लेड-एसिड बैटरियां और लिथियम बैटरियां
1. लेड-एसिड बैटरियां
1.1 लेड-एसिड बैटरी क्या है?
● लेड-एसिड बैटरी एक स्टोरेज बैटरी है जिसके इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से बने होते हैंनेतृत्व करनाऔर इसकेआक्साइड, और इलेक्ट्रोलाइट किसका हैसल्फ्यूरिक एसिड समाधान.
● एकल-सेल लेड-एसिड बैटरी का नाममात्र वोल्टेज होता है2.0V, जिसे 1.5V तक डिस्चार्ज किया जा सकता है और 2.4V तक चार्ज किया जा सकता है।
● अनुप्रयोगों में,6 एकल-कोशिकालेड-एसिड बैटरियां अक्सर नॉमिनल बनाने के लिए श्रृंखला में जुड़ी होती हैं12वीलेड एसिड बैटरी।
1.2 लेड-एसिड बैटरी संरचना
● लेड-एसिड बैटरियों की डिस्चार्ज अवस्था में, सकारात्मक इलेक्ट्रोड का मुख्य घटक लेड डाइऑक्साइड होता है, और करंट सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होता है, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड का मुख्य घटक लेड होता है।
● लेड-एसिड बैटरियों की चार्ज अवस्था में, सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के मुख्य घटक लेड सल्फेट होते हैं, और करंट सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होता है।
●ग्राफीन बैटरी: ग्राफीन प्रवाहकीय योजकसकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री में जोड़े जाते हैं,ग्राफीन मिश्रित इलेक्ट्रोड सामग्रीसकारात्मक इलेक्ट्रोड में जोड़ा जाता है, औरग्राफीन कार्यात्मक परतेंप्रवाहकीय परतों में जोड़ा जाता है।
1.3 प्रमाणपत्र पर दी गई जानकारी क्या दर्शाती है?
●6-DZF-20:6 का मतलब है6 ग्रिड, प्रत्येक ग्रिड का वोल्टेज होता है2V, और श्रृंखला में जुड़ा वोल्टेज 12V है, और 20 का मतलब है कि बैटरी की क्षमता है20एएच.
● डी (इलेक्ट्रिक), जेड (पावर-असिस्टेड), एफ (वाल्व-विनियमित रखरखाव-मुक्त बैटरी)।
●डीजेडएम:डी (इलेक्ट्रिक), जेड (पावर-असिस्टेड वाहन), एम (सीलबंद रखरखाव-मुक्त बैटरी)।
●ईवीएफ:ईवी (बैटरी वाहन), एफ (वाल्व-विनियमित रखरखाव-मुक्त बैटरी)।
1.4 नियंत्रित और सीलबंद वाल्व के बीच अंतर
●वाल्व-विनियमित रखरखाव-मुक्त बैटरी:रखरखाव के लिए पानी या एसिड जोड़ने की आवश्यकता नहीं है, बैटरी स्वयं एक सीलबंद संरचना है,कोई एसिड रिसाव या एसिड धुंध नहीं, एक तरफ़ा सुरक्षा के साथनिकास वाल्व, जब आंतरिक गैस एक निश्चित मूल्य से अधिक हो जाती है, तो गैस को बाहर निकालने के लिए निकास वाल्व स्वचालित रूप से खुल जाता है
●सीलबंद रखरखाव-मुक्त लीड-एसिड बैटरी:पूरी बैटरी हैपूरी तरह से बंद (बैटरी की रेडॉक्स प्रतिक्रिया सीलबंद शेल के अंदर प्रसारित होती है), इसलिए रखरखाव-मुक्त बैटरी में कोई "हानिकारक गैस" अतिप्रवाह नहीं होता है
2. लिथियम बैटरी
2.1 लिथियम बैटरी क्या है?
