कौन सी बेहतर है, लिथियम बैटरी, ग्राफीन बैटरी या लेड-एसिड बैटरी?

इलेक्ट्रिक वाहनों की लोकप्रियता के साथ, अधिक से अधिक लोग बैटरी पर ध्यान देने लगे हैं। बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों का ऊर्जा भंडारण गोदाम है। इलेक्ट्रिक वाहन चार्ज करते समय विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं और इसे बैटरी में संग्रहीत करते हैं। इलेक्ट्रिक वाहनों का उपयोग करते समय, मोटर बैटरी में रासायनिक ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है, ताकि इलेक्ट्रिक वाहन सड़क पर चल सकें। चूँकि बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों का शक्ति स्रोत है, वर्तमान में इलेक्ट्रिक वाहनों में किस प्रकार की बैटरियों का उपयोग किया जाता है और कौन सी बैटरी बेहतर है?

हाल के वर्षों में इलेक्ट्रिक वाहनों के तेजी से विकास के बाद, इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग की जाने वाली बैटरियों को मुख्य रूप से लिथियम बैटरी, ग्राफीन बैटरी और लेड-एसिड बैटरी में विभाजित किया गया है। कौन सी बेहतर है, लिथियम बैटरी, ग्राफीन बैटरी और लेड-एसिड बैटरी,

लिथियम बैटरी, ग्राफीन बैटरी और लेड-एसिड बैटरी की तुलना

一、लिथियम बैटरी के फायदे और नुकसान

1. ऊर्जा घनत्व अधिक है, और इसकी मात्रा ऊर्जा घनत्व और द्रव्यमान ऊर्जा घनत्व 450W तक पहुंच सकता है। h/dm3 और 150W. एच/किग्रा क्रमशः, और अभी भी बढ़ रहे हैं।

2. औसत आउटपुट वोल्टेज उच्च (लगभग 3.6V) है, जो Ni Cd और Ni l बैटरियों का 3 गुना है।

3. उच्च उत्पादन शक्ति।

4. स्व-निर्वहन छोटा है, प्रति माह 10% से कम, Ni Cd और Ni Ml के आधे से भी कम।

5. Ni Cd और Ni MH बैटरी जैसे मेमोरी प्रभाव के बिना, चक्र का प्रदर्शन बेहतर है।

6. इसे जल्दी से चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है, और 1C पर चार्ज करने पर क्षमता नाममात्र क्षमता के 80% से अधिक तक पहुंच सकती है।

7. उच्च चार्जिंग दक्षता, मूल रूप से पहले चक्र के बाद 100%।

8. ऑपरेटिंग तापमान सीमा विस्तृत है, - 30~+45 ℃। इलेक्ट्रोलाइट और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के सुधार के साथ, इसे -40~+70 ℃ तक चौड़ा करने की उम्मीद है, और कम तापमान को -60 ℃ तक बढ़ाया जा सकता है।

9. किसी रखरखाव की आवश्यकता नहीं.

10. यह पर्यावरण के लिए "अनुकूल" है और इसे ग्रीन बैटरी कहा जाता है।

11. लंबी सेवा जीवन, 100% डीओडी को 900 से अधिक बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है; उथली गहराई (30% डीओडी) चार्जिंग और डिस्चार्जिंग का उपयोग करते समय, चक्रों की संख्या 5000 से अधिक हो गई है।

लिथियम बैटरी के नुकसान

1. लागत अधिक है, मुख्य रूप से कैथोड सामग्री LiC002 की उच्च कीमत के कारण। कैथोड प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, LiMn204, LiFeP04, आदि का उपयोग कैथोड के रूप में किया जा सकता है, जिससे लिथियम आयन बैटरी की लागत में काफी कमी आने की उम्मीद है;

2. ओवरचार्ज या ओवरडिस्चार्ज को रोकने के लिए विशेष सुरक्षात्मक सर्किट होना चाहिए;

