लिथियम-मेटल बनाम लिथियम-आयन: कौन सी बैटरी हमारे भविष्य को शक्ति देगी?

लिथियम रसायन विज्ञान के उपयोग के कारण लिथियम-आयन बैटरी (ली-आयन) और लिथियम-मेटल बैटरी (ली-मेटल) दोनों "लिथियम बैटरी" की व्यापक श्रेणी के अंतर्गत आते हैं। हालांकि, वे डिजाइन, प्रदर्शन और अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं।

1।कोर रसायन विज्ञान

• LI आयन:
  लिथियमआयनोंएक ग्रेफाइट एनोड और एक धातु ऑक्साइड कैथोड (जैसे, लाइसेंस) के बीच स्थानांतरित करें। चार्जिंग के दौरान, आयन ग्रेफाइट एनोड में इंटरक्लेट (एम्बेड); डिस्चार्ज के दौरान, वे कैथोड में लौटते हैं।

• ली-धातु:
  उपयोगठोस लिथियम धातुग्रेफाइट के बजाय एनोड के रूप में। डिस्चार्ज के दौरान चार्जिंग के दौरान मेटालिक लिथियम के रूप में एनोड पर लिथियम आयन प्लेट।

  2।ऊर्जा घनत्व

  • LI आयन:
    स्मार्टफोन और ईवीएस के लिए उपयुक्त उच्च ऊर्जा घनत्व (250-300 डब्ल्यूएच/किग्रा) प्रदान करता है।

  • ली-धातु:
    उच्च सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व(500 डब्ल्यूएच/किग्रा या उससे अधिक तक) क्योंकि लिथियम मेटल ग्रेफाइट की तुलना में प्रति वॉल्यूम 10 × अधिक लिथियम स्टोर करता है।

  3।सुरक्षा और स्थिरता

  • LI आयन:
    क्षतिग्रस्त होने पर अपेक्षाकृत स्थिर लेकिन थर्मल रनवे को जोखिम में डालता है। तरल इलेक्ट्रोलाइट्स ज्वलनशील होते हैं।

  • ली-धातु:
    अधिक प्रतिक्रियाशील। लिथियम धातु के रूप में डेंड्राइट्स (सुई जैसी संरचनाएं) जो विभाजक को छेद सकती हैं, जिससे छोटे सर्किट हो सकते हैं। सुरक्षा के लिए उन्नत समाधान (जैसे, ठोस-राज्य इलेक्ट्रोलाइट्स) की आवश्यकता है।

  4।साइकिल जीवन

  • LI आयन:
    महत्वपूर्ण गिरावट से पहले 500-2000+ चक्रों के साथ परिपक्व प्रौद्योगिकी।

  • ली-धातु:
    ऐतिहासिक रूप से लघु चक्र जीवन डेंड्राइट विकास और इलेक्ट्रोलाइट अपघटन के कारण।सॉलिड-स्टेट ली-मेटलडिजाइन का उद्देश्य इसमें सुधार करना है।

  5।वाणिज्यिक स्थिति

  • LI आयन:
    उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ईवीएस और ग्रिड भंडारण पर हावी है।

  • ली-धातु:
    ज्यादातर प्रयोगात्मक। कुछ आला अनुप्रयोगों (जैसे, चिकित्सा उपकरण, सैन्य) में उपयोग किया जाता है। सॉलिड-स्टेट ली-मेटल बैटरी ईवीएस के लिए विकास में हैं।

    6।ली-मेटल का मुख्य लाभ

    इसकी अल्ट्रा-हाई एनर्जी घनत्व लंबी दूरी की ईवीएस और लाइटर इलेक्ट्रॉनिक्स को सक्षम कर सकती है-अगर सुरक्षा और दीर्घायु चुनौतियां हल हो जाती हैं।

    सारांश

    विशेषता	लिथियम आयन	लिथियम धातु
    एनोड	सीसा	धातु -संबंधी लिथियम
    ऊर्जा घनत्व	उच्च (250-300 WH/किग्रा)	बहुत उच्च (500+ WH/किग्रा)
    सुरक्षा	मध्यम (ज्वलनशील तरल)	उच्च जोखिम (डेंड्राइट्स)
    साइकिल जीवन	500-2000+ चक्र	सुधार (अभी भी आर एंड डी फोकस)
    परिपक्वता	बड़े पैमाने पर उत्पादन	सीमित व्यावसायीकरण

    दोनों प्रौद्योगिकियां लिथियम की इलेक्ट्रोकेमिकल क्षमता का लाभ उठाती हैं, लेकिन ली-मेटल का वादा भौतिक विज्ञान बाधाओं पर काबू पाने पर टिका है। ली-आयन आज व्यावहारिक विकल्प बना हुआ है, जबकि ली-मेटल अगली पीढ़ी के ऊर्जा भंडारण की सीमा का प्रतिनिधित्व करता है।