● लिथियम बैटरी एक प्रकार की बैटरी है जिसका उपयोग किया जाता हैलिथियम धातु or लिथियम मिश्र धातुसकारात्मक/नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में और गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग करता है।(लिथियम लवण और कार्बनिक सॉल्वैंट्स)
2.2 लिथियम बैटरी वर्गीकरण
●लिथियम बैटरियों को मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: लिथियम धातु बैटरी और लिथियम आयन बैटरी.सुरक्षा, विशिष्ट क्षमता, स्व-निर्वहन दर और प्रदर्शन-मूल्य अनुपात के मामले में लिथियम आयन बैटरियां लिथियम धातु बैटरियों से बेहतर हैं।
● अपनी उच्च तकनीकी आवश्यकताओं के कारण, केवल कुछ देशों की कंपनियां ही इस प्रकार की लिथियम धातु बैटरी का उत्पादन कर रही हैं।
2.3 लिथियम आयन बैटरी
सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री | नाममात्र वोल्टेज | ऊर्जा घनत्व | चक्र जीवन | लागत | सुरक्षा | साइकिल टाइम्स | सामान्य परिचालन तापमान |
लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LCO) | 3.7 v | मध्यम | कम | उच्च | कम | ≥500 300-500 | लिथियम आयरन फॉस्फेट: -20℃~65℃ टर्नरी लिथियम: -20℃~45℃टर्नरी लिथियम बैटरियां कम तापमान पर लिथियम आयरन फॉस्फेट की तुलना में अधिक कुशल होती हैं, लेकिन लिथियम आयरन फॉस्फेट की तरह उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी नहीं होती हैं।हालाँकि, यह प्रत्येक बैटरी फ़ैक्टरी की विशिष्ट स्थितियों पर निर्भर करता है। |
लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड (एलएमओ) | 3.6V | कम | मध्यम | कम | मध्यम | ≥500 800-1000 | |
लिथियम निकेल ऑक्साइड (एलएनओ) | 3.6V | उच्च | कम | उच्च | कम | कोई डेटा नहीं | |
लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) | 3.2V | मध्यम | उच्च | कम | उच्च | 1200-1500 | |
निकेल कोबाल्ट एल्यूमिनियम (एनसीए) | 3.6V | उच्च | मध्यम | मध्यम | कम | ≥500 800-1200 | |
निकेल कोबाल्ट मैंगनीज (एनसीएम) | 3.6V | उच्च | उच्च | मध्यम | कम | ≥1000 800-1200 |
●नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री:ग्रेफाइट का सर्वाधिक प्रयोग किया जाता है।इसके अलावा, लिथियम धातु, लिथियम मिश्र धातु, सिलिकॉन-कार्बन नकारात्मक इलेक्ट्रोड, ऑक्साइड नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री आदि का भी नकारात्मक इलेक्ट्रोड के लिए उपयोग किया जा सकता है।
● तुलनात्मक रूप से, लिथियम आयरन फॉस्फेट सबसे अधिक लागत प्रभावी सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री है।
2.4 लिथियम-आयन बैटरी आकार वर्गीकरण
बेलनाकार लिथियम-आयन बैटरी
प्रिज़मैटिक ली-आयन बैटरी
बटन लिथियम आयन बैटरी
विशेष आकार की लिथियम-आयन बैटरी
सॉफ्ट पैक बैटरी
● इलेक्ट्रिक वाहन बैटरियों के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य आकृतियाँ:बेलनाकार और नरम-पैक
● बेलनाकार लिथियम बैटरी:
● लाभ: परिपक्व प्रौद्योगिकी, कम लागत, छोटी एकल ऊर्जा, नियंत्रण में आसान, अच्छा ताप अपव्यय
●नुकसान:बड़ी संख्या में बैटरी पैक, अपेक्षाकृत भारी वजन, थोड़ा कम ऊर्जा घनत्व
● सॉफ्ट-पैक लिथियम बैटरी:
● लाभ: सुपरइम्पोज़्ड विनिर्माण विधि, पतली, हल्की, उच्च ऊर्जा घनत्व, बैटरी पैक बनाते समय अधिक विविधताएँ
