मुख्य रूप से तीन प्रकार के होते हैंलिथियम आयन बैटरी(लिथियम-आयन): बेलनाकार सेल, प्रिज्मीय सेल और पाउच सेल। इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग में, सबसे आशाजनक विकास बेलनाकार और प्रिज्मीय सेल से संबंधित हैं। हालांकि हाल के वर्षों में बेलनाकार बैटरी प्रारूप सबसे लोकप्रिय रहा है, कई कारक संकेत देते हैं कि प्रिज्मीय सेल इसकी जगह ले सकते हैं।

क्या हैंप्रिज्मीय कोशिकाएँ

एप्रिज्मीय सेलप्रिज़मैटिक सेल एक ऐसी कोशिका है जिसकी रासायनिक संरचना एक कठोर आवरण में बंद होती है। इसका आयताकार आकार बैटरी मॉड्यूल में कई इकाइयों को कुशलतापूर्वक एक के ऊपर एक रखने की अनुमति देता है। प्रिज़मैटिक सेल दो प्रकार के होते हैं: आवरण के अंदर इलेक्ट्रोड शीट (एनोड, सेपरेटर, कैथोड) या तो एक के ऊपर एक रखी जाती हैं या फिर लुढ़काकर चपटी कर दी जाती हैं।

समान आयतन के लिए, एक के ऊपर एक रखी प्रिज्मीय कोशिकाएं एक बार में अधिक ऊर्जा छोड़ सकती हैं, जिससे बेहतर प्रदर्शन मिलता है, जबकि चपटी प्रिज्मीय कोशिकाएं अधिक ऊर्जा धारण करती हैं, जिससे अधिक स्थायित्व मिलता है।

प्रिज्मीय सेल मुख्य रूप से ऊर्जा भंडारण प्रणालियों और इलेक्ट्रिक वाहनों में उपयोग किए जाते हैं। इनका बड़ा आकार इन्हें ई-बाइक और मोबाइल फोन जैसे छोटे उपकरणों के लिए अनुपयुक्त बनाता है। इसलिए, ये ऊर्जा-गहन अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त हैं।

बेलनाकार कोशिकाएँ क्या होती हैं?

एबेलनाकार कोशिकायह एक कठोर बेलनाकार डिब्बे में बंद सेल है। बेलनाकार सेल छोटे और गोल होते हैं, जिससे इन्हें सभी आकारों के उपकरणों में आसानी से लगाया जा सकता है। अन्य बैटरी प्रकारों के विपरीत, इनका आकार गैसों के जमाव से होने वाली सूजन को रोकता है, जो बैटरियों में अवांछित घटना है।

बेलनाकार सेल का उपयोग सबसे पहले लैपटॉप में किया गया था, जिनमें तीन से नौ सेल होते थे। इसके बाद, टेस्ला द्वारा अपने पहले इलेक्ट्रिक वाहनों (रोडस्टर और मॉडल एस) में इनका उपयोग करने के बाद इनकी लोकप्रियता बढ़ी, जिनमें 6,000 से 9,000 सेल होते थे।

बेलनाकार सेल ई-बाइक, चिकित्सा उपकरणों और उपग्रहों में भी उपयोग किए जाते हैं। अंतरिक्ष अन्वेषण में भी इनका आकार अत्यंत महत्वपूर्ण है; अन्य प्रकार के सेल वायुमंडलीय दबाव से विकृत हो जाते हैं। उदाहरण के लिए, मंगल ग्रह पर भेजा गया अंतिम रोवर बेलनाकार सेल का उपयोग करके संचालित होता है। फॉर्मूला ई की उच्च-प्रदर्शन वाली इलेक्ट्रिक रेस कारों की बैटरी में रोवर के समान ही सेल का उपयोग किया जाता है।

प्रिज्मीय और बेलनाकार कोशिकाओं के बीच मुख्य अंतर

आकार ही एकमात्र ऐसी चीज नहीं है जो प्रिज्मीय और बेलनाकार कोशिकाओं को अलग करती है। अन्य महत्वपूर्ण अंतरों में उनका आकार, विद्युत कनेक्शनों की संख्या और उनकी विद्युत उत्पादन क्षमता शामिल हैं।

आकार

प्रिज्मीय कोशिकाएँ बेलनाकार कोशिकाओं से काफी बड़ी होती हैं और इसलिए प्रत्येक कोशिका में अधिक ऊर्जा होती है। अंतर को समझने के लिए, एक प्रिज्मीय कोशिका में उतनी ही ऊर्जा हो सकती है जितनी 20 से 100 बेलनाकार कोशिकाओं में। बेलनाकार कोशिकाओं का छोटा आकार उन्हें कम बिजली की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। परिणामस्वरूप, इनका उपयोग व्यापक अनुप्रयोगों में किया जाता है।

