സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന തെരുവ് വിളക്കുകൾക്കുള്ള ലിഥിയം ബാറ്ററികൾ എങ്ങനെയാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്?

പകൽ സമയത്ത് സംഭരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം രാത്രിയിൽ പുറത്തുവിടാൻ,സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന തെരുവ് വിളക്കുകൾസാധാരണയായി ഔട്ട്ഡോർ ലൈറ്റിംഗിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അത്യാവശ്യമായ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP) ബാറ്ററികളാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായ ബാറ്ററികൾ. ഈ ബാറ്ററികൾ അവയുടെ ഗണ്യമായ ഭാരവും വലുപ്പ ഗുണങ്ങളും കാരണം ലൈറ്റ് പോളുകളിലോ സംയോജിത ഡിസൈനുകളിലോ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്. മുൻ മോഡലുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ബാറ്ററികളുടെ ഭാരം പോളിലെ ആയാസം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന ആശങ്ക ഇനിയില്ല.

ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികളേക്കാൾ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവും വളരെ വലിയ പ്രത്യേക ശേഷിയുമുള്ളവയാണ് ഇവ എന്ന വസ്തുതയിലൂടെ അവയുടെ നിരവധി ഗുണങ്ങൾ കൂടുതൽ തെളിയിക്കപ്പെടുന്നു. അപ്പോൾ ഈ അഡാപ്റ്റബിൾ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററിയുടെ പ്രാഥമിക ഭാഗങ്ങൾ ഏതൊക്കെയാണ്?

1. കാഥോഡ്

പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെ ഒരു നിർണായക ഭാഗമാണ് ലിഥിയം. മറുവശത്ത്, ലിഥിയം വളരെ അസ്ഥിരമായ ഒരു മൂലകമാണ്. സജീവ ഘടകം പലപ്പോഴും ലിഥിയം, ഓക്സിജൻ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമായ ലിഥിയം ഓക്സൈഡാണ്. ഒരു രാസപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന കാഥോഡ്, പിന്നീട് ചാലക അഡിറ്റീവുകളും ബൈൻഡറുകളും ചേർത്ത് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ലിഥിയം ബാറ്ററിയുടെ കാഥോഡ് അതിന്റെ വോൾട്ടേജും ശേഷിയും നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

സാധാരണയായി, സജീവ പദാർത്ഥത്തിൽ ലിഥിയം അളവ് കൂടുന്തോറും ബാറ്ററി ശേഷി കൂടും, കാഥോഡിനും ആനോഡിനും ഇടയിലുള്ള പൊട്ടൻഷ്യൽ വ്യത്യാസം കൂടും, വോൾട്ടേജ് കൂടും. നേരെമറിച്ച്, ലിഥിയം അളവ് കുറയുന്തോറും ശേഷി കുറയുകയും വോൾട്ടേജ് കുറയുകയും ചെയ്യും.

2. ആനോഡ്

സോളാർ പാനൽ പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്ന വൈദ്യുതധാര ബാറ്ററി ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ലിഥിയം അയോണുകൾ ആനോഡിൽ സംഭരിക്കപ്പെടുന്നു. ബാഹ്യ സർക്യൂട്ടിലൂടെ വൈദ്യുതധാര പ്രവഹിക്കുമ്പോൾ കാഥോഡിൽ നിന്ന് പുറത്തുവരുന്ന ലിഥിയം അയോണുകളുടെ റിവേഴ്‌സിബിൾ ആഗിരണം അല്ലെങ്കിൽ ഉദ്‌വമനം അനുവദിക്കുന്ന സജീവ വസ്തുക്കളും ആനോഡ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചുരുക്കത്തിൽ, വയറുകൾ വഴി ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സംപ്രേഷണം ഇത് അനുവദിക്കുന്നു.

സ്ഥിരതയുള്ള ഘടന കാരണം, ആനോഡിന്റെ സജീവ വസ്തുവായി ഗ്രാഫൈറ്റ് പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. ഇതിന് ചെറിയ വ്യാപ്തമാറ്റമേ ഉള്ളൂ, പൊട്ടുന്നില്ല, കൂടാതെ മുറിയിലെ താപനിലയിൽ യാതൊരു ദോഷവും വരുത്താതെ തീവ്രമായ താപനില വ്യതിയാനങ്ങളെ സഹിക്കാനും കഴിയും. മാത്രമല്ല, താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനം കാരണം ഇത് ആനോഡ് നിർമ്മാണത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്.

3. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്

ലിഥിയം അയോണുകൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയാത്തതിനെക്കാൾ സുരക്ഷാ അപകടങ്ങൾ കൂടുതലാണ്. ആവശ്യമായ വൈദ്യുതധാര സൃഷ്ടിക്കാൻ, ലിഥിയം അയോണുകൾ ആനോഡിനും കാഥോഡിനും ഇടയിൽ മാത്രം നീങ്ങേണ്ടതുണ്ട്. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഈ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന പ്രവർത്തനത്തിൽ ഒരു പങ്കു വഹിക്കുന്നു. മിക്ക ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകളും ലവണങ്ങൾ, ലായകങ്ങൾ, അഡിറ്റീവുകൾ എന്നിവയാൽ നിർമ്മിതമാണ്. ലവണങ്ങൾ പ്രധാനമായും ലിഥിയം അയോണുകളുടെ ഒഴുക്കിനുള്ള ചാനലുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, അതേസമയം ലായകങ്ങൾ ലവണങ്ങൾ ലയിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ദ്രാവക ലായനികളാണ്. അഡിറ്റീവുകൾക്ക് പ്രത്യേക ഉദ്ദേശ്യങ്ങളുണ്ട്.

ഒരു അയോൺ ട്രാൻസ്പോർട്ട് മീഡിയമായി പൂർണ്ണമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനും സ്വയം ഡിസ്ചാർജ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഒരു ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന് അസാധാരണമായ അയോണിക് കണ്ടക്ടിവിറ്റിയും ഇലക്ട്രോണിക് ഇൻസുലേഷനും ഉണ്ടായിരിക്കണം. അയോണിക് കണ്ടക്ടിവിറ്റി ഉറപ്പാക്കാൻ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന്റെ ലിഥിയം-അയൺ ട്രാൻസ്ഫറൻസ് നമ്പർ നിലനിർത്തണം; 1 എന്ന തുക അനുയോജ്യമാണ്.

4. സെപ്പറേറ്റർ

സെപ്പറേറ്റർ പ്രാഥമികമായി കാഥോഡിനെയും ആനോഡിനെയും വേർതിരിക്കുന്നു, നേരിട്ടുള്ള ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹവും ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകളും തടയുന്നു, കൂടാതെ അയോൺ ചലനത്തിനുള്ള ചാനലുകൾ മാത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

പോളിയെത്തിലീൻ, പോളിപ്രൊപ്പിലീൻ എന്നിവ ഇതിന്റെ നിർമ്മാണത്തിൽ പതിവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആന്തരിക ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകളിൽ നിന്നുള്ള മികച്ച സംരക്ഷണം, അമിതമായി ചാർജ് ചെയ്യുന്ന സാഹചര്യങ്ങളിൽ പോലും മതിയായ സുരക്ഷ, നേർത്ത ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് പാളികൾ, കുറഞ്ഞ ആന്തരിക പ്രതിരോധം, വർദ്ധിച്ച ബാറ്ററി പ്രകടനം, നല്ല മെക്കാനിക്കൽ, താപ സ്ഥിരത എന്നിവയെല്ലാം ബാറ്ററി ഗുണനിലവാരത്തിന് സംഭാവന ചെയ്യുന്നു.

ടിയാൻസിയാങ്ങിന്റെ സൗരോർജ്ജത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന തെരുവ് വിളക്കുകൾശ്രദ്ധാപൂർവം തിരഞ്ഞെടുത്ത ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുള്ള സെല്ലുകളുള്ള ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ലിഥിയം ബാറ്ററികളാണ് ഇവയെല്ലാം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നത്. അവ കഠിനമായ ബാഹ്യ താപനിലയ്ക്കും ഈർപ്പം അവസ്ഥകൾക്കും അനുയോജ്യമാണ്, ദീർഘമായ സൈക്കിൾ ലൈഫ്, ഉയർന്ന ചാർജിംഗ്, ഡിസ്ചാർജ് കാര്യക്ഷമത, മികച്ച ചൂടിനും തണുപ്പിനും പ്രതിരോധം എന്നിവയുണ്ട്. ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾ, ഓവർ ഡിസ്ചാർജ്, ഓവർചാർജ് എന്നിവയ്‌ക്കെതിരായ ബാറ്ററികളുടെ നിരവധി സമർത്ഥമായ സംരക്ഷണങ്ങൾ സ്ഥിരമായ ഊർജ്ജ സംഭരണവും ദീർഘകാല പ്രവർത്തനവും ഉറപ്പാക്കുന്നു, ഇത് മേഘാവൃതമായതോ മഴയുള്ളതോ ആയ ദിവസങ്ങളിൽ പോലും തുടർച്ചയായ ലൈറ്റിംഗ് അനുവദിക്കുന്നു. ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള സോളാർ പാനലുകളുടെയും പ്രീമിയം ലിഥിയം ബാറ്ററികളുടെയും കൃത്യമായ പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ കൂടുതൽ വിശ്വസനീയമായ വൈദ്യുതി വിതരണവും കുറഞ്ഞ പരിപാലനച്ചെലവും ഉറപ്പാക്കുന്നു.