लिथियम धातु बैटरी: Difference between revisions

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This article is about डिस्पोजेबल लिथियम बैटरी. For सामान्य रिचार्जेबल बैटरियाँ, see लिथियम आयन बैटरी.
CR2032 बैटरी लिथियम बटन सेल बैटरी।
लिथियम PP3 बैटरी, पीपी3 बैटरी और Aएए बैटरी आकार। शीर्ष वस्तु तीन लिथियम-मैंगनीज डाइऑक्साइड कोशिकाओं की एएए बैटरी है, नीचे दो लिथियम-लौह डाइसल्फ़ाइड कोशिकाएं हैं और 1.5-वोल्ट क्षारीय कोशिकाओं के साथ संगत हैं।

लिथियम धातु बैटरी प्राथमिक बैटरियां होती है जिनमें एनोड के रूप में धात्विक लिथियम होता है। लिथियम आयन बैटरी के आविष्कार के बाद इस प्रकार की बैटरी को लिथियम-मेटल बैटरी भी कहा जाता है। अधिकांश लिथियम धातु बैटरी गैर-रिचार्जेबल हैं। चूँकि, रिचार्जेबल लिथियम धातु बैटरी भी विकास के अधीन हैं। 2007 के बाद से, खतरनाक सामान विनियम लिथियम धातु बैटरी (यूएन 3090) और लिथियम-आयन बैटरी (यूएन 3480) के बीच अंतर करते हैं।[1]

वे अपने उच्च चार्ज घनत्व और प्रति यूनिट उच्च लागत के कारण अन्य बैटरियों से अलग हैं। उपयोग किए गए डिज़ाइन और रासायनिक यौगिकों के आधार पर, लिथियम कोशिकाएं 1.5 V (जस्ता-कार्बन या क्षारीय बैटरी की तुलना में) से लगभग 3.7 V तक वोल्टेज उत्पन्न कर सकती हैं।

डिस्पोजेबल प्राथमिक लिथियम बैटरी को माध्यमिक लिथियम आयन बैटरी से अलग किया जाना चाहिए | लिथियम-आयन या लिथियम पॉलिमर बैटरी | लिथियम-बहुलक[2] जो फिर से चार्ज करने लायक संप्रहार बैटरी हैं और इनमें कोई धातु लिथियम नहीं है। लिथियम विशेष रूप से उपयोगी है, क्योंकि इसके आयनों को एनोड और कैथोड के बीच स्थानांतरित करने के लिए व्यवस्थित किया जा सकता है, कैथोड वस्तु के रूप में एक अंतर्क्रिया (रसायन विज्ञान) लिथियम रासायनिक यौगिक का उपयोग करते हुए किन्तु एनोड सामग्री के रूप में लिथियम धातु का उपयोग किए बिना होता है। शुद्ध लिथियम तुरन्त पानी या यहाँ तक कि हवा में नमी के साथ प्रतिक्रिया करेगा; लिथियम-आयन बैटरी में लिथियम एक कम प्रतिक्रियाशील यौगिक होता है।

पोर्टेबल उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में लिथियम बैटरी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। लिथियम बैटरी शब्द विभिन्न लिथियम-मेटल केमिस्ट्री के एक परिवार को संदर्भित करता है, जिसमें कई प्रकार के कैथोड और इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं किन्तु सभी धातु लिथियम एनोड के रूप में होते हैं। बैटरी को 0.15 से 0.3 किलोग्राम लिथियम प्रति kWh की आवश्यकता होती है। जैसा कि डिजाइन किया गया है कि ये प्राथमिक प्रणालियां एक आवेशित कैथोड का उपयोग करती हैं, जो क्रिस्टलोग्राफिक रिक्तियों के साथ एक विद्युत-सक्रिय सामग्री है जो निर्वहन के समय धीरे-धीरे भर जाती है।

एमएनओ के साथ लिथियम बटन सेल बैटरी का आरेख2 (मैंगनीज डाइऑक्साइड) कैथोड पर।

उपभोक्ता अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सबसे सामान्य प्रकार के लिथियम सेल धातु लिथियम को एनोड और मैंगनीज डाइऑक्साइड को कैथोड के रूप में उपयोग करते हैं विद्युतअपघट्य के रूप में एक कार्बनिक विलायक में लिथियम के नमक के साथ मिल होता है।[3]

