सौर ऊर्जेवर चालणाऱ्या पथदिव्यांसाठीच्या लिथियम बॅटरी कशा बनवलेल्या असतात?

दिवसा साठवलेली ऊर्जा रात्री मुक्त करण्यासाठी,सौर ऊर्जेवर चालणारे पथदिवेयांचा वापर सामान्यतः बाहेरील दिव्यांसाठी केला जातो. लिथियम आयर्न फॉस्फेट (LFP) बॅटरी, ज्या अत्यावश्यक आहेत, हा बॅटरीचा सर्वात सामान्य प्रकार आहे. या बॅटरी त्यांच्या लक्षणीय वजन आणि आकाराच्या फायद्यांमुळे दिव्यांच्या खांबांवर किंवा एकात्मिक डिझाइनमध्ये बसवणे सोपे असते. पूर्वीच्या मॉडेल्सच्या विपरीत, आता बॅटरीच्या वजनामुळे खांबावरील ताण वाढेल अशी कोणतीही चिंता राहिलेली नाही.

त्या लेड-ऍसिड बॅटरींपेक्षा अधिक कार्यक्षम असतात आणि त्यांची विशिष्ट क्षमताही खूप जास्त असते, यावरून त्यांचे अनेक फायदे अधिक स्पष्ट होतात. तर मग, या अनुकूलनीय लिथियम आयर्न फॉस्फेट बॅटरीचे मुख्य भाग कोणते आहेत?

१. कॅथोड

नावाप्रमाणेच, लिथियम हा लिथियम बॅटरीचा एक महत्त्वाचा भाग आहे. दुसरीकडे, लिथियम हा एक अत्यंत अस्थिर घटक आहे. सक्रिय घटक बहुतेकदा लिथियम ऑक्साईड असतो, जो लिथियम आणि ऑक्सिजनचे मिश्रण आहे. त्यानंतर, रासायनिक अभिक्रियेद्वारे वीज निर्माण करणारा कॅथोड, सुवाहक पदार्थ आणि बंधक टाकून तयार केला जातो. लिथियम बॅटरीचा कॅथोड तिचे व्होल्टेज आणि क्षमता या दोन्हींवर नियंत्रण ठेवतो.

सर्वसाधारणपणे, सक्रिय पदार्थातील लिथियमचे प्रमाण जितके जास्त असते, तितकी बॅटरीची क्षमता जास्त असते, कॅथोड आणि ॲनोडमधील विभवांतर अधिक असते आणि व्होल्टेजही जास्त असतो. याउलट, लिथियमचे प्रमाण जितके कमी असते, तितकी क्षमता कमी असते आणि व्होल्टेजही कमी असतो.

२. अ‍ॅनोड

जेव्हा सौर पॅनेलद्वारे रूपांतरित केलेला विद्युत प्रवाह बॅटरी चार्ज करतो, तेव्हा लिथियम आयन ॲनोडमध्ये साठवले जातात. ॲनोडमध्ये सक्रिय पदार्थांचाही वापर केला जातो, जे बाह्य परिपथातून विद्युत प्रवाह वाहत असताना कॅथोडमधून मुक्त झालेल्या लिथियम आयनांचे प्रतिवर्ती शोषण किंवा उत्सर्जन करण्यास परवानगी देतात. थोडक्यात, ते तारांमधून इलेक्ट्रॉनच्या पारगमनास अनुमती देते.

त्याच्या स्थिर संरचनेमुळे, ग्रॅफाइटचा वापर वारंवार ॲनोडचा सक्रिय पदार्थ म्हणून केला जातो. त्याच्या आकारमानात फारसा बदल होत नाही, त्याला तडे जात नाहीत आणि सामान्य तापमानात ते कोणत्याही हानीशिवाय तापमानातील तीव्र बदल सहन करू शकते. शिवाय, त्याच्या तुलनेने कमी इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियाशीलतेमुळे ते ॲनोडच्या निर्मितीसाठी योग्य आहे.

