तीन मुख्य प्रकार आहेतलिथियम-आयन बॅटरी(लिथियम-आयन): सिलिंड्रिकल सेल, प्रिझमॅटिक सेल आणि पाऊच सेल. ईव्ही उद्योगात, सर्वात आशादायक विकास सिलिंड्रिकल आणि प्रिझमॅटिक सेलभोवती केंद्रित आहे. अलिकडच्या वर्षांत सिलिंड्रिकल बॅटरी प्रकार सर्वात लोकप्रिय असला तरी, अनेक घटक असे सूचित करतात की प्रिझमॅटिक सेल त्याची जागा घेऊ शकतात.

काय आहेतप्रिझमॅटिक पेशी

एप्रिझमॅटिक सेलप्रिझमॅटिक सेल म्हणजे एक असा सेल, ज्यातील रासायनिक घटक एका मजबूत आवरणात बंदिस्त केलेले असतात. त्याच्या आयताकृती आकारामुळे बॅटरी मॉड्यूलमध्ये अनेक युनिट्स कार्यक्षमतेने एकावर एक रचता येतात. प्रिझमॅटिक सेलचे दोन प्रकार आहेत: आवरणाच्या आतील इलेक्ट्रोड शीट्स (ॲनोड, सेपरेटर, कॅथोड) एकतर एकावर एक रचलेल्या असतात किंवा गुंडाळून सपाट केलेल्या असतात.

समान आकारमानासाठी, एकावर एक रचलेले प्रिझमॅटिक सेल एकाच वेळी जास्त ऊर्जा मुक्त करू शकतात, ज्यामुळे चांगली कामगिरी मिळते, तर चपटे प्रिझमॅटिक सेल जास्त ऊर्जा साठवून ठेवतात, ज्यामुळे अधिक टिकाऊपणा मिळतो.

प्रिझमॅटिक सेल प्रामुख्याने ऊर्जा साठवण प्रणाली आणि इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये वापरले जातात. त्यांच्या मोठ्या आकारामुळे ते ई-बाईक आणि सेलफोनसारख्या लहान उपकरणांसाठी अयोग्य ठरतात. त्यामुळे, ते जास्त ऊर्जा लागणाऱ्या अनुप्रयोगांसाठी अधिक उपयुक्त आहेत.

दंडगोलाकार पेशी म्हणजे काय?

एदंडगोलाकार पेशीही एका कडक दंडगोलाकार आवरणात बंद केलेली एक सेल असते. दंडगोलाकार सेल लहान आणि गोलाकार असतात, ज्यामुळे त्यांना सर्व आकारांच्या उपकरणांमध्ये एकावर एक रचणे शक्य होते. इतर बॅटरी प्रकारांच्या विपरीत, त्यांचा आकार फुगण्यास प्रतिबंध करतो; ज्या बॅटरींच्या आवरणात वायू जमा होतात, त्यांमध्ये फुगणे ही एक अवांछित घटना आहे.

दंडगोलाकार सेलचा वापर सर्वप्रथम लॅपटॉपमध्ये करण्यात आला, ज्यात तीन ते नऊ सेल असायचे. त्यानंतर टेस्लाने आपल्या पहिल्या इलेक्ट्रिक वाहनांमध्ये (रोडस्टर आणि मॉडेल एस) त्यांचा वापर केल्यावर ते लोकप्रिय झाले, ज्यात ६,००० ते ९,००० सेल असायचे.

दंडगोलाकार पेशींचा वापर ई-बाईक, वैद्यकीय उपकरणे आणि उपग्रहांमध्येही केला जातो. त्यांच्या आकारामुळे त्या अंतराळ संशोधनातही अत्यावश्यक आहेत; वातावरणीय दाबामुळे इतर प्रकारच्या पेशी विकृत होतील. उदाहरणार्थ, मंगळावर पाठवलेला शेवटचा रोव्हर दंडगोलाकार पेशी वापरून चालतो. फॉर्म्युला ई या उच्च-कार्यक्षमतेच्या इलेक्ट्रिक रेस कार त्यांच्या बॅटरीमध्ये रोव्हरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अगदी त्याच पेशी वापरतात.

प्रिझमॅटिक आणि सिलिंड्रिकल पेशींमधील मुख्य फरक

प्रिझमॅटिक आणि सिलिंड्रिकल पेशींमध्ये केवळ आकारच फरक करत नाही. इतर महत्त्वाच्या फरकांमध्ये त्यांचा आकार, विद्युत जोडण्यांची संख्या आणि त्यांची पॉवर आउटपुट यांचा समावेश होतो.

आकार

प्रिझमॅटिक सेल हे सिलिंड्रिकल सेलपेक्षा खूप मोठे असतात आणि त्यामुळे प्रत्येक सेलमध्ये जास्त ऊर्जा असते. यातील फरकाची एक ढोबळ कल्पना देण्यासाठी, एका प्रिझमॅटिक सेलमध्ये २० ते १०० सिलिंड्रिकल सेलइतकी ऊर्जा असू शकते. सिलिंड्रिकल सेलचा आकार लहान असल्यामुळे, त्यांचा वापर कमी ऊर्जा लागणाऱ्या अनुप्रयोगांसाठी केला जाऊ शकतो. परिणामी, त्यांचा वापर अधिक विस्तृत अनुप्रयोगांसाठी केला जातो.