इतिहास

Page 'बैटरी का इतिहास लिथियम और लिथियम-आयन बैटरी' not found

रसायन विज्ञान

रसायन विज्ञान कैथोड विद्युतअपघट्य नाममात्र

वोल्टेज

विवृत परिपथ वोल्टता Wh/kg Wh/L
Li–MnO2
आईईसी कोड: सी),
"सीआर" 		ताप-उपचारित मैंगनीज डाइऑक्साइड एक कार्बनिक विलायक मे लीथियम परक्लोरेट (कई सामान्य कोशिकाओं में प्रोपलीन कार्बोनेट और डाइमेथोक्सीथेन[4][5][6]) 3 V 3.3 V 280 580
"ली-एमएन". सबसे सामान्य उपभोक्ता-ग्रेड लिथियम बैटरी, लिथियम बैटरी बाजार का लगभग 80% सस्ती सामग्री का उपयोग करता है। कम जल निकासी, लंबे जीवन, कम लागत वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होता है। द्रव्यमान और आयतन दोनों के अनुसार उच्च ऊर्जा घनत्व होता है। परिचालन तापमान -30 ° सेल्सियस से 60 °सेल्सियस तक होता है। उच्च पल्स धाराएँ प्रदान कर सकता है।[7]डिस्चार्ज के साथ, आंतरिक प्रतिबाधा बढ़ जाती है और टर्मिनल वोल्टेज कम हो जाता है। उच्च तापमान पर उच्च स्व-निर्वहन होता है। 1,2-डाइमेथोक्सीथेन अत्यंत उच्च स्थिति का एक REACH प्रार्थक तत्व होता है।
Li–(CF)x
(IEC code: B),
"BR" 		कार्बन मोनोफ्लोराइड प्रोपलीन कार्बोनेट, डाइमेथोक्सीथेन, या गामा-ब्यूटिरोलैक्टोन में लिथियम टेट्राफ्लोरोबोरेट 3 V 3.1 V 360–500 1,000
ग्रेफाइट पाउडर मे फ्लोरीन के उच्च तापमान के मिश्रण से कैथोड सामग्री बनती है। मैंगनीज डाइऑक्साइड (सीआर) की तुलना में, जिसका नाममात्र वोल्टेज समान है, यह अधिक विश्वसनीयता प्रदान करता है। मैंगनीज डाइऑक्साइड (सीआर) की तुलना में, जिसका नाममात्र वोल्टेज समान है, यह अधिक विश्वसनीयता प्रदान करता है।[7] मेमोरी और क्लॉक बैकअप बैटरियों में निम्न से मध्यम वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, 1976 से अंतरिक्ष के लिए योग्य, स्थलीय और समुद्री दोनों सैन्य अनुप्रयोगों में, मिसाइलों में और कृत्रिम कार्डियक पेसमेकर मे [8] लगभग 80°C तक संचालित होता है। बहुत कम स्व-निर्वहन (60 डिग्री सेल्सियस पर <0.5%/वर्ष, 85 डिग्री सेल्सियस पर <1%/वर्ष)। 1970 के दशक में मत्सुशिता द्वारा विकसित किया गया।[9]
Li–FeS2
(IEC code: F),
"FR" 		आयरन डाइसल्फ़ाइड प्रोपलीन कार्बोनेट, डाइऑक्सोलेन,, डाइमेथोक्सीथेन 1.4–1.6 V 1.8 V 297​[10]
"लिथियम-आयरन", "Li/Fe"। "वोल्टेज-संगत" लिथियम कहा जाता है, यह अपने 1.5 वी नाममात्र वोल्टेज के साथ क्षारीय बैटरी के प्रतिस्थापन के रूप में काम कर सकता है। जैसे, AA की एनर्जाइज़र लिथियम कोशिकाएं[11]और AAA आकार इस रसायन शास्त्र को नियोजित करते हैं। क्षारीय बैटरियों की तुलना में उच्च धारा निर्वहन व्यवस्था के लिए 2.5 गुना अधिक जीवनकाल, कम स्व-निर्वहन (10-20 वर्ष) के कारण बेहतर स्टोरेज जीवन। FeS2 होता है कैथोड को अधिकांशतः पाउडर ग्रेफाइट के साथ मिश्रित आयरन सल्फाइड पाउडर के पेस्ट के रूप में डिज़ाइन किया जाता है। रूपांतर Li-CuFeS2 होता है।
Li–SOCl2
(IEC code: E) 		थियोनिल क्लोराइड थियोनिल क्लोराइड में लिथियम टेट्राक्लोरोएल्यूमिनेट 3.5 V 3.65 V 500–700 1,200