३. इलेक्ट्रोलाइट

जर लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइटमधून गेले, तर वीज निर्माण करण्याच्या असमर्थतेपेक्षा सुरक्षिततेचे धोके अधिक गंभीर असतात. आवश्यक विद्युत प्रवाह निर्माण करण्यासाठी, लिथियम आयनांना फक्त ॲनोड आणि कॅथोड यांच्यामध्ये जाण्याची आवश्यकता असते. या मर्यादित कार्यात इलेक्ट्रोलाइटची भूमिका असते. बहुतेक इलेक्ट्रोलाइट्स क्षार, द्रावक आणि ॲडिटिव्ह्जपासून बनलेले असतात. क्षार प्रामुख्याने लिथियम आयनांच्या प्रवाहासाठी मार्ग म्हणून काम करतात, तर द्रावक हे क्षार विरघळवण्यासाठी वापरले जाणारे द्रव द्रावण असतात. ॲडिटिव्ह्जचे विशिष्ट उद्देश असतात.

आयन वहन माध्यम म्हणून पूर्णपणे कार्य करण्यासाठी आणि स्व-डिस्चार्ज कमी करण्यासाठी, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये उत्कृष्ट आयनिक चालकता आणि इलेक्ट्रॉनिक इन्सुलेशन असणे आवश्यक आहे. आयनिक चालकता सुनिश्चित करण्यासाठी, इलेक्ट्रोलाइटचा लिथियम-आयन ट्रान्सफरन्स नंबर देखील राखला पाहिजे; त्याचे प्रमाण १ असणे आदर्श आहे.

४. विभाजक

सेपरेटर प्रामुख्याने कॅथोड आणि ॲनोडला वेगळे करतो, थेट इलेक्ट्रॉन प्रवाह आणि शॉर्ट सर्किटला प्रतिबंध करतो, आणि केवळ आयनच्या हालचालीसाठी मार्ग तयार करतो.

त्याच्या उत्पादनात पॉलिथिलीन आणि पॉलिप्रोपिलीनचा वारंवार वापर केला जातो. अंतर्गत शॉर्ट सर्किटपासून उत्तम संरक्षण, ओव्हरचार्जिंगच्या परिस्थितीतही पुरेशी सुरक्षितता, पातळ इलेक्ट्रोलाइट थर, कमी अंतर्गत रोध, वाढलेली बॅटरी कार्यक्षमता आणि चांगली यांत्रिक व औष्णिक स्थिरता या सर्व गोष्टी बॅटरीच्या गुणवत्तेत योगदान देतात.

तियानशियांगचे सौरऊर्जेवर चालणारे पथदिवेहे सर्व काळजीपूर्वक निवडलेल्या उच्च-ऊर्जा-घनतेच्या सेल्ससह असलेल्या हाय-एंड लिथियम बॅटरीद्वारे चालवले जातात. त्या बाहेरील कठीण तापमान आणि आर्द्रतेच्या परिस्थितीसाठी योग्य आहेत, त्यांचे सायकल लाइफ दीर्घ आहे, चार्जिंग आणि डिस्चार्जिंगची कार्यक्षमता उच्च आहे, आणि त्या उष्णता व थंडीला उत्कृष्ट प्रतिकार करतात. शॉर्ट सर्किट, ओव्हरडिस्चार्ज आणि ओव्हरचार्जपासून बचाव करण्यासाठी बॅटरीमध्ये असलेली अनेक स्मार्ट संरक्षणे सातत्यपूर्ण ऊर्जा साठवण आणि दीर्घकाळ टिकणारी कार्यप्रणाली सुनिश्चित करतात, ज्यामुळे ढगाळ किंवा पावसाच्या दिवसातही अखंड प्रकाश मिळतो. उच्च-कार्यक्षमतेचे सोलर पॅनेल आणि प्रीमियम लिथियम बॅटरी यांची अचूक जुळवणी अधिक विश्वसनीय वीजपुरवठा आणि कमी देखभाल खर्च सुनिश्चित करते.