ്ഥയിൽ LiC6 1339 C/g (372 mAh/g) പരമാവധി ശേഷിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. എന്നാൽ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികാസത്തോടെ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് സിലിക്കൺ പോലുള്ള പുതിയ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഗവേഷണം ചെയ്യപ്പെട്ടു.

എന്താണ് കാഥോഡ്?

നിലവിലെ സൈക്കിളുകളിൽ പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള ലിഥിയം അയോണുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നതിനും പുറത്തുവിടുന്നതിനും കാഥോഡ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇത് സാധാരണയായി ഒരു ലേയേർഡ് ഓക്സൈഡിൻ്റെ (ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് പോലുള്ളവ), ഒരു പോളിയാനിയൻ (ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് പോലെയുള്ളത്) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ചാർജ് കളക്ടറിൽ (സാധാരണയായി അലുമിനിയം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചത്) പൊതിഞ്ഞ ഒരു സ്പൈനൽ (ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ് പോലുള്ളവ) എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. 

എന്താണ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്?

ഒരു ഓർഗാനിക് ലായകത്തിലെ ഒരു ലിഥിയം ഉപ്പ് എന്ന നിലയിൽ, ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ആനോഡിനും കാഥോഡിനും ഇടയിൽ ലിഥിയം അയോണുകൾ നീങ്ങുന്നതിനുള്ള ഒരു മാധ്യമമായി ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

എന്താണ് സെപ്പറേറ്റർ?

ഒരു നേർത്ത മെംബ്രൺ അല്ലെങ്കിൽ നോൺ-കണ്ടക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ പാളി എന്ന നിലയിൽ, ആനോഡും (നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്), കാഥോഡും (പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ്) ഷോർട്ട്ടിങ്ങിൽ നിന്ന് തടയാൻ സെപ്പറേറ്റർ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, കാരണം ഈ പാളി ലിഥിയം അയോണുകളിലേക്ക് കടക്കാവുന്നതാണെങ്കിലും ഇലക്ട്രോണുകളിലേക്കല്ല. ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഇലക്ട്രോഡുകൾക്കിടയിൽ അയോണുകളുടെ സ്ഥിരമായ ഒഴുക്ക് ഉറപ്പാക്കാനും ഇതിന് കഴിയും. അതിനാൽ, ബാറ്ററിക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള വോൾട്ടേജ് നിലനിർത്താനും അമിത ചൂടാക്കൽ, ജ്വലനം അല്ലെങ്കിൽ സ്ഫോടനം എന്നിവയുടെ അപകടസാധ്യത കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.

നിലവിലെ കളക്ടർ എന്താണ്?

ബാറ്ററിയുടെ ഇലക്‌ട്രോഡുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന കറൻ്റ് ശേഖരിക്കുന്നതിനും അത് ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നതിനുമാണ് കറൻ്റ് കളക്ടർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്, ഇത് ബാറ്ററിയുടെ ഒപ്റ്റിമൽ പ്രകടനവും ദീർഘായുസ്സും ഉറപ്പാക്കാൻ പ്രധാനമാണ്. സാധാരണയായി ഇത് സാധാരണയായി അലുമിനിയം അല്ലെങ്കിൽ ചെമ്പ് എന്നിവയുടെ നേർത്ത ഷീറ്റിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

3 ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ വികസന ചരിത്രം

റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ലി-അയൺ ബാറ്ററികളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം 1960-കളിൽ ആരംഭിച്ചതാണ്, നാസ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത CuF2/Li ബാറ്ററിയാണ് ആദ്യകാല ഉദാഹരണങ്ങളിലൊന്ന്. 1965 1970 കളിൽ എണ്ണ പ്രതിസന്ധി ലോകത്തെ ബാധിച്ചു, ഗവേഷകർ ഇതര ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളിലേക്ക് ശ്രദ്ധ തിരിച്ചു, അതിനാൽ ആധുനിക ലി-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ ആദ്യ രൂപം നിർമ്മിച്ച മുന്നേറ്റം ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയും കാരണമാണ്. അതേ സമയം, റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി ഉണ്ടാക്കാൻ TiS2 പോലുള്ള വസ്തുക്കളിൽ ലിഥിയം അയോണുകൾ ചേർക്കാമെന്ന് എക്സോണിലെ സ്റ്റാൻലി വിറ്റിംഗ്ഹാം കണ്ടെത്തി. 