तरल कैथोड. कम तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए. -55°C तक काम कर सकता है, जहां यह अपनी निर्धारित क्षमता का 50% से अधिक निरंतर रखता है। नाममात्र उपयोग में नगण्य मात्रा में गैस उत्पन्न होती है, दुरुपयोग में सीमित मात्रा में। इसमें अपेक्षाकृत उच्च आंतरिक प्रतिबाधा और सीमित शॉर्ट-परिपथ करंट है। उच्च ऊर्जा घनत्व, लगभग 500 Wh/kg। विषाक्त। इलेक्ट्रोलाइट पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स और मेमोरी बैकअप के लिए कम-वर्तमान कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है। उच्च-वर्तमान कोशिकाओं का उपयोग सैन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है। दीर्घ स्टोरेज में, एनोड पर निष्क्रियता परत बनती है, जिससे सेवा में डालने पर अस्थायी वोल्टेज विलंब हो सकता है। उच्च लागत और सुरक्षा संबंधी चिंताएँ नागरिक अनुप्रयोगों में उपयोग को सीमित करती हैं। छोटा करने पर विस्फोट हो सकता है। अंडरराइटर्स लैबोरेट्रीज़ को इन बैटरियों के प्रतिस्थापन के लिए एक प्रशिक्षित तकनीशियन की आवश्यकता होती है। खतरनाक अपशिष्ट, कक्षा 9 नौप्रेषण[12] उपभोक्ता या सामान्य प्रयोजन बैटरियों के लिए उपयोग नहीं किया जाता है।
Li–SOCl2,BrCl, Li–BCX
(IEC code: E) 		थियोनिल क्लोराइड के साथ ब्रोमीन क्लोराइड थियोनिल क्लोराइड में लिथियम टेट्राक्लोरोएल्यूमिनेट 3.7–3.8  V 3.9 V 350 770
तरल कैथोड, थियोनिल क्लोराइड बैटरी का एक प्रकार, 300 एमवी उच्च वोल्टेज के साथ। जैसे ही डिस्चार्ज के पहले 10-20% के समय ब्रोमीन क्लोराइड की खपत हो जाती है, उच्च वोल्टेज वापस 3.5 वी तक गिर जाता है। ऐसा माना जाता है कि अतिरिक्त ब्रोमीन क्लोराइड वाली कोशिकाओं का दुरुपयोग होने पर वे अधिक सुरक्षित होती हैं।
Li–SO2Cl2
(IEC code: Y) 		सल्फ्यूरिल क्लोराइड सल्फ्यूरिल क्लोराइड में लिथियम टेट्राक्लोरोएल्यूमिनेट 3.7 V 3.95 V 330 720
तरल कैथोड. थियोनिल क्लोराइड के समान। डिस्चार्ज के परिणामस्वरूप मौलिक सल्फर का निर्माण नहीं होता है, जिसे कुछ खतरनाक प्रतिक्रियाओं में सम्मलित माना जाता है, इसलिए सल्फ्यूरल क्लोराइड बैटरियां अधिक सुरक्षित हो सकती हैं। इलेक्ट्रोलाइट द्वारा लिथियम एनोड को संक्षारित करने की प्रवृत्ति के कारण वाणिज्यिक तैनाती में बाधा आती है, जिससे शेल्फ जीवन कम हो जाता है। कुछ कोशिकाओं को दुरुपयोग के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाने के लिए उनमें क्लोरीन मिलाया जाता है। कार्बन कैथोड के ध्रुवीकरण के कारण, सल्फ्यूरिल क्लोराइड कोशिकाएं थियोनिल क्लोराइड कोशिकाओं की तुलना में कम अधिकतम धारा देती हैं। सल्फ्यूरिल क्लोराइड पानी के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करता है, जिससे हाइड्रोजन क्लोराइड और सल्फ्यूरिक एसिड निकलता है।[13]
Li–SO2
(IEC code: W) 		टेफ्लॉन-बंधित कार्बन पर सल्फर डाइऑक्साइड सल्फर डाइऑक्साइड में लिथियम ब्रोमाइड थोड़ी मात्रा में एसीटोनिट्राइल के साथ 2.85 V 3.0 V 250 400
तरल कैथोड. -55°C तक और +70°C तक काम कर सकता है। इसमें उच्च दबाव पर तरल SO2 होता है। सुरक्षा वेंट की आवश्यकता है, कुछ स्थितियों में विस्फोट हो सकता है। उच्च ऊर्जा घनत्व। उच्च लागत। कम तापमान और उच्च धाराओं पर, Li-MnO2 से बेहतर प्रदर्शन करता है। विषाक्त। एसीटोनिट्राइल लिथियम साइनाइड, और उच्च तापमान में हाइड्रोजन साइनाइड बना सकता है। सैन्य अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