3. साधारण बैटरियों के साथ अनुकूलता खराब है, क्योंकि लिथियम आयन बैटरियों को केवल तभी बदला जा सकता है जब तीन साधारण बैटरियों (3.6V) का उपयोग किया जाता है।


二、 ग्राफीन बैटरी के फायदे और नुकसान


ग्राफीन बैटरी: ग्राफीन बैटरी एक मधुकोश तलीय फिल्म है जो sp2 संकरण के तरीके से कार्बन परमाणुओं द्वारा बनाई जाती है। यह एक अर्ध द्वि-आयामी सामग्री है जिसमें केवल एक परमाणु परत की मोटाई होती है, इसलिए इसे मोनोआटोमिक परत ग्रेफाइट भी कहा जाता है। ग्राफीन सतह और इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों की तेज और बड़ी शटल गति के आधार पर एक नई ऊर्जा बैटरी विकसित की गई है।

1. बिजली भंडारण क्षमता वर्तमान में बाजार में उपलब्ध सर्वोत्तम उत्पाद से तीन गुना अधिक है। लिथियम बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा (सबसे उन्नत के अधीन) 180wh/kg है, जबकि ग्राफीन बैटरी की विशिष्ट ऊर्जा 600whkg से अधिक है।

2. इस बैटरी से चलने वाला इलेक्ट्रिक वाहन अधिकतम 1000 किलोमीटर चल सकता है और इसका चार्जिंग समय 8 मिनट से भी कम है।

3. लंबी सेवा जीवन। इसकी सेवा अवधि पारंपरिक हाइड्रोजनीकृत बैटरी से चार गुना और लिथियम बैटरी से दोगुनी है।

4. हल्का वजन. ग्राफीन की विशेषताएं बैटरी के वजन को पारंपरिक बैटरी के आधे तक कम कर सकती हैं, जिससे बैटरी लोड करने वाली मशीन की दक्षता में सुधार हो सकता है।

5. पारंपरिक बैटरियों की तुलना में ग्राफीन के अधिक फायदे हैं। इसका सेवा जीवन लिथियम बैटरी से दोगुना और हाइड्रोजनीकृत बैटरी से चार गुना है।

6. इसकी चार्जिंग गति तेज़ है और उच्च तापमान के तहत लिथियम बैटरी की तुलना में अधिक टिकाऊ है।


ग्राफीन बैटरी के नुकसान:

1. वर्तमान में, ग्रेफाइट कमजोर पड़ने व्यावहारिक चरण तक नहीं पहुंच पाया है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन से पहले अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना बाकी है।

2. बाजार में मौजूद ये ग्रैफीन बैटरियां शुद्ध ग्रैफीन बैटरियां नहीं हैं। उन्हें लिथियम बैटरी के आधार पर कुछ ग्राफीन से संबंधित प्रौद्योगिकियों के साथ डोप किया जाता है। पारंपरिक लिथियम बैटरियों की तुलना में, उनके द्वारा लाया गया प्रदर्शन सुधार केवल थोड़ा सा है। इसके अलावा, ग्राफीन की लागत बहुत अधिक है, और इसकी निर्माण प्रक्रिया भी बहुत अधिक है। ग्राफीन बैटरी की निर्माण प्रक्रिया अभी भी पर्याप्त परिपक्व नहीं है। फिलहाल, यह केवल प्रयोगशाला चरण में है और बड़े पैमाने पर उत्पादन के स्तर तक नहीं पहुंच सकता है।

3. असंगत प्रक्रिया विशेषताएँ। अर्थात्, ग्राफीन का अत्यधिक विशिष्ट सतह क्षेत्र मौजूदा लिथियम आयन बैटरियों के फैलाव और घोल समरूपीकरण में बहुत सारी प्रक्रिया समस्याएं लाएगा। यदि बैटरी फ़ैक्टरी समायोजन प्रक्रिया समाप्त हो जाएगी, और प्रदर्शन संकेतकों में महत्वपूर्ण प्रगति से प्रेरित पर्याप्त लाभ स्थान नहीं है, तो इस तकनीक का उपयोग करने के लिए कौन तैयार है? ग्राफीन की सतह की विशेषताएं रासायनिक अवस्था से बहुत प्रभावित होती हैं, और बैच स्थिरता, चक्र जीवन आदि में कई समस्याएं होती हैं, जो वर्तमान में लिथियम बैटरी उत्पादन की विस्तृत आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं।


