ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છેલિથિયમ-આયન બેટરી(li-ion): નળાકાર કોષો, પ્રિઝમેટિક કોષો અને પાઉચ કોષો. EV ઉદ્યોગમાં, સૌથી આશાસ્પદ વિકાસ નળાકાર અને પ્રિઝમેટિક કોષોની આસપાસ ફરે છે. જ્યારે તાજેતરના વર્ષોમાં નળાકાર બેટરી ફોર્મેટ સૌથી વધુ લોકપ્રિય રહ્યું છે, ત્યારે ઘણા પરિબળો સૂચવે છે કે પ્રિઝમેટિક કોષો કબજે કરી શકે છે.

શું છેપ્રિઝમેટિક કોષો

અપ્રિઝમેટિક કોષએક કોષ છે જેની રસાયણશાસ્ત્ર એક કઠોર કેસીંગમાં બંધાયેલ છે. તેનો લંબચોરસ આકાર બેટરી મોડ્યુલમાં બહુવિધ એકમોને કાર્યક્ષમ રીતે સ્ટેક કરવાની મંજૂરી આપે છે. બે પ્રકારના પ્રિઝમેટિક કોષો છે: કેસીંગની અંદરના ઇલેક્ટ્રોડ શીટ્સ (એનોડ, વિભાજક, કેથોડ) કાં તો સ્ટેક્ડ હોય છે અથવા વળેલું અને સપાટ હોય છે.

સમાન વોલ્યુમ માટે, સ્ટેક્ડ પ્રિઝમેટિક કોષો એક જ સમયે વધુ ઊર્જા મુક્ત કરી શકે છે, જે વધુ સારી કામગીરી પ્રદાન કરે છે, જ્યારે ફ્લેટન્ડ પ્રિઝમેટિક કોષો વધુ ઊર્જા ધરાવે છે, જે વધુ ટકાઉપણું પ્રદાન કરે છે.

પ્રિઝમેટિક કોષો મુખ્યત્વે ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીઓ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે. તેમના મોટા કદ તેમને ઇ-બાઇક અને સેલફોન જેવા નાના ઉપકરણો માટે ખરાબ ઉમેદવાર બનાવે છે. તેથી, તેઓ ઊર્જા-સઘન એપ્લિકેશનો માટે વધુ યોગ્ય છે.

નળાકાર કોષો શું છે?

અનળાકાર કોષએક કઠોર સિલિન્ડર કેનમાં બંધાયેલ કોષ છે. નળાકાર કોષો નાના અને ગોળાકાર હોય છે, જેના કારણે તેમને તમામ કદના ઉપકરણોમાં સ્ટેક કરવાનું શક્ય બને છે. અન્ય બેટરી ફોર્મેટથી વિપરીત, તેમનો આકાર સોજો અટકાવે છે, જે બેટરીમાં એક અનિચ્છનીય ઘટના છે જ્યાં કેસીંગમાં વાયુઓ એકઠા થાય છે.

નળાકાર કોષોનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ લેપટોપમાં કરવામાં આવતો હતો, જેમાં ત્રણ થી નવ કોષો હતા. ત્યારબાદ ટેસ્લાએ તેનો ઉપયોગ તેના પહેલા ઇલેક્ટ્રિક વાહનો (રોડસ્ટર અને મોડેલ S) માં કર્યો, જેમાં 6,000 થી 9,000 કોષો હતા, ત્યારે તેમને લોકપ્રિયતા મળી.

નળાકાર કોષોનો ઉપયોગ ઈ-બાઈક, તબીબી ઉપકરણો અને ઉપગ્રહોમાં પણ થાય છે. તેમના આકારને કારણે તેઓ અવકાશ સંશોધનમાં પણ આવશ્યક છે; વાતાવરણીય દબાણથી અન્ય કોષ સ્વરૂપો વિકૃત થઈ જશે. ઉદાહરણ તરીકે, મંગળ પર મોકલવામાં આવેલ છેલ્લું રોવર નળાકાર કોષોનો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરે છે. ફોર્મ્યુલા E ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રિક રેસ કાર તેમની બેટરીમાં રોવર જેવા જ કોષોનો ઉપયોગ કરે છે.

પ્રિઝમેટિક અને નળાકાર કોષો વચ્ચેના મુખ્ય તફાવતો

પ્રિઝમેટિક અને નળાકાર કોષોને અલગ પાડતી એકમાત્ર વસ્તુ આકાર નથી. અન્ય મહત્વપૂર્ણ તફાવતોમાં તેમનું કદ, વિદ્યુત જોડાણોની સંખ્યા અને તેમનો પાવર આઉટપુટ શામેલ છે.

કદ

પ્રિઝમેટિક કોષો નળાકાર કોષો કરતા ઘણા મોટા હોય છે અને તેથી દરેક કોષમાં વધુ ઊર્જા હોય છે. તફાવતનો અંદાજ લગાવવા માટે, એક પ્રિઝમેટિક કોષમાં 20 થી 100 નળાકાર કોષો જેટલી જ ઊર્જા હોઈ શકે છે. નળાકાર કોષોના નાના કદનો અર્થ એ છે કે તેઓ ઓછી શક્તિની જરૂર હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે વાપરી શકાય છે. પરિણામે, તેઓ વિવિધ કાર્યક્રમો માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

જોડાણો

પ્રિઝમેટિક કોષો નળાકાર કોષો કરતા મોટા હોવાથી, સમાન માત્રામાં ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવા માટે ઓછા કોષોની જરૂર પડે છે. આનો અર્થ એ છે કે સમાન વોલ્યુમ માટે, પ્રિઝમેટિક કોષોનો ઉપયોગ કરતી બેટરીઓમાં ઓછા વિદ્યુત જોડાણો હોય છે જેને વેલ્ડિંગ કરવાની જરૂર હોય છે. પ્રિઝમેટિક કોષો માટે આ એક મોટો ફાયદો છે કારણ કે ઉત્પાદન ખામીઓ માટે ઓછી તકો હોય છે.