ब्रोमीन मोनोक्लोराइड मिलाने से वोल्टेज 3.9V तक बढ़ सकता है और ऊर्जा घनत्व बढ़ सकता है।[14]

Li–I2 आयोडीन जिसे एक ठोस कार्बनिक चार्ज ट्रांसफर कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए पॉली-2-विनाइलपाइरीडीन (पी2वीपी) के साथ मिश्रित और गर्म किया गया है। क्रिस्टलीय लिथियम आयोडाइड की एक ठोस मोनोमोलेक्युलर परत जो एनोड से कैथोड तक लिथियम आयनों का संचालन करती है किन्तु आयोडीन का संचालन नहीं करती है।[15] 2.8 V 3.1 V
ठोस इलेक्ट्रोलाइट।बहुत उच्च विश्वसनीयता और कम स्व-निर्वहन दर। चिकित्सा अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जिनके लिए लंबे जीवन की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए। पेसमेकर शॉर्ट परिपथ के अनुसार भी गैस उत्पन्न नहीं होती है। ठोस-अवस्था रसायन विज्ञान, सीमित शॉर्ट-परिपथ धारा, केवल कम-वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होता है। लिथियम आयोडाइड के अवक्षेपण के कारण डिस्चार्ज की डिग्री के साथ टर्मिनल वोल्टेज घटता जाता है।
Li–Ag2CrO4 सिल्वर क्रोमेट लिथियम परक्लोरेट विलयन 3.1/2.6 V 3.45 V
बहुत उच्च विश्वसनीयता. डिस्चार्ज के एक निश्चित प्रतिशत तक पहुंचने के बाद 2.6 वी का पठार आसन्न डिस्चार्ज की पूर्व चेतावनी देता है। विशेष रूप से चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए विकसित किया गया, उदाहरण के लिए, प्रत्यारोपित गतिचालक होता है।
Li–Ag2V4O11,
Li–SVO,
Li–CSVO 		सिल्वर ऑक्साइड+वैनेडियम पेंटोक्साइड (एसवीओ) डाइमेथोक्सीथेन के साथ प्रोपलीन कार्बोनेट मे लिथियम हेक्साफ्लोरोफॉस्फेट या लिथियम हेक्साफ्लोरोआर्सेनेट
चिकित्सीय अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है, जैसे इम्प्लांटेबल डिफाइब्रिलेटर, न्यूरोस्टिमुलेटर और ड्रग इन्फ्यूजन सिस्टम। अन्य इलेक्ट्रॉनिक्स में भी उपयोग के लिए प्रस्तावित, जैसे आपातकालीन लोकेटर ट्रांसमीटर। उच्च ऊर्जा घनत्व. लंबी संग्रहण और उपयोग अवधि। 37°C के नाममात्र तापमान पर निरंतर संचालन में सक्षम [16] एक पठार के साथ दो चरणीय निर्वहन होते है। आउटपुट वोल्टेज डिस्चार्ज की डिग्री के अनुपातिक रूप से घटता है। दुरुपयोग के प्रति प्रतिरोधी होता है।
Li–CuO
(IEC code: G),
"GR" 		कॉपर (II) ऑक्साइड लिथियम परक्लोरेट डाइऑक्सोलेन में घुल गया 1.5 V 2.4 V
150°C तक काम कर सकता है। जिंक-कार्बन और क्षारीय बैटरियों के प्रतिस्थापन के रूप में विकसित किया गया "वोल्टेज अप" समस्या, ओपन-परिपथ और नाममात्र वोल्टेज के बीच उच्च अंतर। 1990 के दशक के मध्य तक इसका उत्पादन किया गया, इसकी जगह लिथियम-आयरन सल्फाइड ने ले ली। वर्तमान उपयोग सीमित है.
Li–Cu4O(PO4)2 कॉपर ऑक्सीफॉस्फेट
देखे Li–CuO
Li–CuS कॉपर सल्फाइड लिथियम नमक या टेट्राअल्काइलमोनियम क्लोराइड जैसे नमक को एक कार्बनिक विलायक में LiClO4 में विलयन कर दिया जाता है जो एक स्टेबलाइजर के रूप में 1,2-डाइमेथॉक्सी इथेन, 1,3-डाइऑक्सोलेन और 2,5-डाइमेथाइलॉक्साज़ोल का मिश्रण होता है।[17] 1.5 V
Li–PbCuS लेड सल्फाइड और कॉपर सल्फाइड 1.5 V 2.2 V
Li–FeS आयरन सल्फाइड प्रोपलीन कार्बोनेट, डाइऑक्सोलेन, डाइमेथोक्सीथेन, 1.5–1.2 V
"लिथियम-आयरन", "Li/Fe"। क्षारीय बैटरियों के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किया जाता है। लिथियम-आयरन डाइसल्फ़ाइड देखें।
Li–Bi2Pb2O5 सीसा बिस्मथेट 1.5 V 1.8 V