●नुकसान:बैटरी पैक (स्थिरता) का खराब समग्र प्रदर्शन, उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोधी नहीं, मानकीकरण करना आसान नहीं, उच्च लागत
● लिथियम बैटरी के लिए कौन सा आकार बेहतर है?वास्तव में, इसका कोई पूर्ण उत्तर नहीं है, यह मुख्य रूप से मांग पर निर्भर करता है
● यदि आप कम लागत और अच्छा समग्र प्रदर्शन चाहते हैं: बेलनाकार लिथियम बैटरी > सॉफ्ट-पैक लिथियम बैटरी
● यदि आप छोटा आकार, प्रकाश, उच्च ऊर्जा घनत्व चाहते हैं: सॉफ्ट-पैक लिथियम बैटरी > बेलनाकार लिथियम बैटरी
2.5 लिथियम बैटरी संरचना
● 18650: 18 मिमी बैटरी के व्यास को इंगित करता है, 65 मिमी बैटरी की ऊंचाई को इंगित करता है, 0 एक बेलनाकार आकार को इंगित करता है, और इसी तरह
● 12v20ah लिथियम बैटरी की गणना: मान लें कि 18650 बैटरी का नाममात्र वोल्टेज 3.7V (पूरी तरह चार्ज होने पर 4.2v) है और क्षमता 2000ah (2ah) है।
● 12v प्राप्त करने के लिए, आपको 3 18650 बैटरी (12/3.7≈3) की आवश्यकता होगी
● 20ah, 20/2=10 प्राप्त करने के लिए, आपको बैटरियों के 10 समूहों की आवश्यकता होगी, प्रत्येक में 3 12V होंगे।
● श्रृंखला में 3 12V है, समानांतर में 10 20ah है, यानी 12v20ah (कुल 30 18650 कोशिकाओं की आवश्यकता है)
● डिस्चार्ज करते समय धारा ऋणात्मक इलेक्ट्रोड से धनात्मक इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होती है
● चार्ज करते समय, धारा धनात्मक इलेक्ट्रोड से ऋणात्मक इलेक्ट्रोड की ओर प्रवाहित होती है
3. लिथियम बैटरी, लेड-एसिड बैटरी और ग्राफीन बैटरी के बीच तुलना
तुलना | लिथियम बैटरी | लेड एसिड बैटरी | ग्राफीन बैटरी |
कीमत | उच्च | कम | मध्यम |
सुरक्षा का पहलू | कम | उच्च | अपेक्षाकृत उच्च |
आयतन और वजन | छोटा आकार, हल्का वजन | बड़ा आकार और भारी वजन | बड़ी मात्रा, लेड-एसिड बैटरी से भारी |
बैटरी की आयु | उच्च | सामान्य | लेड-एसिड बैटरी से अधिक, लिथियम बैटरी से कम |
जीवनकाल | चार वर्ष (टर्नरी लिथियम: 800-1200 बार लिथियम आयरन फॉस्फेट: 1200-1500 बार) | 3 वर्ष (3-500 बार) | 3 वर्ष (>500 बार) |
पोर्टेबिलिटी | लचीला और ले जाने में आसान | चार्ज नहीं किया जा सकता | चार्ज नहीं किया जा सकता |
मरम्मत | मरम्मत लायक नहीं | मरम्मत योग्य | मरम्मत योग्य |
● इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए कौन सी बैटरी बेहतर है इसका कोई सटीक उत्तर नहीं है।यह मुख्य रूप से बैटरी की मांग पर निर्भर करता है।
● बैटरी जीवन और जीवनकाल के संदर्भ में: लिथियम बैटरी > ग्राफीन > लेड एसिड।
● कीमत और सुरक्षा कारक के संदर्भ में: लेड एसिड > ग्राफीन > लिथियम बैटरी।
● पोर्टेबिलिटी के संदर्भ में: लिथियम बैटरी > लेड एसिड = ग्राफीन।
4. बैटरी संबंधी प्रमाणपत्र
● लेड-एसिड बैटरी: यदि लेड-एसिड बैटरी कंपन, दबाव अंतर और 55°C तापमान परीक्षण पास कर लेती है, तो इसे सामान्य कार्गो परिवहन से छूट दी जा सकती है।यदि यह तीन परीक्षणों में उत्तीर्ण नहीं होता है, तो इसे खतरनाक सामान श्रेणी 8 (संक्षारक पदार्थ) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
● सामान्य प्रमाणपत्रों में शामिल हैं:
●रासायनिक वस्तुओं के सुरक्षित परिवहन के लिए प्रमाणन(हवाई/समुद्री परिवहन);
●एमएसडीएस(सामग्री सुरक्षा डाटा शीट);
● लिथियम बैटरी: कक्षा 9 खतरनाक माल निर्यात के रूप में वर्गीकृत