അതിനാൽ അദ്ദേഹം ഈ ബാറ്ററി വാണിജ്യവത്കരിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു, പക്ഷേ ഉയർന്ന വിലയും സെല്ലുകളിൽ മെറ്റാലിക് ലിഥിയത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യവും കാരണം പരാജയപ്പെട്ടു. 1980-ൽ പുതിയ മെറ്റീരിയൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നതായി കണ്ടെത്തി, അത് വായുവിൽ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതായിരുന്നു, ഇത് പിന്നീട് ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ ലി-അയൺ ബാറ്ററിയിൽ ഉപയോഗിക്കും, എന്നിരുന്നാലും അത് സ്വന്തമായി, തീപിടുത്തത്തിൻ്റെ സ്ഥിരമായ പ്രശ്നം പരിഹരിച്ചില്ല. അതേ വർഷം, റാച്ചിഡ് യാസാമി ലിഥിയം ഗ്രാഫൈറ്റ് ഇലക്ട്രോഡ് (ആനോഡ്) കണ്ടുപിടിച്ചു. 1991-ൽ ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ വിപണിയിൽ പ്രവേശിക്കാൻ തുടങ്ങി. 2000-കളിൽ, പോർട്ടബിൾ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ ജനപ്രിയമായതോടെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചു, ഇത് ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളെ സുരക്ഷിതവും കൂടുതൽ മോടിയുള്ളതുമാക്കുന്നു. 2010-കളിൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഒരു പുതിയ വിപണി സൃഷ്ടിച്ചു 

സിലിക്കൺ ആനോഡുകളും സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും പോലെയുള്ള പുതിയ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളുടെയും മെറ്റീരിയലുകളുടെയും വികസനം, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടനവും സുരക്ഷയും മെച്ചപ്പെടുത്താൻ തുടർന്നു. ഇക്കാലത്ത്, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ നമ്മുടെ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്, അതിനാൽ ഈ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടനം, കാര്യക്ഷമത, സുരക്ഷ എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി പുതിയ മെറ്റീരിയലുകളുടെയും സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും ഗവേഷണവും വികസനവും നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

4. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ തരങ്ങൾ

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ വിവിധ ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലും വരുന്നു, അവയെല്ലാം തുല്യമായി നിർമ്മിച്ചിട്ടില്ല. സാധാരണയായി അഞ്ച് തരം ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ ഉണ്ട്.

l ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ്

ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് ബാറ്ററികൾ ലിഥിയം കാർബണേറ്റ്, കോബാൾട്ട് എന്നിവയിൽ നിന്നാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്, അവ ലിഥിയം കോബാൾട്ടേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ലിഥിയം-അയൺ കോബാൾട്ട് ബാറ്ററികൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. അവയ്ക്ക് ഒരു കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് കാഥോഡും ഗ്രാഫൈറ്റ് കാർബൺ ആനോഡും ഉണ്ട്, കൂടാതെ ലിഥിയം അയോണുകൾ ഡിസ്ചാർജ് സമയത്ത് ആനോഡിൽ നിന്ന് കാഥോഡിലേക്ക് മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ ഫ്ലോ റിവേഴ്‌സ് ചെയ്യുന്നു. അതിൻ്റെ പ്രയോഗത്തെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, അവ പോർട്ടബിൾ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാരണം അവയുടെ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജം, കുറഞ്ഞ സ്വയം-ഡിസ്ചാർജ് നിരക്ക്, ഉയർന്ന പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജ്, വിശാലമായ താപനില പരിധി എന്നിവ കാരണം. എന്നാൽ ബന്ധപ്പെട്ട സുരക്ഷാ ആശങ്കകൾ ശ്രദ്ധിക്കുക ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ താപ റൺവേയുടെയും അസ്ഥിരതയുടെയും സാധ്യതകളിലേക്ക്.

l ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ്

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലാണ് ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ് (LiMn2O4). 1983-ൽ മെറ്റീരിയൽ റിസർച്ച് ബുള്ളറ്റിനിൽ ആദ്യ പ്രസിദ്ധീകരണത്തോടെ 1980-കളിലാണ് ഇത്തരത്തിലുള്ള ബാറ്ററിയുടെ സാങ്കേതികവിദ്യ ആദ്യമായി കണ്ടെത്തിയത്. LiMn2O4 ൻ്റെ ഒരു ഗുണം ഇതിന് നല്ല താപ സ്ഥിരതയുണ്ട്, അതായത് തെർമൽ റൺവേ അനുഭവിക്കാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്, മറ്റ് ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി തരങ്ങളേക്കാൾ സുരക്ഷിതവുമാണ്. കൂടാതെ, മാംഗനീസ് സമൃദ്ധവും വ്യാപകമായി ലഭ്യവുമാണ്, ഇത് കോബാൾട്ട് പോലുള്ള പരിമിതമായ വിഭവങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന കാഥോഡ് വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇത് കൂടുതൽ സുസ്ഥിരമായ ഓപ്ഷനാക്കി മാറ്റുന്നു. തൽഫലമായി, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളിലും ഉപകരണങ്ങളിലും പവർ ടൂളുകളിലും ഇലക്ട്രിക് മോട്ടോർസൈക്കിളുകളിലും മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും അവ പതിവായി കാണപ്പെടുന്നു. അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, LiCoO2 നെ അപേക്ഷിച്ച് LiMn2O4 സൈക്ലിംഗ് സ്ഥിരത കുറവാണ്, അതിനർത്ഥം ഇതിന് കൂടുതൽ ഇടയ്ക്കിടെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതിനാൽ ഇത് ദീർഘകാല ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാകണമെന്നില്ല.

ലിഥിയം അയൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP)

ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളിൽ കാഥോഡായി ഫോസ്ഫേറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, പലപ്പോഴും ലി-ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. അവയുടെ കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം അവയുടെ താപ സ്ഥിരതയും സുരക്ഷയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു അവ ഈടുനിൽക്കുന്നതിനും ദീർഘായുസ്സിനും പേരുകേട്ടതാണ്, ഇത് മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്ക് ഏറ്റവും ചെലവ് കുറഞ്ഞ ഓപ്ഷനാക്കി മാറ്റുന്നു. തൽഫലമായി, ഈ ബാറ്ററികൾ വൈദ്യുത ബൈക്കുകളിലും ദൈർഘ്യമേറിയ ജീവിത ചക്രവും ഉയർന്ന സുരക്ഷയും ആവശ്യമുള്ള മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നാൽ അതിൻ്റെ പോരായ്മകൾ വേഗത്തിൽ വികസിപ്പിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാക്കുന്നു. ഒന്നാമതായി, മറ്റ് തരത്തിലുള്ള ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അപൂർവവും ചെലവേറിയതുമായ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ അവയ്ക്ക് കൂടുതൽ ചിലവ് വരും. കൂടാതെ, ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികൾക്ക് പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജ് കുറവാണ്, അതായത് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആവശ്യമുള്ള ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അവ അനുയോജ്യമല്ലായിരിക്കാം. ഇതിൻ്റെ ദൈർഘ്യമേറിയ ചാർജിംഗ് സമയം, പെട്ടെന്നുള്ള റീചാർജ് ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇതിനെ ഒരു പോരായ്മയാക്കുന്നു.

l ലിഥിയം നിക്കൽ മാംഗനീസ് കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് (NMC)

ലിഥിയം നിക്കൽ മാംഗനീസ് കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് ബാറ്ററികൾ, പലപ്പോഴും എൻഎംസി ബാറ്ററികൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിൽ സാർവത്രികമായ വിവിധ പദാർത്ഥങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. നിക്കൽ, മാംഗനീസ്, കോബാൾട്ട് എന്നിവയുടെ മിശ്രിതത്തിൽ നിർമ്മിച്ച ഒരു കാഥോഡ് ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, നല്ല സൈക്ലിംഗ് പ്രകടനം, ദീർഘായുസ്സ് എന്നിവ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, ഗ്രിഡ് സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങൾ, മറ്റ് ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയിലെ ആദ്യ ചോയിസാക്കി മാറ്റി, ഇത് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളുടെയും പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങളുടെയും വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ജനപ്രീതിക്ക് കൂടുതൽ സംഭാവന നൽകി. ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, പുതിയ ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റുകളും അഡിറ്റീവുകളും 4.4V/സെല്ലിലേക്കും അതിലും ഉയർന്നതിലേക്കും ചാർജ് ചെയ്യാൻ പ്രാപ്‌തമാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിസ്റ്റം ചെലവ് കുറഞ്ഞതും മികച്ച പ്രകടനം നൽകുന്നതുമായതിനാൽ എൻഎംസി-മിശ്രിത ലി-അയോണിലേക്ക് ഒരു പ്രവണതയുണ്ട്. നിക്കൽ, മാംഗനീസ്, കോബാൾട്ട് എന്നിവ മൂന്ന് സജീവ വസ്തുക്കളാണ്, അവ പതിവായി സൈക്ലിംഗ് ആവശ്യമുള്ള വിശാലമായ ഓട്ടോമോട്ടീവ്, എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് (ഇഇഎസ്) അനുയോജ്യമാക്കാൻ എളുപ്പത്തിൽ സംയോജിപ്പിക്കാം.