उच्च ऊर्जा घनत्व, रिसाव की कम प्रवृत्ति और उच्च तापमान पर बेहतर प्रदर्शन के साथ सिल्वर-ऑक्साइड बैटरियों, का प्रतिस्थापन होता है।
Li–Bi2O3 बिस्मथ ट्राइऑक्साइड 1.5 V 2.04 V
Li–V2O5 वैनेडियम पेंटोक्साइड 3.3/2.4 V 3.4 V 120/260 300/660
दो निर्वहन पठार. कम दबाव। पुनःआवेशनीय। रिजर्व बैटरियों में उपयोग किया जाता है।
Li–CuCl2 Copper chloride LiAlCl4 or LiGaCl4 in SO2, एक तरल, अकार्बनिक, गैर-जलीय इलेक्ट्रोलाइट।
पुनःआवेशनीय । इस सेल में डिस्चार्ज होने पर तीन वोल्टेज पठार होते हैं । (3.3  V, 2.9  V, and 2.5  V).[18]पहले पठार के नीचे निर्वहन से कोशिका का जीवन कम हो जाता है। [18] SO2 में घुले जटिल नमक का कमरे के तापमान पर शुद्ध सल्फर डाइऑक्साइड की तुलना में कम वाष्प दबाव होता है,[19] Li–SO2 बैटरियों की तुलना में निर्माण को सरल और सुरक्षित बनाता है।
Li/Al–MnO2, "ML" मैंगनीज डाइऑक्साइड 3 V​[20]
पुनःआवेशनीय एनोड एक लिथियम-एल्यूमीनियम मिश्र धातु है।.[20][21] मुख्य रूप से मैक्सेल द्वारा विपणन किया जाता है।
Li/Al–V2O5, "VL" वैनेडियम पेंटोक्साइड 3 V​[22]
पुनःआवेशनीय एनोड एक ली-अल मिश्र धातु है।[23]
Li–Se सेलेनियम गैर-जलीय कार्बोनेट इलेक्ट्रोलाइट्स 1.9 V​[24]
Li–air छिद्रित कार्बन कार्बनिक, जलीय, ग्लास-सिरेमिक (बहुलक-सिरेमिक कंपोजिट) 1,800–660​[25] 1,600–600​[25]
पुनःआवेशनीय बैटरी As of 2012, क्षमता खोए बिना कई डिस्चार्ज चक्र प्राप्त करने में कठिनाइयों के कारण कोई व्यावसायिक कार्यान्वयन उपलब्ध नहीं होता है।[25] कई संभावित कार्यान्वयन हैं, प्रत्येक की अलग-अलग ऊर्जा क्षमताएं, फायदे और नुकसान हैं। नवंबर 2015 में, कैम्ब्रिज विश्वविद्यालयके शोधकर्ताओं की एक टीम ने बैटरी जीवन और बैटरी दक्षता को बढ़ाने में सक्षम चार्जिंग प्रक्रिया विकसित करके लिथियम-एयर बैटरी पर काम को आगे बढ़ाया। उनके काम के परिणामस्वरूप एक ऐसी बैटरी तैयार हुई जो उच्च ऊर्जा घनत्व, 90% से अधिक दक्षता प्रदान करती है और इसे 2,000 बार तक रिचार्ज किया जा सकता है। लिथियम-एयर बैटरियों को "अंतिम" बैटरियों के रूप में वर्णित किया गया है क्योंकि वे नियमित लिथियम-आयन बैटरियों द्वारा दी जाने वाली ऊर्जा की तुलना में दस गुना अधिक उच्च सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व का प्रस्ताव करती हैं। पहली बार 1996 में अब्राहम और जियांग द्वारा एक अनुसंधान वातावरण में विकसित किया गया था।[26] टोयोटा ने सितंबर 2021 में एक कार्यशील सॉलिड-स्टेट बैटरी वाले वाहन को बढ़ावा दिया; लागत के कारण कंपनी पूरी तरह से इलेक्ट्रिक वाहनों तक पहुंचने से पहले, 2025 में इसे हाइब्रिड वाहन में उपयोग करने की योजना बना रही है।[27] व्यावसायीकरण पर काम करने वाली अन्य कंपनियों मेंक्वांटमस्केप और ठोस ऊर्जा (फोर्ड मोटर कंपनी और बीएमडब्ल्यू द्वारा वित्त पोषित) सम्मलित होता हैं। [27]
Li–FePO4 लिथियम आयरन फॉस्फेट एथिलीन कार्बोनेट–डाइमिथाइल कार्बोनेट (EC–DMC) 1–1 लिथियम परक्लोरेट (LiClO
4) 1M 		3.0 ~ 3.2 V 3.2 V 90–160​[28][29] 325 Wh/L
(1,200 kJ/L)​[29]
LiFePO
4 की विशिष्ट क्षमता संबंधित लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड (LiCoO
2) से अधिक है, रसायन विज्ञान, किन्तु इसके कम प्रचालन वोल्टता के कारण इसका ऊर्जा घनत्व कम होता है। LiFePO
4 का मुख्य दोष इसकी कम विद्युत चालकता होती है इसलिए अल्प लागत,

