लिथियम-आयन बैटरी: परिभाषा

लिथियम-आयन बैटरी (Lithium-ion battery)

रिचार्जेबल बैटरी जिसमें लिथियम आयन ग्रेफाइट एनोड और मेटल-ऑक्साइड या फॉस्फेट कैथोड के बीच आते-जाते हैं। EV और ग्रिड स्टोरेज में यही केमिस्ट्री सबसे ज्यादा चलती है।

लिथियम-आयन बैटरी अपने इलेक्ट्रोडों की क्रिस्टल संरचना में लिथियम आयन समाकर (इंटरकेलेशन) ऊर्जा जमा करती है। डिस्चार्ज के दौरान आयन एनोड (आमतौर पर ग्रेफाइट, कभी-कभी सिलिकॉन मिलाकर) से तरल इलेक्ट्रोलाइट (ऑर्गेनिक कार्बोनेट में LiPF6) से होकर कैथोड तक जाते हैं, जबकि इलेक्ट्रॉन बाहरी सर्किट से बहते हैं। सेल की पहचान काफी हद तक कैथोड केमिस्ट्री से होती है: LFP, NMC, NCA या LMO।

Cell energy (Wh) = nominal voltage (V) x capacity (Ah)
Typical nominal voltage: NMC 3.6–3.7 V; LFP 3.2 V

सेल स्तर पर भार के हिसाब से आम ऊर्जा घनत्व LFP में लगभग 160–205 Wh/kg से लेकर हाई-निकल NMC में 250–300 Wh/kg तक होता है। राउंड-ट्रिप दक्षता सेल स्तर पर 90–95% और इन्वर्टर व सहायक लोड समेत पूरे ग्रिड सिस्टम के लिए लगभग 85–90% रहती है। पैक की कीमत 2010 में 1,000 USD/kWh से ज्यादा थी, जो 2024 में लगभग 115 USD/kWh रह गई (BloombergNEF), और स्टेशनरी LFP पैक इससे भी सस्ते हैं। इसी गिरावट ने EV और BESS में उछाल ला दिया।

मुख्य सीमाएं हैं थर्मल रनअवे का खतरा (जिसे केमिस्ट्री के चुनाव, सेलों के बीच दूरी और बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम से कम किया जाता है), समय और चक्रों के साथ उम्र बढ़ना, और लिथियम, निकल, कोबाल्ट व ग्रेफाइट की सप्लाई चेन पर निर्भरता। बैटरी स्टोरेज तकनीक वाला पेज देखें।

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