 അതിൽ നിന്ന് NMC കുടുംബം കൂടുതൽ വൈവിധ്യപൂർണ്ണമാകുന്നത് നമുക്ക് കാണാൻ കഴിയും

എന്നിരുന്നാലും, തെർമൽ റൺവേ, അഗ്നി അപകടങ്ങൾ, പാരിസ്ഥിതിക ആശങ്കകൾ എന്നിവയുടെ പാർശ്വഫലങ്ങൾ അതിൻ്റെ തുടർന്നുള്ള വികസനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തിയേക്കാം.

l ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ്

ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ്, പലപ്പോഴും ലി-ടൈറ്റനേറ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഉപയോഗങ്ങളുള്ള ഒരു തരം ബാറ്ററിയാണ്. ഉയർന്ന നാനോടെക്നോളജി കാരണം, സ്ഥിരതയുള്ള വോൾട്ടേജ് നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് അതിവേഗം ചാർജ് ചെയ്യാനും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യാനും ഇതിന് കഴിയും, ഇത് ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ, വാണിജ്യ, വ്യാവസായിക ഊർജ്ജ സംഭരണ ​​സംവിധാനങ്ങൾ, ഗ്രിഡ്-ലെവൽ സ്റ്റോറേജ് തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് നന്നായി അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. സുരക്ഷയ്ക്കും വിശ്വാസ്യതയ്ക്കും ഒപ്പം, ഈ ബാറ്ററികൾ സൈനിക, ബഹിരാകാശ പ്രയോഗങ്ങൾക്കും കാറ്റും സൗരോർജ്ജവും സംഭരിക്കുന്നതിനും സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കാം. കൂടാതെ, ബാറ്ററി സ്പേസ് അനുസരിച്ച്, ഈ ബാറ്ററികൾ പവർ സിസ്റ്റം സിസ്റ്റം-ക്രിട്ടിക്കൽ ബാക്കപ്പുകളിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ലിഥിയം ടൈറ്റനേറ്റ് ബാറ്ററികൾ പരമ്പരാഗത ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളേക്കാൾ വില കൂടുതലാണ്, അവ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ സങ്കീർണ്ണമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ കാരണം.

5. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ വികസന പ്രവണതകൾ

പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകളുടെ ആഗോള വളർച്ച ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം വർദ്ധിപ്പിച്ചു, ഒരു അസന്തുലിതമായ ഗ്രിഡ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇത് ബാറ്ററികൾക്കുള്ള ഡിമാൻഡിലേക്ക് നയിച്ചു. പൂജ്യം കാർബൺ ഉദ്‌വമനത്തിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയും ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളായ കൽക്കരിയിൽ നിന്ന് വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനത്തിനായി മാറുകയും ചെയ്യേണ്ടത് കൂടുതൽ ഗവൺമെൻ്റുകളെ സൗരോർജ്ജത്തിലും കാറ്റിലും വൈദ്യുതി സ്ഥാപിക്കാൻ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു. ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന അധിക വൈദ്യുതി സംഭരിക്കുന്ന ബാറ്ററി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് ഈ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ സ്വയം കടം കൊടുക്കുന്നു. അതിനാൽ, ലി-അയൺ ബാറ്ററി ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സർക്കാർ ആനുകൂല്യങ്ങളും ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ വികസനത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ആഗോള എൻഎംസി ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ വിപണി വലുപ്പം 2022-ൽ മില്യൺ യുഎസ് ഡോളറിൽ നിന്ന് 2029-ൽ മില്യൺ യുഎസ് ഡോളറായി വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു; ഇത് 2023 മുതൽ % CAGR-ൽ വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു 2029  കനത്ത ലോഡ് ആവശ്യപ്പെടുന്ന ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ആവശ്യങ്ങൾ പ്രവചന കാലയളവിൽ (2022-2030) 3000-10000 ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾ അതിവേഗം വളരുന്ന സെഗ്‌മെൻ്റായി മാറുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