कम विषाक्तता, पूर्णतः स्पष्ट निष्पादन, दीर्घकालिक स्थिरता, आदि है। LiFePO
4 वाहन उपयोग, उपयोगिता पैमाने के स्थिर अनुप्रयोगों और पूर्तिकर ऊर्जा में अनेक तालिकाएँ खोजते है।

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय सैन डिएगो ने एक इलेक्ट्रोलाइट रसायन विकसित किया है जो लिथियम बैटरी को -60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चलाने की अनुमति देता है। इलेक्ट्रोलाइट्स इलेक्ट्रोकेमिकल कैपेसिटर को -80 डिग्री सेल्सियस तक कम चलाने में भी सक्षम बनाते हैं। पिछले कम तापमान की सीमा -40 डिग्री सेल्सियस है। कमरे के तापमान पर उच्च प्रदर्शन अभी भी बनाए रखा जाता है। यह लिथियम बैटरी और इलेक्ट्रोकेमिकल कैपेसिटर की ऊर्जा घनत्व और सुरक्षा में सुधार कर सकता है।[30]

अनुप्रयोग

लिथियम बैटरी कई लंबे जीवन, महत्वपूर्ण उपकरणों, जैसे पेसमेकर और अन्य प्रत्यारोपण योग्य इलेक्ट्रॉनिक चिकित्सा उपकरणों में आवेदन पाती हैं। ये डिवाइस 15 या अधिक वर्षों तक चलने के लिए डिज़ाइन की गई विशेष लिथियम-आयोडाइड बैटरी का उपयोग करते हैं। किन्तु अन्य, कम महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों जैसे कि खिलौनों के लिए, लिथियम बैटरी वास्तव में डिवाइस को खत्म कर सकती है। ऐसे स्थितियों में, एक महंगी लिथियम बैटरी लागत प्रभावी नहीं हो सकती।

घड़ियों और कैमरों जैसे कई उपकरणों में साधारण क्षारीय बैटरी के स्थान पर लिथियम बैटरी का उपयोग किया जा सकता है। चूँकि वे अधिक महंगे हैं, लिथियम सेल अधिक लंबा जीवन प्रदान करेंगे, जिससे बैटरी प्रतिस्थापन कम से कम होगा। चूँकि , सामान्य जस्ता कोशिकाओं का उपयोग करने वाले उपकरणों में ड्रॉप-इन प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग करने से पहले लिथियम कोशिकाओं द्वारा विकसित उच्च वोल्टेज पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