三、 लेड-एसिड बैटरी के फायदे और नुकसान

लेड एसिड बैटरी एक प्रकार की बैटरी होती है जिसके सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुव मुख्य रूप से लेड और उसके ऑक्साइड से बने होते हैं, और इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड का घोल होता है। जब लेड-एसिड बैटरी डिस्चार्ज होती है, तो सकारात्मक ध्रुव का मुख्य घटक लेड डाइऑक्साइड होता है, और नकारात्मक ध्रुव का मुख्य घटक लेड होता है; चार्जिंग के दौरान, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के मुख्य घटक लेड सल्फेट होते हैं।

लेड-एसिड बैटरी के लाभ

1. सस्ती कीमत: कम विनिर्माण लागत, सरल विनिर्माण प्रक्रिया और कम कच्चे माल की कीमत के कारण लेड-एसिड बैटरी बहुत सस्ती है। इसके अलावा, उपयोग की गई लेड-एसिड बैटरी को पुनर्चक्रित किया जा सकता है, ताकि अगली बार बैटरी बदलने पर पुरानी बैटरी को नई बैटरी से बदला जा सके और नकदी के एक हिस्से की भरपाई की जा सके, जिससे खरीद लागत कम हो सके।

2. उच्च सुरक्षा प्रदर्शन: लेड-एसिड बैटरी की स्थिरता बहुत अच्छी है, भले ही इसे उपयोग के दौरान लंबे समय तक चार्ज किया जाए, कोई विस्फोट और अन्य समस्याएं नहीं मिलेंगी, और लेड-एसिड बैटरी का सुरक्षा प्रदर्शन उच्च है।

3. मरम्मत योग्य: हालांकि लेड एसिड बैटरी उपयोग के दौरान क्रिस्टलीकृत या सल्फराइज हो सकती है, लेकिन इसकी मरम्मत की जा सकती है और मरम्मत के बाद कुछ समय तक इसका उपयोग किया जा सकता है, इसलिए लिथियम बैटरी के विपरीत, लेड एसिड बैटरी मरम्मत योग्य है, जिसे बाद में मरम्मत नहीं किया जा सकता है। समस्याएँ होती हैं.


लेड-एसिड बैटरी के नुकसान:

1. बड़ी मात्रा और भारी वजन: लेड-एसिड बैटरियों की निर्माण प्रक्रिया एक समस्या है। यदि लेड-एसिड बैटरियों की क्षमता बढ़ानी है, तो इसे बड़ी मात्रा की आवश्यकता होगी, और वजन भारी हो जाएगा, जिससे इसे स्थानांतरित करने में असुविधा होगी।

2. लघु सेवा जीवन: लेड एसिड बैटरी को लगभग 300-350 बार चार्ज और डिस्चार्ज किया जाता है, और इसे सामान्य रूप से लगभग 2-3 वर्षों तक उपयोग किया जा सकता है।

3. पर्यावरण प्रदूषण: हालांकि कैडमियम का उपयोग अब सीसा-एसिड बैटरियों में नहीं किया जाता है, फिर भी यह जल प्रदूषण और भूमि प्रदूषण जैसे पर्यावरण प्रदूषण का कारण बनेगा।

निष्कर्ष: स्थितियों की उपरोक्त तुलना के आधार पर, आर एंड डी प्रौद्योगिकी की परिपक्वता, विनिर्माण लागत, बाजार आर्थिक लाभ और पर्यावरण संरक्षण के मामले में लिथियम बैटरी में ग्राफीन बैटरी और लेड-एसिड बैटरी की तुलना में अधिक फायदे हैं।