શક્તિ

નળાકાર કોષો પ્રિઝમેટિક કોષો કરતાં ઓછી ઊર્જા સંગ્રહ કરી શકે છે, પરંતુ તેમની પાસે વધુ શક્તિ હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે નળાકાર કોષો પ્રિઝમેટિક કોષો કરતાં તેમની ઊર્જા ઝડપથી વિસર્જન કરી શકે છે. કારણ એ છે કે તેમની પાસે પ્રતિ amp-hour (Ah) વધુ જોડાણો છે. પરિણામે, નળાકાર કોષો ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એપ્લિકેશનો માટે આદર્શ છે જ્યારે પ્રિઝમેટિક કોષો ઊર્જા કાર્યક્ષમતાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે આદર્શ છે.

ઉચ્ચ-પ્રદર્શન બેટરી એપ્લિકેશન્સના ઉદાહરણોમાં ફોર્મ્યુલા E રેસ કાર અને મંગળ પર ઇન્જેન્યુઇટી હેલિકોપ્ટરનો સમાવેશ થાય છે. બંનેને આત્યંતિક વાતાવરણમાં આત્યંતિક પ્રદર્શનની જરૂર પડે છે.

શા માટે પ્રિઝમેટિક કોષો કબજો કરી રહ્યા છે

EV ઉદ્યોગ ઝડપથી વિકસિત થઈ રહ્યો છે, અને તે અનિશ્ચિત છે કે પ્રિઝમેટિક કોષો પ્રબળ રહેશે કે નળાકાર કોષો. હાલમાં, નળાકાર કોષો EV ઉદ્યોગમાં વધુ વ્યાપક છે, પરંતુ એવું માનવા માટે કારણો છે કે પ્રિઝમેટિક કોષો લોકપ્રિયતા મેળવશે.

પ્રથમ, પ્રિઝમેટિક કોષો ઉત્પાદન પગલાંઓની સંખ્યા ઘટાડીને ખર્ચ ઘટાડવાની તક આપે છે. તેમના ફોર્મેટથી મોટા કોષોનું ઉત્પાદન શક્ય બને છે, જે સાફ અને વેલ્ડિંગ કરવાની જરૂર હોય તેવા વિદ્યુત જોડાણોની સંખ્યા ઘટાડે છે.

પ્રિઝમેટિક બેટરીઓ લિથિયમ-આયર્ન ફોસ્ફેટ (LFP) રસાયણશાસ્ત્ર માટે આદર્શ ફોર્મેટ પણ છે, જે સસ્તી અને વધુ સુલભ સામગ્રીનું મિશ્રણ છે. અન્ય રસાયણશાસ્ત્રોથી વિપરીત, LFP બેટરીઓ એવા સંસાધનોનો ઉપયોગ કરે છે જે ગ્રહ પર દરેક જગ્યાએ ઉપલબ્ધ છે. તેમને નિકલ અને કોબાલ્ટ જેવી દુર્લભ અને ખર્ચાળ સામગ્રીની જરૂર નથી જે અન્ય કોષ પ્રકારોની કિંમતમાં વધારો કરે છે.

LFP પ્રિઝમેટિક કોષો ઉભરી રહ્યા હોવાના મજબૂત સંકેતો છે. એશિયામાં, EV ઉત્પાદકો પહેલાથી જ LiFePO4 બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે, જે પ્રિઝમેટિક ફોર્મેટમાં LFP બેટરીનો એક પ્રકાર છે. ટેસ્લાએ એમ પણ જણાવ્યું હતું કે તેણે તેની કારના સ્ટાન્ડર્ડ રેન્જ વર્ઝન માટે ચીનમાં ઉત્પાદિત પ્રિઝમેટિક બેટરીનો ઉપયોગ શરૂ કરી દીધો છે.

જોકે, LFP રસાયણશાસ્ત્રમાં મહત્વપૂર્ણ ગેરફાયદા છે. એક તો, તેમાં હાલમાં ઉપયોગમાં લેવાતા અન્ય રસાયણશાસ્ત્રો કરતાં ઓછી ઉર્જા હોય છે અને તેથી, ફોર્મ્યુલા 1 ઇલેક્ટ્રિક કાર જેવા ઉચ્ચ-પ્રદર્શન વાહનો માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. વધુમાં, બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સ (BMS) ને બેટરીના ચાર્જ સ્તરની આગાહી કરવામાં મુશ્કેલી પડે છે.

વિશે વધુ જાણવા માટે તમે આ વિડિઓ જોઈ શકો છોએલએફપીરસાયણશાસ્ત્ર અને તે શા માટે લોકપ્રિયતા મેળવી રહ્યું છે.