6 ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ നിക്ഷേപ വിശകലനം

ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികളുടെ വിപണി വ്യവസായം 2022-ൽ 51.16 ബില്യൺ ഡോളറിൽ നിന്ന് 2030-ഓടെ 118.15 ബില്യൺ ഡോളറായി വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, ഇത് പ്രവചന കാലയളവിൽ (2022-2030) 4.72% സംയുക്ത വാർഷിക വളർച്ചാ നിരക്ക് പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് നിരവധി ഘടകങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

l അന്തിമ ഉപയോക്തൃ വിശകലനം

ബാറ്ററി എനർജി സ്റ്റോറേജ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ (BESS) പ്രധാന ഡ്രൈവറുകളാണ് യൂട്ടിലിറ്റി സെക്ടർ ഇൻസ്റ്റാളേഷനുകൾ. ഈ വിഭാഗം 2021-ൽ 2.25 ബില്യൺ ഡോളറിൽ നിന്ന് 2030-ൽ 11.5% CAGR-ൽ 5.99 ബില്യൺ ഡോളറായി വളരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.  ലി-അയൺ ബാറ്ററികൾ കുറഞ്ഞ വളർച്ചാ അടിത്തറ കാരണം ഉയർന്ന 34.4% CAGR കാണിക്കുന്നു. 2021-ലെ 1.68 ബില്യൺ ഡോളറിൽ നിന്ന് 2030-ൽ 5.51 ബില്യൺ ഡോളറിൻ്റെ വലിയ വിപണി സാധ്യതയുള്ള മറ്റ് മേഖലകളാണ് റെസിഡൻഷ്യൽ, കൊമേഴ്‌സ്യൽ എനർജി സ്റ്റോറേജ് സെഗ്‌മെൻ്റുകൾ. വ്യാവസായിക മേഖല കാർബൺ പുറന്തള്ളൽ പൂജ്യത്തിലേക്കുള്ള പ്രയാണം തുടരുന്നു, അടുത്ത രണ്ട് ദശകങ്ങളിൽ കമ്പനികൾ നെറ്റ് സീറോ പ്രതിജ്ഞയെടുക്കുന്നു. ടെലികോം, ഡാറ്റാ സെൻ്റർ കമ്പനികൾ പുനരുപയോഗ ഊർജ സ്രോതസ്സുകളിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ച് കാർബൺ ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കുന്നതിൽ മുൻപന്തിയിലാണ്. ഇവയെല്ലാം ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കും  ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾ കമ്പനികൾ വിശ്വസനീയമായ ബാക്കപ്പും ഗ്രിഡ് ബാലൻസും ഉറപ്പാക്കാനുള്ള വഴികൾ കണ്ടെത്തുന്നു.

l ഉൽപ്പന്ന തരം വിശകലനം

കൊബാൾട്ടിൻ്റെ ഉയർന്ന വില കാരണം, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ വികസന പ്രവണതകളിലൊന്നാണ് കോബാൾട്ട് രഹിത ബാറ്ററി. ഉയർന്ന സൈദ്ധാന്തിക ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള ഹൈ-വോൾട്ടേജ് LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) കൂടുതൽ പ്രതീക്ഷ നൽകുന്ന കോ-ഫ്രീ കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഒന്നാണ്. കൂടാതെ, സെമി-സോളിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് LNMO ബാറ്ററിയുടെ സൈക്ലിംഗ്, സി-റേറ്റ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തിയതായി പരീക്ഷണ ഫലങ്ങൾ തെളിയിച്ചു. കൂലോംബ് ഇടപെടലിലൂടെ Mn3+/Mn2+, Ni2+ എന്നിവ ശക്തമായി ആഗിരണം ചെയ്യാനും ആനോഡിലേക്കുള്ള അവയുടെ വിനാശകരമായ കുടിയേറ്റം തടയാനും അയോണിക് COF-ന് കഴിയുമെന്ന് ഇത് നിർദ്ദേശിക്കാം. അതിനാൽ, എൽഎൻഎംഒ കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ വാണിജ്യവൽക്കരണത്തിന് ഈ ജോലി പ്രയോജനകരമാകും.

