लिथियम-आयन बैटरियां कैसे काम करती हैं

इसके कार्य सिद्धांत को स्पष्ट करने के लिए LiCoO सिस्टम लिथियम-आयन सेकेंडरी बैटरी को एक उदाहरण के रूप में लेना। आम तौर पर, लिथियम-आयन सेकेंडरी बैटरियां एक सकारात्मक इलेक्ट्रोड, एक इलेक्ट्रोलाइट, एक विभाजक और एक नकारात्मक इलेक्ट्रोड से बनी होती हैं। चार्जिंग के दौरान, सकारात्मक इलेक्ट्रोड में लिथियम आयन LiCoO परत संरचना से निकलते हैं। सह तत्व की संयोजकता +III से +IV तक बढ़ जाती है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरती है। उसी समय, लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से बैटरी के नकारात्मक इलेक्ट्रोड में स्थानांतरित हो जाते हैं। कार्बन सामग्री की स्तरित संरचना में कार्बन के साथ संयोजन से LiCx उत्पन्न होता है। जब बैटरी किसी लोड से जुड़ी होती है, तो दो इलेक्ट्रोडों पर होने वाली प्रतिक्रियाएं चार्जिंग के दौरान होने वाली प्रतिक्रियाओं की विपरीत प्रतिक्रियाएं होती हैं। विभाजक सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोड के बीच स्थित है। विभाजक आयनों को संचारित कर सकता है लेकिन इलेक्ट्रॉनों को गुजरने की अनुमति नहीं देता है। साथ ही, जब बैटरी के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच एक निश्चित डिग्री का माइक्रो शॉर्ट सर्किट होता है, तो विभाजक भी अवरुद्ध और सुरक्षात्मक भूमिका निभाता है।

लिथियम-आयन बैटरियों को 3.6V पर रेट किया गया है। जब बैटरी पूरी तरह चार्ज हो जाती है तो वोल्टेज (जिसे टर्मिनेशन वोल्टेज कहा जाता है) आम तौर पर 4.2V होता है; लिथियम-आयन बैटरी का समाप्ति वोल्टेज 2.5V है। यदि उपयोग के दौरान वोल्टेज 2.5V तक गिर जाने के बाद भी लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग जारी रहता है, तो इसे ओवर-डिस्चार्ज कहा जाता है, जिससे बैटरी को नुकसान होगा।
लिथियम-आयन बैटरियां अपेक्षाकृत महंगी होती हैं। यदि इसकी चार्जिंग और उपयोग की आवश्यकताएं पूरी नहीं की जाती हैं, तो इसमें विस्फोट होना और इसका जीवनकाल कम होना आसान है। क्योंकि लिथियम-आयन बैटरियां तापमान, ओवरवॉल्टेज, ओवरकरंट और ओवरडिस्चार्ज के प्रति बहुत संवेदनशील होती हैं, सभी बैटरियों में एकीकृत थर्मिस्टर्स (चार्जिंग तापमान की निगरानी) और ओवरवॉल्टेज, ओवरकरंट और ओवरडिस्चार्ज के खिलाफ सुरक्षा सर्किट होते हैं।