1। लिथियम का वोल्टेज रिज़ॉल्यूशन - आयन बैटरी
(1) ओपन सर्किट वोल्टेज: लिथियम - आयन बैटरी के वोल्टेज को संदर्भित करता है जब यह काम करने की स्थिति में नहीं होता है। इस अवस्था में, बैटरी के अंदर कोई वर्तमान प्रवाह नहीं होता है, और इसके वोल्टेज को सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर से दर्शाया जाता है। जब बैटरी पूरी तरह से चार्ज हो जाती है, तो ओपन - सर्किट वोल्टेज आमतौर पर 3.7V के आसपास होता है और कुछ मामलों में 3.8V जितना अधिक हो सकता है।
(२) वर्किंग वोल्टेज: ओपन सर्किट वोल्टेज की तुलना में, यह काम करने की स्थिति में लिथियम - आयन बैटरी का वोल्टेज है। इस समय, बैटरी के माध्यम से वर्तमान प्रवाह होता है, और जब वर्तमान गुजरता है, तो इसे आंतरिक प्रतिरोध से बाधित किया जाएगा, इसलिए पूरी तरह से चार्ज होने पर ऑपरेटिंग वोल्टेज हमेशा खुले सर्किट वोल्टेज से कम होता है।
(३) समाप्ति वोल्टेज: अर्थात्, महत्वपूर्ण वोल्टेज जिस पर बैटरी को एक निश्चित वोल्टेज मूल्य में डिस्चार्ज किए जाने के बाद डिस्चार्ज नहीं करना चाहिए। यह वोल्टेज मान लिथियम - आयन बैटरी की अपनी संरचना द्वारा निर्धारित किया जाता है, और सुरक्षा प्लेट की कार्रवाई के तहत, बैटरी का वोल्टेज आमतौर पर डिस्चार्ज समाप्त होने पर लगभग 2.95V पर स्थिर हो जाता है।
(4) मानक वोल्टेज: सिद्धांत स्तर से, मानक वोल्टेज को रेटेड वोल्टेज के रूप में भी जाना जाता है, जो बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा उत्पन्न संभावित अंतर का मानक मूल्य है। लिथियम - आयन बैटरी का रेटेड वोल्टेज 3.7V है, जो दर्शाता है कि मानक वोल्टेज वास्तव में मानक स्थिति में ऑपरेटिंग वोल्टेज है।
चार लिथियम से देखते हुए - आयन बैटरी वोल्टेज पहले उल्लेख किया गया था, कार्यशील राज्य में शामिल वोल्टेज मानक वोल्टेज और काम करने वाले वोल्टेज हैं; जब काम करने की स्थिति में नहीं होता है, तो वोल्टेज खुले सर्किट वोल्टेज और अंत वोल्टेज के रूप में परिलक्षित होता है। क्योंकि लिथियम की रसायन विज्ञान - आयन बैटरी दोहराने योग्य है, जब बैटरी वोल्टेज समाप्ति वोल्टेज पर गिरता है तो उन्हें तुरंत चार्ज करने की आवश्यकता होती है। यदि यह लंबे समय तक चार्ज नहीं किया जाता है, तो यह बैटरी जीवन में एक महत्वपूर्ण कमी का कारण बनेगा, और गंभीर मामलों में, इसे भी खत्म भी किया जा सकता है।
संपूर्ण निर्वहन प्रक्रिया के दौरान, लिथियम - आयन बैटरी के वोल्टेज वक्र को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
2। लिथियम बैटरी का वोल्टेज बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री की इलेक्ट्रोड क्षमता से निकटता से संबंधित है
लिथियम बैटरी का वोल्टेज सामग्री के आधार पर भिन्न होता है, मुख्य रूप से निम्नलिखित कारणों से:
(1) इलेक्ट्रोड सामग्री के रासायनिक गुणों का प्रभाव