● सामान्य प्रमाणपत्रों में शामिल हैं: लिथियम बैटरी आमतौर पर UN38.3, UN3480, UN3481 और UN3171, खतरनाक सामान पैकेज प्रमाणपत्र, माल परिवहन स्थिति मूल्यांकन रिपोर्ट हैं।
●यूएन38.3सुरक्षा निरीक्षण रिपोर्ट
●यूएन3480लिथियम-आयन बैटरी पैक
●यूएन3481उपकरण में स्थापित लिथियम-आयन बैटरी या लिथियम इलेक्ट्रॉनिक बैटरी और उपकरण एक साथ पैक किए गए (एक ही खतरनाक सामान कैबिनेट)
●UN3171बैटरी चालित वाहन या बैटरी चालित उपकरण (कार में रखी बैटरी, वही खतरनाक सामान कैबिनेट)
5. बैटरी समस्याएँ
● लेड-एसिड बैटरियों का उपयोग लंबे समय से किया जाता है, और बैटरी के अंदर धातु कनेक्शन टूटने का खतरा होता है, जिससे शॉर्ट सर्किट और स्वतःस्फूर्त दहन होता है।लिथियम बैटरियों की सेवा अवधि समाप्त हो चुकी है, और बैटरी कोर पुराना हो रहा है और लीक हो रहा है, जो आसानी से शॉर्ट सर्किट और उच्च तापमान का कारण बन सकता है।
शीशा अम्लीय बैटरी
लिथियम बैटरी
● अनधिकृत संशोधन: उपयोगकर्ता प्राधिकरण के बिना बैटरी सर्किट को संशोधित करते हैं, जो वाहन के विद्युत सर्किट के सुरक्षा प्रदर्शन को प्रभावित करता है।अनुचित संशोधन के कारण वाहन सर्किट ओवरलोड, ओवरलोड, गर्म और शॉर्ट-सर्किट हो जाता है।
शीशा अम्लीय बैटरी
लिथियम बैटरी
● चार्जर ख़राब होना.यदि चार्जर लंबे समय तक कार में रखा रहता है और हिलता है, तो चार्जर में कैपेसिटर और रेसिस्टर्स ढीले हो सकते हैं, जिससे बैटरी आसानी से ओवरचार्ज हो सकती है।गलत चार्जर लेने से ओवरचार्जिंग भी हो सकती है।
● इलेक्ट्रिक साइकिलें सूर्य के संपर्क में आती हैं।गर्मियों में तापमान अधिक होता है और इलेक्ट्रिक साइकिलों को बाहर धूप में पार्क करना उपयुक्त नहीं होता है।बैटरी के अंदर का तापमान बढ़ता रहेगा।यदि आप काम से छुट्टी लेकर घर आने के तुरंत बाद बैटरी चार्ज करते हैं, तो बैटरी के अंदर का तापमान बढ़ता रहेगा।जब यह महत्वपूर्ण तापमान तक पहुँच जाता है, तो इसे स्वचालित रूप से प्रज्वलित करना आसान होता है।
● भारी बारिश के दौरान इलेक्ट्रिक मोटरसाइकिलें आसानी से पानी में भीग जाती हैं।पानी में भिगोने के बाद लिथियम बैटरियों का उपयोग नहीं किया जा सकता है।लेड-एसिड बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों को पानी में भिगोने के बाद मरम्मत की दुकान में मरम्मत की आवश्यकता होती है।
6. बैटरियों और अन्य का दैनिक रखरखाव और उपयोग
● बैटरी की ओवरचार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग से बचें
ओवरचार्जिंग:आमतौर पर चीन में चार्जिंग के लिए चार्जिंग पाइल्स का इस्तेमाल किया जाता है।पूरी तरह चार्ज होने पर, बिजली की आपूर्ति स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट हो जाएगी।चार्जर से चार्ज करते समय, पूरी तरह चार्ज होने पर बिजली स्वचालित रूप से डिस्कनेक्ट हो जाएगी।फुल-चार्ज पावर-ऑफ फ़ंक्शन के बिना सामान्य चार्जर के अलावा, जब पूरी तरह चार्ज किया जाता है, तो वे एक छोटे से करंट के साथ चार्ज होते रहेंगे, जो लंबे समय तक जीवन को प्रभावित करेगा;
ओवर-डिस्चार्जिंग:आमतौर पर बैटरी को तब चार्ज करने की सलाह दी जाती है जब 20% बिजली बची हो।लंबे समय तक कम पावर पर चार्ज करने से बैटरी अंडर-वोल्टेज हो जाएगी और यह चार्ज नहीं हो पाएगी।इसे फिर से सक्रिय करने की आवश्यकता है, और यह सक्रिय नहीं हो सकता है।