l പ്രാദേശിക വിശകലനം

2030-ഓടെ ഏഷ്യ-പസഫിക് ഏറ്റവും വലിയ നിശ്ചലമായ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി വിപണിയാകും, യൂട്ടിലിറ്റികളും വ്യവസായങ്ങളും നയിക്കും. ഇത് 2030-ൽ 7.07 ബില്യൺ ഡോളറിൻ്റെ വിപണിയുമായി വടക്കേ അമേരിക്കയെയും യൂറോപ്പിനെയും മറികടക്കും, 2021-ലെ 1.24 ബില്യൺ ഡോളറിൽ നിന്ന് 21.3% CAGR-ൽ വളരുന്നു. അടുത്ത രണ്ട് ദശകങ്ങളിൽ തങ്ങളുടെ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയും ഗ്രിഡും ഡീകാർബണൈസ് ചെയ്യാനുള്ള അവരുടെ ലക്ഷ്യങ്ങൾ കാരണം വടക്കേ അമേരിക്കയും യൂറോപ്പും അടുത്ത വലിയ വിപണികളായിരിക്കും. LATAM അതിൻ്റെ ചെറിയ വലിപ്പവും കുറഞ്ഞ അടിത്തറയും കാരണം CAGR-ൽ 21.4% ഏറ്റവും ഉയർന്ന വളർച്ചാ നിരക്ക് കാണും.

7 ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾക്കായി ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യങ്ങൾ

ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ സോളാർ ഇൻവെർട്ടർ വാങ്ങുമ്പോൾ, വിലയും ഗുണനിലവാരവും മാത്രമല്ല, മറ്റ് ഘടകങ്ങളും മനസ്സിൽ സൂക്ഷിക്കണം.

l ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത

ഒരു യൂണിറ്റ് വോളിയത്തിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ അളവാണ് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത. ചാർജിംഗ് സൈക്കിളുകൾക്കിടയിൽ കുറഞ്ഞ ഭാരവും വലിപ്പവുമുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കൂടുതൽ വിപുലമാണ്.

ഏ.  സുരക്ഷ

ചാർജ്ജ് ചെയ്യുമ്പോഴോ ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴോ സംഭവിക്കാനിടയുള്ള സ്ഫോടനങ്ങളും തീയും കാരണം ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ മറ്റൊരു നിർണായക വശമാണ് സുരക്ഷ, അതിനാൽ താപനില സെൻസറുകളും ഇൻഹിബിറ്ററി പദാർത്ഥങ്ങളും പോലുള്ള മെച്ചപ്പെട്ട സുരക്ഷാ സംവിധാനങ്ങളുള്ള ബാറ്ററികൾ തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

l ടൈപ്പ് ചെയ്യുക

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി വ്യവസായത്തിലെ ഏറ്റവും പുതിയ ട്രെൻഡുകളിലൊന്നാണ് സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ വികസനം, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, ദൈർഘ്യമേറിയ ജീവിത ചക്രം എന്നിങ്ങനെയുള്ള നിരവധി ആനുകൂല്യങ്ങൾ ഇത് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇലക്ട്രിക് കാറുകളിൽ സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ബാറ്ററികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് അവയുടെ റേഞ്ച് ശേഷിയും സുരക്ഷയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കും.

l ചാർജിംഗ് നിരക്ക്

ചാർജിംഗ് നിരക്ക് എത്ര വേഗത്തിൽ ബാറ്ററി സുരക്ഷിതമായി ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ചിലപ്പോൾ ബാറ്ററി ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് ചാർജ് ചെയ്യാൻ വളരെ സമയമെടുക്കും.

l ആയുസ്സ്

 ഒരു ബാറ്ററിയും ആയുസ്സ് മുഴുവൻ പ്രവർത്തിക്കില്ല, പക്ഷേ ഒരു കാലഹരണ തീയതി ഉണ്ട്. വാങ്ങുന്നതിന് മുമ്പ് കാലഹരണ തീയതി പരിശോധിക്കുക. ലിഥിയം അയോൺ ബാറ്ററികൾക്ക് അതിൻ്റെ രസതന്ത്രം കാരണം അന്തർലീനമായ ദീർഘായുസ്സുണ്ട്, എന്നാൽ ഓരോ ബാറ്ററിയും അവയുടെ തരം, സവിശേഷതകൾ, നിർമ്മിക്കുന്ന രീതി എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് പരസ്പരം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബാറ്ററികൾ കൂടുതൽ നേരം നിലനിൽക്കും, കാരണം അവ ഉള്ളിൽ മികച്ച മെറ്റീരിയലുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചതാണ്.