कनेक्शन

बेलनाकार कोशिकाओं की तुलना में प्रिज्मीय कोशिकाएं बड़ी होती हैं, इसलिए समान मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करने के लिए कम कोशिकाओं की आवश्यकता होती है। इसका अर्थ यह है कि समान आयतन के लिए, प्रिज्मीय कोशिकाओं का उपयोग करने वाली बैटरियों में कम विद्युत कनेक्शनों को वेल्ड करने की आवश्यकता होती है। यह प्रिज्मीय कोशिकाओं का एक प्रमुख लाभ है क्योंकि इनमें निर्माण संबंधी दोषों की संभावना कम होती है।

शक्ति

बेलनाकार सेल प्रिज्मीय सेल की तुलना में कम ऊर्जा संग्रहित कर सकते हैं, लेकिन उनकी शक्ति अधिक होती है। इसका अर्थ है कि बेलनाकार सेल प्रिज्मीय सेल की तुलना में अपनी ऊर्जा को तेजी से डिस्चार्ज कर सकते हैं। इसका कारण यह है कि प्रति एम्प-घंटा (Ah) में उनमें अधिक कनेक्शन होते हैं। परिणामस्वरूप, बेलनाकार सेल उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हैं, जबकि प्रिज्मीय सेल ऊर्जा दक्षता को अनुकूलित करने के लिए आदर्श हैं।

उच्च-प्रदर्शन वाली बैटरी के अनुप्रयोगों के उदाहरणों में फॉर्मूला ई रेस कारें और मंगल ग्रह पर तैनात इनजेन्युइटी हेलीकॉप्टर शामिल हैं। इन दोनों को ही चरम वातावरण में चरम प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

प्रिज्मीय कोशिकाएं क्यों हावी हो रही हैं?

इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग तेजी से विकसित हो रहा है, और यह कहना मुश्किल है कि प्रिज्मीय सेल या बेलनाकार सेल में से कौन सा प्रचलित होगा। फिलहाल, इलेक्ट्रिक वाहन उद्योग में बेलनाकार सेल अधिक प्रचलित हैं, लेकिन ऐसे कारण हैं जिनसे लगता है कि प्रिज्मीय सेल की लोकप्रियता बढ़ेगी।

सबसे पहले, प्रिज्मीय आकार की कोशिकाएं निर्माण चरणों की संख्या कम करके लागत घटाने का अवसर प्रदान करती हैं। इनका स्वरूप बड़ी कोशिकाओं के निर्माण को संभव बनाता है, जिससे विद्युत कनेक्शनों की सफाई और वेल्डिंग की आवश्यकता कम हो जाती है।

प्रिज्मीय बैटरियां लिथियम-आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) रसायन के लिए भी आदर्श प्रारूप हैं, जो सस्ते और आसानी से उपलब्ध पदार्थों का मिश्रण है। अन्य रसायनों के विपरीत, एलएफपी बैटरियां पृथ्वी पर सर्वव्यापी संसाधनों का उपयोग करती हैं। इनमें निकल और कोबाल्ट जैसे दुर्लभ और महंगे पदार्थों की आवश्यकता नहीं होती है, जो अन्य प्रकार की बैटरियों की लागत को बढ़ाते हैं।

एलएफपी प्रिज्मीय बैटरी के उभरने के प्रबल संकेत मिल रहे हैं। एशिया में, इलेक्ट्रिक वाहन निर्माता पहले से ही प्रिज्मीय प्रारूप में एलएफपी बैटरी का एक प्रकार, LiFePO4 बैटरी का उपयोग कर रहे हैं। टेस्ला ने भी बताया है कि उसने अपनी कारों के मानक श्रेणी संस्करणों के लिए चीन में निर्मित प्रिज्मीय बैटरी का उपयोग शुरू कर दिया है।

हालांकि, एलएफपी रसायन की कुछ महत्वपूर्ण कमियां भी हैं। एक तो, इसमें वर्तमान में उपयोग में आने वाले अन्य रसायनों की तुलना में कम ऊर्जा होती है, और इसलिए इसका उपयोग फॉर्मूला 1 इलेक्ट्रिक कारों जैसे उच्च-प्रदर्शन वाले वाहनों के लिए नहीं किया जा सकता है। इसके अलावा, बैटरी प्रबंधन प्रणालियों (बीएमएस) को बैटरी के चार्ज स्तर का अनुमान लगाने में कठिनाई होती है।

आप इस वीडियो को देखकर इसके बारे में और अधिक जान सकते हैं।एलएफपीरसायन विज्ञान और इसकी बढ़ती लोकप्रियता के कारण।