● उच्च और निम्न तापमान की स्थिति में इसका उपयोग करने से बचें।उच्च तापमान रासायनिक प्रतिक्रिया को तीव्र करेगा और बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करेगा।जब गर्मी एक निश्चित महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंच जाती है, तो इससे बैटरी जल जाएगी और विस्फोट हो जाएगा।
● तेज चार्जिंग से बचें, जो आंतरिक संरचना में परिवर्तन और अस्थिरता का कारण बनेगा।साथ ही, बैटरी गर्म हो जाएगी और बैटरी जीवन को प्रभावित करेगी।विभिन्न लिथियम बैटरियों की विशेषताओं के अनुसार, 20A लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड बैटरी के लिए, उपयोग की समान शर्तों के तहत 5A चार्जर और 4A चार्जर का उपयोग करने से, 5A चार्जर का उपयोग करने से चक्र लगभग 100 गुना कम हो जाएगा।
●यदि इलेक्ट्रिक वाहन का उपयोग लंबे समय से नहीं किया जा रहा है, तो इसे सप्ताह में एक बार या हर बार चार्ज करने का प्रयास करें 15 दिन.लेड-एसिड बैटरी स्वयं प्रतिदिन अपनी ऊर्जा का लगभग 0.5% उपभोग करेगी।नई कार पर स्थापित होने पर यह तेजी से खपत करेगा।
लिथियम बैटरियां भी बिजली की खपत करेंगी।यदि बैटरी को लंबे समय तक चार्ज नहीं किया जाता है, तो यह बिजली की हानि की स्थिति में होगी और बैटरी अनुपयोगी हो सकती है।
एक बिल्कुल नई बैटरी जिसे अनपैक नहीं किया गया है उसे एक से अधिक बार चार्ज करने की आवश्यकता होती है100 दिन.
●अगर बैटरी लंबे समय से इस्तेमाल की जा रही हैसमय और कम दक्षता वाली होने के कारण, लेड-एसिड बैटरी को कुछ समय तक उपयोग जारी रखने के लिए पेशेवरों द्वारा इलेक्ट्रोलाइट या पानी के साथ जोड़ा जा सकता है, लेकिन सामान्य परिस्थितियों में, नई बैटरी को सीधे बदलने की सिफारिश की जाती है।लिथियम बैटरी की दक्षता कम होती है और इसकी मरम्मत नहीं की जा सकती।नई बैटरी को सीधे बदलने की अनुशंसा की जाती है।
●चार्जिंग की समस्या: चार्जर को एक मिलान मॉडल का उपयोग करना चाहिए.60V 48V बैटरी चार्ज नहीं कर सकता, 60V लेड-एसिड 60V लिथियम बैटरी चार्ज नहीं कर सकता, औरलेड-एसिड चार्जर और लिथियम बैटरी चार्जर को एक दूसरे के स्थान पर उपयोग नहीं किया जा सकता है.
यदि चार्जिंग का समय सामान्य से अधिक है, तो चार्जिंग केबल को अनप्लग करने और चार्जिंग बंद करने की अनुशंसा की जाती है।इस बात पर ध्यान दें कि बैटरी विकृत या क्षतिग्रस्त है या नहीं।
●बैटरी जीवन = वोल्टेज × बैटरी एम्पीयर × गति ÷ मोटर शक्ति यह सूत्र सभी मॉडलों, विशेष रूप से उच्च-शक्ति मोटर मॉडल के लिए उपयुक्त नहीं है।अधिकांश महिला उपयोगकर्ताओं के उपयोग डेटा के साथ संयुक्त, विधि इस प्रकार है:
48V लिथियम बैटरी, 1A = 2.5km, 60V लिथियम बैटरी, 1A = 3km, 72V लिथियम बैटरी, 1A = 3.5km, लेड-एसिड लिथियम बैटरी से लगभग 10% कम है।
48V बैटरी 2.5 किलोमीटर प्रति एम्पीयर (48V20A 20×2.5=50 किलोमीटर) चल सकती है
60V बैटरी 3 किलोमीटर प्रति एम्पीयर चल सकती है (60V20A 20×3=60 किलोमीटर)
72V बैटरी 3.5 किलोमीटर प्रति एम्पीयर (72V20A 20×3.5=70 किलोमीटर) चल सकती है
●बैटरी की क्षमता/चार्जर का ए चार्जिंग समय के बराबर है, चार्जिंग समय = बैटरी क्षमता/चार्जर एक संख्या, उदाहरण के लिए 20ए/4ए = 5 घंटे, लेकिन क्योंकि 80% तक चार्ज करने के बाद चार्जिंग दक्षता धीमी हो जाएगी (पल्स करंट कम कर देगी), इसलिए इसे आमतौर पर 5-6 के रूप में लिखा जाता है घंटे या 6-7 घंटे (बीमा के लिए)