CR2450.jpg

उच्च क्षमता वाले महासागरीय लिथियम बैटरी पैक में लिथियम बैटरी भी मूल्यवान प्रमाणित होती हैं। जबकि लिथियम बैटरी पैक मानक महासागरीय पैक की तुलना में काफी अधिक महंगे हैं, वे क्षारीय पैक की क्षमता से तीन गुना अधिक क्षमता रखते हैं। रिमोट ओशनोग्राफिक इंस्ट्रूमेंटेशन (सामान्यतः जहाजों द्वारा) की सर्विसिंग की उच्च लागत अधिकांशतः इस उच्च लागत को सही ठहराती है।

आकार और प्रारूप

See also: बटन सेल, बैटरी नामकरण, and बैटरी आकारों की सूची

छोटे लिथियम बैटरी का उपयोग सामान्यतः छोटे, पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में किया जाता है, जैसे पर्सनल डिज़िटल एसिस्टेंट , घड़ियां, कैमकोर्डर, डिजिटल कैमरा, थर्मामीटर, कैलकुलेटर, पर्सनल कंप्यूटर BIOS (फर्मवेयर)[31] संचार उपकरण और दूरस्थ कार ताले। वे कई आकृतियों और आकारों में उपलब्ध हैं, जिनमें एक सामान्य किस्म 3-वोल्ट सिक्का प्रकार मैंगनीज किस्म है। सामान्य CR2032 बैटरी 20 मिमी व्यास और 3.2 मिमी मोटी होती है, जहां पहले दो अंक व्यास और अंतिम दो अंक मोटाई होते हैं। CR2025 समान 20 मिमी व्यास किन्तु 2.5 मिमी मोटा है।

इनमें से कई उपकरणों की भारी बिजली की मांग लिथियम बैटरी को विशेष रूप से आकर्षक विकल्प बनाती है। विशेष रूप से, लिथियम बैटरी डिजिटल कैमरा जैसे उपकरणों की संक्षिप्त, भारी वर्तमान मांगों का आसानी से समर्थन कर सकती हैं, और वे क्षारीय कोशिकाओं की तुलना में लंबी अवधि के लिए उच्च वोल्टेज बनाए रखती हैं।

लोकप्रियता

लिथियम प्राथमिक बैटरी जापान में सभी प्राथमिक बैटरी बिक्री का 28% हिस्सा है, किन्तु स्विट्जरलैंड में सभी बैटरी बिक्री का केवल 1% है। यूरोपीय संघ में माध्यमिक प्रकार सहित सभी बैटरी बिक्री का केवल 0.5% लिथियम प्राइमरी हैं।[32][33][34][35][dubious – discuss]

सुरक्षा मुद्दे और विनियमन

बैटरी क्षमता बढ़ाने के लिए कंप्यूटर उद्योग का अभियान झिल्ली विभाजक, एक पॉलीथीन या पॉलीप्रोपाइलीन फिल्म जैसे संवेदनशील घटकों की सीमा का परीक्षण कर सकता है जो केवल 20-25 माइक्रोमीटर मोटी होती है। 1991 में प्रस्तुत किए जाने के बाद से लिथियम बैटरी की ऊर्जा घनत्व दोगुनी से अधिक हो गई है। जब बैटरी को अधिक सामग्री रखने के लिए बनाया जाता है, तो विभाजक से निकल सकता है।

शीघ्र-निर्वहन समस्याएँ

लिथियम बैटरी अत्यधिक उच्च धाराएँ प्रदान कर सकती हैं और शॉर्ट-परिपथ होने पर बहुत तेज़ी से डिस्चार्ज हो सकती हैं। यद्यपि यह उन अनुप्रयोगों में उपयोगी है जहां उच्च धाराओं की आवश्यकता होती है, लिथियम बैटरी का एक बहुत तेज़ निर्वहन - विशेष रूप से यदि थर्मल रनअवे बैटरी कोशिकाओं के डिज़ाइन में सम्मलित होते हैं - तो बैटरी के अत्यधिक गरम होने का परिणाम हो सकता है (जो विद्युत प्रतिरोध को कम करता है) सेल के भीतर कोई कोबाल्ट सामग्री), टूटना, और एक विस्फोट भी। लिथियम-थियोनील क्लोराइड बैटरी इस प्रकार के निर्वहन के लिए विशेष रूप से अतिसंवेदनशील होती हैं। विस्फोट को रोकने के लिए उपभोक्ता बैटरी में सामान्यतः अतिधारा या तापीय संरक्षण या छिद्र सम्मलित होते हैं।