लिथियम बैटरी की चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया अनिवार्य रूप से सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच पलायन करने वाले लिथियम आयनों की प्रक्रिया है, और इलेक्ट्रोड सामग्री के रासायनिक गुण बैटरी वोल्टेज को निर्धारित करने वाले मुख्य कारक हैं। एक उदाहरण के रूप में आम कैथोड सामग्री को लेते हुए, लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LICOO₂) में कोबाल्ट तत्व में एक उच्च रेडॉक्स क्षमता होती है, जो काम करते समय लिथियम आयनों और आउटपुट इलेक्ट्रॉनों को जारी करना आसान बनाता है। जब एक ग्रेफाइट एनोड के साथ जोड़ा जाता है, तो परिणामी बैटरी वोल्टेज लगभग 3.7V तक पहुंच सकती है। लिथियम आयरन फॉस्फेट (LifePo₄) कैथोड सामग्री, क्योंकि लोहे की रेडॉक्स क्षमता कोबाल्ट की तुलना में कम होती है, ग्रेफाइट एनोड से बनी बैटरी का वोल्टेज आमतौर पर लगभग 3.2V पर स्थिर होता है। इस वोल्टेज अंतर का मूल कारण विभिन्न तत्वों के इलेक्ट्रॉन बादल के वितरण और रासायनिक संरचना में अंतर में निहित है, जो बदले में इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने और खोने और लिथियम आयनों को छोड़ने की उनकी क्षमता में अंतर की ओर जाता है।
(२) क्रिस्टल संरचना अंतर के कारण वोल्टेज परिवर्तन
लिथियम बैटरी वोल्टेज पर सामग्री के क्रिस्टल संरचना का प्रभाव समान रूप से महत्वपूर्ण है। टर्नरी सामग्री (ली (निकोमन) O,) विशिष्ट प्रतिनिधि हैं, और निकेल, कोबाल्ट और मैंगनीज के तीन तत्व सहक्रियात्मक कार्रवाई के माध्यम से सामग्री की क्रिस्टल संरचना का अनुकूलन करते हैं, ताकि लिथियम आयनों का प्रसार पथ चिकना हो, और एम्बेडिंग और एस्केप प्रक्रियाएं स्मूथ हैं। जब एक उपयुक्त नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ मिलान किया जाता है, तो एक उच्च वोल्टेज प्लेटफॉर्म का गठन किया जा सकता है, आमतौर पर 3.6-3.7V के बीच। लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड (लिम्नोओ) को देखते हुए, इसकी स्पिनल संरचना में चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान मैंगनीज आयन विघटन की समस्या है, जो लिथियम आयनों के प्रसार में बाधा डालेगी, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 3.0v का अपेक्षाकृत कम बैटरी वोल्टेज होगा। जाहिर है, क्रिस्टल संरचना में अंतर सामग्री में लिथियम आयनों के परिवहन प्रदर्शन को काफी प्रभावित कर सकता है, जो बदले में बैटरी वोल्टेज पर प्रभाव डालता है।
(३) ऊर्जा घनत्व और वोल्टेज के बीच संबंध
इलेक्ट्रोड सामग्री की ऊर्जा घनत्व और बैटरी वोल्टेज के बीच एक मजबूत संबंध है। उच्च ऊर्जा घनत्व वाली सामग्री प्रति यूनिट द्रव्यमान या मात्रा में अधिक ऊर्जा संग्रहीत करने में सक्षम होती है, जो आमतौर पर उच्च वोल्टेज से मेल खाती है। उदाहरण के लिए, निकल सामग्री की वृद्धि के साथ, सामग्री की ऊर्जा घनत्व बढ़ता है, और बैटरी वोल्टेज भी बढ़ेगा। यह न केवल बैटरी के समग्र प्रदर्शन में सुधार करता है, बल्कि कुछ अनुप्रयोग परिदृश्यों को भी पूरा करता है जिनके लिए उच्च ऊर्जा की आवश्यकता होती है। हालांकि, प्रारंभिक लिथियम बैटरी सामग्री, उनके कम ऊर्जा घनत्व के कारण, यूनिट में पर्याप्त ऊर्जा को स्टोर नहीं कर सकती थी, और इसी वोल्टेज भी कम था, जिससे उच्च ऊर्जा और उच्च वोल्टेज के लिए आधुनिक उपकरणों की जरूरतों को पूरा करना मुश्किल हो गया।
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