1मूल सिद्धांत और संरचना

Ni-CD और Ni-Mh बैटरी

सिद्धांत: रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है। डिस्चार्ज के दौरान, नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर कैडमियम (सीडी) कैडमियम आयनों (सीडी 2 +) में ऑक्सीकृत होता है,जबकि निकेल हाइड्रॉक्साइड (Ni(OH) 2) सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर निकेल हाइड्रॉक्साइड (NiOOH) में कम हो जाता है.

संरचना: इसमें एक एनोड प्लेट (कैडमियम), एक कैथोड प्लेट (निकेल हाइड्रॉक्साइड), और एक इलेक्ट्रोलाइट (आमतौर पर पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान) होता है, सभी धातु के आवरण में संलग्न होते हैं।निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी

सिद्धांत: निकल-कैडमियम बैटरी के समान, लेकिन नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री हाइड्रोजन भंडारण मिश्र धातु है जो हाइड्रोजन को प्रतिवर्ती रूप से अवशोषित करती है और मुक्त करती है।

निर्माण: इसमें एक एनोड (हाइड्रोजन भंडारण मिश्र धातु), एक कैथोड (निकेल हाइड्रॉक्साइड), और एक इलेक्ट्रोलाइट (पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान) भी शामिल है,लेकिन समग्र डिजाइन अधिक कॉम्पैक्ट है और उच्च ऊर्जा घनत्व है.

लिथियम आयन बैटरी

सिद्धांत: ऊर्जा को संग्रहीत करने और मुक्त करने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों की गति पर भरोसा करना।लिथियम आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित; डिस्चार्जिंग के दौरान, आंदोलन उलट जाता है।

निर्माणः आम तौर पर एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड (जैसे लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड या लिथियम आयरन फॉस्फेट), एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड (ग्राफाइट या अन्य कार्बन सामग्री),एक इलेक्ट्रोलाइट (एक कार्बनिक विलायक में लिथियम नमक), और एक विभाजक।

2.प्रदर्शन विशेषताएं

ऊर्जा घनत्व

निकल-धातु हाइड्राइड बैटरीः अपेक्षाकृत कम ऊर्जा घनत्व, लेकिन भारी, उन्हें उच्च ऊर्जा घनत्व की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाती है।

नी-धातु हाइड्राइड बैटरीः निकेल-कैडमियम बैटरी की तुलना में उच्च ऊर्जा घनत्व, लेकिन फिर भी लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में कम।
लिथियम-आयन बैटरीः उच्चतम ऊर्जा घनत्व प्रदान करते हैं, डिवाइस के वजन को कम करते हुए दीर्घकालिक शक्ति प्रदान करते हैं।

निकेल-कैडमियम बैटरीः इनकी मेमोरी प्रभाव काफी होता है, जिसका अर्थ है कि पूरी तरह से डिस्चार्ज होने से पहले चार्ज करने से इनकी क्षमता धीरे-धीरे कम हो सकती है।

निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरीः मेमोरी प्रभाव कम स्पष्ट है, लेकिन फिर भी बार-बार आंशिक चार्जिंग और डिस्चार्जिंग से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

लिथियम-आयन बैटरीः इनकी मेमोरी प्रभाव लगभग नहीं होता है और इनकी क्षमता को प्रभावित किए बिना इन्हें किसी भी समय चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है।

स्व-बचत दर

निकेल-कैडमियम बैटरी: इनकी स्व-बंदि की दर बहुत अधिक होती है और इनकी समाप्ति से बचने के लिए लंबे समय तक उपयोग में नहीं आने पर इन्हें नियमित रूप से चार्ज करना पड़ता है।

निकेल-धातु हाइड्राइड बैटरीः इनकी स्व-निर्वहन दर कम होती है और निकेल-कैडमियम बैटरी से बेहतर होती है।

लिथियम-आयन बैटरीः इनकी स्व-निर्वहन दर सबसे कम होती है और लंबे समय तक भंडारण के बाद भी उच्च शुल्क बनाए रख सकती है।

सुरक्षा

निकेल-कैडमियम बैटरीः उच्च तापमान या शॉर्ट सर्किट की स्थिति में वे विषाक्त गैसें पैदा कर सकती हैं, और वे अधिक गर्म होने का खतरा पैदा करती हैं।

निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरीः वे अपेक्षाकृत सुरक्षित हैं, लेकिन फिर भी अत्यधिक चार्जिंग और शॉर्ट सर्किट से बचने के लिए सावधानी बरतनी चाहिए।

लिथियम-आयन बैटरीः जबकि तकनीकी प्रगति ने उनकी सुरक्षा में सुधार किया है, थर्मल रनवे और यहां तक कि विस्फोट भी चरम परिस्थितियों में हो सकता है,इसलिए सख्त उपयोग और रखरखाव प्रक्रियाओं का पालन किया जाना चाहिए.

चक्र जीवन

निकेल-कैडमियम बैटरीः वे आमतौर पर सैकड़ों चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों को टिका सकती हैं। निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरीः लंबे चक्र जीवन, आमतौर पर हजारों चक्रों तक पहुंचती है।

लिथियम-आयन बैटरीः उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों के साथ सबसे लंबा चक्र जीवन, हजारों या यहां तक कि हजारों चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों के लिए सक्षम।

पर्यावरण के अनुकूल

निकेल-कैडमियम बैटरीः इसमें भारी धातु कैडमियम होता है, जो पर्यावरण के लिए हानिकारक है और विशेष हैंडलिंग और रीसाइक्लिंग की आवश्यकता होती है।

नी-धातु हाइड्राइड बैटरीः भारी धातुओं से मुक्त, वे अपेक्षाकृत पर्यावरण के अनुकूल हैं, लेकिन फिर भी प्रयुक्त बैटरी का उचित निपटान आवश्यक है।

लिथियम-आयन बैटरी: हालांकि इसमें भारी धातुएं नहीं होती हैं, लेकिन इसे गलत तरीके से संभालने से इलेक्ट्रोलाइट रिसाव और पर्यावरण प्रदूषण हो सकता है, और इसलिए पेशेवर रीसाइक्लिंग की आवश्यकता होती है।

3आवेदन

नीको-कैडमियम बैटरीः इसकी कम लागत और उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध के कारण, उनका उपयोग बिजली के औजारों, खिलौनों और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से किया जाता था।वे धीरे-धीरे अन्य प्रकार की बैटरी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है.

नी-मेटल हाइड्राइड बैटरी: डिजिटल कैमरे, पोर्टेबल ऑडियो सिस्टम और टॉर्च जैसे उपकरणों के लिए उपयुक्त, वे अपनी उच्च ऊर्जा घनत्व और कम स्व-निर्वहन दर के लिए पसंदीदा हैं।वे आमतौर पर हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए सहायक शक्ति प्रणालियों में भी उपयोग किए जाते हैं.

लिथियम-आयन बैटरीः स्मार्टफोन, टैबलेट, लैपटॉप, ड्रोन, इलेक्ट्रिक वाहनों और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इसकी उच्च ऊर्जा घनत्व, लंबे चक्र जीवन और कम आत्म-निर्वहन दर के कारण,यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और वाहनों के लिए पसंदीदा ऊर्जा समाधान बन गया है.