कनेक्शन

प्रिझमॅटिक सेल हे सिलिंड्रिकल सेलपेक्षा मोठे असल्यामुळे, तेवढीच ऊर्जा मिळवण्यासाठी कमी सेल लागतात. याचा अर्थ असा की, तेवढ्याच आकारमानासाठी, प्रिझमॅटिक सेल वापरणाऱ्या बॅटरीमध्ये वेल्डिंग करण्याची गरज असलेले विद्युत जोड कमी असतात. हा प्रिझमॅटिक सेलचा एक मोठा फायदा आहे, कारण त्यामुळे उत्पादन दोषांची शक्यता कमी असते.

शक्ती

सिलिंड्रिकल सेल्स प्रिझमॅटिक सेल्सपेक्षा कमी ऊर्जा साठवू शकतात, पण त्यांच्यात अधिक शक्ती असते. याचा अर्थ असा की, सिलिंड्रिकल सेल्स प्रिझमॅटिक सेल्सपेक्षा अधिक वेगाने आपली ऊर्जा वापरू शकतात. याचे कारण असे आहे की, त्यांच्यामध्ये प्रति अँप-अवर (Ah) अधिक जोडण्या असतात. परिणामी, सिलिंड्रिकल सेल्स उच्च-कार्यक्षमतेच्या अनुप्रयोगांसाठी आदर्श आहेत, तर प्रिझमॅटिक सेल्स ऊर्जा कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आदर्श आहेत.

उच्च-कार्यक्षमता बॅटरीच्या उपयोगांच्या उदाहरणांमध्ये फॉर्म्युला ई रेस कार आणि मंगळ ग्रहावरील इंजिन्युइटी हेलिकॉप्टर यांचा समावेश होतो. या दोन्हींना अत्यंत प्रतिकूल वातावरणात सर्वोच्च कामगिरीची आवश्यकता असते.

प्रिझमॅटिक पेशींचा प्रभाव का वाढत असावा

ईव्ही उद्योग झपाट्याने विकसित होत आहे, आणि प्रिझमॅटिक सेल्स की सिलिंड्रिकल सेल्स प्रचलित होतील हे अनिश्चित आहे. सध्या, ईव्ही उद्योगात सिलिंड्रिकल सेल्स अधिक प्रचलित आहेत, परंतु प्रिझमॅटिक सेल्सची लोकप्रियता वाढेल असे मानण्यास कारणे आहेत.

सर्वप्रथम, प्रिझमॅटिक सेल उत्पादन प्रक्रियेतील टप्प्यांची संख्या कमी करून खर्च कमी करण्याची संधी देतात. त्यांच्या रचनेमुळे मोठे सेल बनवणे शक्य होते, ज्यामुळे स्वच्छ आणि वेल्ड कराव्या लागणाऱ्या विद्युत जोडण्यांची संख्या कमी होते.

प्रिझमॅटिक बॅटरी लिथियम-आयर्न फॉस्फेट (LFP) केमिस्ट्रीसाठी देखील एक आदर्श स्वरूप आहे, जे स्वस्त आणि अधिक सहज उपलब्ध असलेल्या सामग्रीचे मिश्रण आहे. इतर केमिस्ट्रीच्या विपरीत, LFP बॅटरी पृथ्वीवर सर्वत्र उपलब्ध असलेल्या संसाधनांचा वापर करतात. त्यांना निकेल आणि कोबाल्टसारख्या दुर्मिळ आणि महागड्या सामग्रीची आवश्यकता नसते, ज्यामुळे इतर प्रकारच्या सेलची किंमत वाढते.

एलएफपी प्रिझमॅटिक सेल उदयास येत असल्याचे प्रबळ संकेत मिळत आहेत. आशियामध्ये, ईव्ही उत्पादक आधीपासूनच LiFePO4 बॅटरी वापरतात, जो प्रिझमॅटिक स्वरूपातील एलएफपी बॅटरीचा एक प्रकार आहे. टेस्लाने असेही म्हटले आहे की, त्यांनी आपल्या गाड्यांच्या स्टँडर्ड रेंज आवृत्त्यांसाठी चीनमध्ये उत्पादित केलेल्या प्रिझमॅटिक बॅटरी वापरण्यास सुरुवात केली आहे.

मात्र, एलएफपी रसायनशास्त्राचे काही महत्त्वाचे तोटे आहेत. एक म्हणजे, सध्या वापरात असलेल्या इतर रसायनशास्त्रांच्या तुलनेत यात कमी ऊर्जा असते आणि त्यामुळे फॉर्म्युला १ इलेक्ट्रिक कारसारख्या उच्च-कार्यक्षम वाहनांसाठी याचा वापर करता येत नाही. याव्यतिरिक्त, बॅटरी व्यवस्थापन प्रणालीला (बीएमएस) बॅटरीच्या चार्ज पातळीचा अंदाज लावणे अवघड जाते.

याबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी तुम्ही हा व्हिडिओ पाहू शकता.एलएफपीरसायनशास्त्र आणि त्याची लोकप्रियता का वाढत आहे.