लिथियम आयन बैटरी बनाम। लैड एसिड

जिन दो प्रकार की बैटरी से आप सबसे अधिक परिचित हैं, शायद उन्हें जाने बिना भी, वे हैं लेड एसिड बैटरी और लिथियम आयन बैटरी। अमेरिका में अधिकांश कारों में एक लीड एसिड बैटरी ऑन-बोर्ड होती है, जबकि लगभग हर ब्लैकबेरी और लैपटॉप कंप्यूटर को लिथियम आयन बैटरी से इसकी शक्ति मिलती है। एक प्रकार की बैटरी आपकी कार के लिए अच्छी होती है और दूसरी आपके सेल फोन के लिए प्रत्येक प्रकार की बैटरी के अंदर प्रयुक्त रसायनों से उत्पन्न होती है।

एक बैटरी एक विद्युत रासायनिक उपकरण है, जिसका अर्थ है कि यह विभिन्न पदार्थों के बीच नियंत्रित रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से बिजली बनाता है। लिथियम आयन और लेड एसिड बैटरी सहित अधिकांश बैटरियों में एक एनोड, एक कैथोड और उनके बीच एक पदार्थ इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है। एनोड आमतौर पर सकारात्मक टर्मिनल होता है, और जब बैटरी उपयोग में होती है तो उसमें विद्युत प्रवाह प्रवाहित होता है। कैथोड आमतौर पर ऋणात्मक टर्मिनल होता है, और जब उपयोग में होता है तो उसमें से विद्युत धारा प्रवाहित होती है। उनके बीच रसायन शास्त्र है जो विद्युत प्रवाह को अपने चार्ज के साथ प्रदान करता है, लेकिन उन्हें एक माध्यम के रूप में कार्य करने के लिए इलेक्ट्रोलाइट के रूप में तीसरे पदार्थ की आवश्यकता होती है। यदि एनोड और कैथोड संपर्क में आते हैं, तो परिणाम शॉर्ट सर्किट होगा।

एक विशिष्ट लेड एसिड बैटरी में एनोड और कैथोड लेड और लेड डाइऑक्साइड से बने होते हैं, और वे एक समाधान के इलेक्ट्रोलाइट द्वारा ब्रिज किए जाते हैं जो लगभग एक तिहाई सल्फ्यूरिक एसिड होता है। जैसे ही बैटरी बिजली का निर्वहन करती है, रासायनिक प्रतिक्रिया धीरे-धीरे दो इलेक्ट्रोड को लेड सल्फेट में बदल देती है। बैटरी को रिचार्ज करने से वह रूपांतरण आंशिक रूप से उलट जाता है।

लिथियम आयन बैटरी विभिन्न प्रकार के पदार्थों का उपयोग करती हैं, जिसमें सामान्य तत्व बिजली उत्पादन प्रतिक्रिया के दौरान इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम का प्रवास होता है। ग्रेफाइट का उपयोग आमतौर पर एनोड बनाने के लिए किया जाता है, जबकि कैथोड को लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, लिथियम आयरन फॉस्फेट या लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड और इसके अलावा अन्य लिथियम-आधारित पदार्थों से बनाया जा सकता है। इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर एक कार्बनिक विलायक में लिथियम नमक का एक समाधान है। लिथियम आयन बैटरी को रिचार्ज करने से बैटरी की केमिस्ट्री में लिथियम का माइग्रेशन उलट जाता है।

लेड एसिड बैटरियां सबसे पुरानी व्यावहारिक, रिचार्जेबल बैटरी डिजाइनों में से एक हैं, जो 19वीं सदी के मध्य में बनी थीं। उनके पास अस्तित्व में सबसे कम ऊर्जा-से-वजन और ऊर्जा-से-वॉल्यूम बैटरी डिज़ाइनों में से एक है, जो उन्हें कुल बिजली की मात्रा के लिए बहुत बड़ा और भारी बनाता है। उनके पास जो कुछ है वह यह है कि उनके पास बहुत अधिक वृद्धि-से-भार अनुपात है, जिसका अर्थ है कि वे एक ही बार में बिजली का एक बड़ा झटका दे सकते हैं। यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए एकदम सही बनाता है जिन्हें कार स्टार्टर्स जैसे बड़े, अचानक बिजली की वृद्धि की आवश्यकता होती है। लीड एसिड बैटरी का उत्पादन भी सस्ता है। हालांकि, वे उन भूमिकाओं में बहुत अच्छे नहीं हैं जिनके लिए लंबे समय तक बिजली की स्थिर, कम या मध्यम आपूर्ति की आवश्यकता होती है। उनके पास लंबे समय तक रिचार्जिंग समय भी होता है।

विशेष रूप से जब लीड एसिड बैटरी के साथ तुलना की जाती है, तो लिथियम आयन डिज़ाइन में उच्च शक्ति-से-भार और शक्ति-से-वॉल्यूम अनुपात होता है। इनके बिना आधुनिक लैपटॉप कंप्यूटर, सेल फोन और अन्य बिजली के प्यासे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की कल्पना करना कठिन होगा बैटरी, क्योंकि अन्य बैटरी डिज़ाइनों के साथ उन बिजली की मांगों को पूरा करने के लिए छोटी बैटरी के साथ क्लंकियर बैटरी का मतलब होगा जीवनकाल। यहां तक ​​कि बड़ी उछाल क्षमता वाली लिथियम आयन बैटरी भी हैं, जैसे लेड एसिड बैटरी। हालांकि, उनकी दो बड़ी कमियां हैं। सबसे पहले, उन्हें बनाना बहुत महंगा है। दूसरा, बैटरी के उपयोग में न होने पर भी चार्ज रखने की उनकी क्षमता कम हो जाती है। एक लेड एसिड बैटरी कई वर्षों तक अच्छी क्षमता के साथ काम करती रह सकती है। जिस किसी ने एक या दो साल के लिए एक ही सेल फोन या लैपटॉप की बैटरी रखी है, वही जानता है कि सामान्य लिथियम आयन बैटरी के बारे में नहीं कहा जा सकता है।