हवाई यात्रा

See also: बोइंग 787 ड्रीमलाइनर बैटरी की समस्या

1 जनवरी 2013 से, हवा से लिथियम बैटरी की ढुलाई के संबंध में IATA द्वारा बहुत सख्त नियम प्रस्तुत किए गए थे। इन्हें अंतर्राष्ट्रीय डाक संघ द्वारा अपनाया गया था; चूँकि, कुछ देश, उदा यूके ने निर्णय लिया है कि वे लिथियम बैटरियां तब तक स्वीकार नहीं करेंगे जब तक कि उन्हें उनके द्वारा संचालित उपकरणों में सम्मलित नहीं किया जाता।

उपरोक्त जोखिमों के कारण, लिथियम बैटरी की शिपिंग और ढुलाई कुछ स्थितियों में प्रतिबंधित है, विशेष रूप से हवा द्वारा लिथियम बैटरी का परिवहन।

यूनाइटेड स्टेट्स परिवहन सुरक्षा प्रशासन ने 1 जनवरी, 2008 को चेक और कैरी-ऑन सामान में लिथियम बैटरी पर प्रतिबंध लगाने की घोषणा की है। नियम लिथियम बैटरी को चेक किए गए सामान से डिवाइस में स्थापित नहीं करने से रोकते हैं और कुल लिथियम सामग्री द्वारा कैरी-ऑन सामान में उन्हें प्रतिबंधित करते हैं।[36]

ऑस्ट्रेलिया पोस्ट ने 2010 के समय मेल से में लिथियम बैटरी के परिवहन पर रोक लगा दी थी।[37]

2009 में राष्ट्रीय रासायनिक आपातकालीन केंद्र द्वारा लिथियम बैटरी के परिवहन के लिए ब्रिटेन के नियमों में संशोधन किया गया था।[38]

2009 के अंत में, कम से कम कुछ डाक प्रशासनों ने लिथियम बैटरी, लिथियम-आयन बैटरी और इनमें सम्मलित उत्पादों (जैसे लैपटॉप और सेल फोन) के एयरमेल शिपिंग (एक्सप्रेस मेल सेवा सहित) को प्रतिबंधित कर दिया। इन देशों में हांगकांग, संयुक्त राज्य अमेरिका और जापान हैं।[39][40][41]

मेथैंफ़ेटामीन लैब्स

अप्रयुक्त लिथियम बैटरियां मेथमफेटामाइन प्रयोगशालाओं में कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग के लिए लिथियम धातु का एक सुविधाजनक स्रोत प्रदान करती हैं। विशेष रूप से, लिथियम धातु बिर्च रिडक्शन विधि में पसयूडोएफेड्रिन और एफेड्रीन को मेथामफेटामाइन में कम कर देता है, जो निर्जल अमोनिया में भंग क्षार धातुओं के विलयन को नियोजित करता है।[42][43]

कुछ अधिकार क्षेत्र ने लिथियम बैटरी की बिक्री को प्रतिबंधित करने के लिए नियम पारित किए हैं या या व्यवसायों को अवैध मेथ प्रयोगशालाओं के निर्माण पर अंकुश लगाने में मदद करने के प्रयास में स्वैच्छिक प्रतिबंध लगाने के लिए कहा है। 2004 में वॉल-मार्ट स्टोर्स को डिस्पोजेबल लिथियम बैटरियों की बिक्री को मिसौरी में तीन पैकेजों और अन्य राज्यों में चार पैकेजों तक सीमित करने की सूचना मिली थी।[44]

अंतर्ग्रहण पर स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं

बटन सेल बैटरियां छोटे बच्चों के लिए आकर्षक होती हैं और अधिकांशतः इनका सेवन किया जाता है। पिछले 20 वर्षों में, चूँकि एक वर्ष में उपयोग की जाने वाली बटन सेल बैटरियों की कुल संख्या में वृद्धि नहीं हुई है, शोधकर्ताओं ने जोखिम में 6.7 गुना वृद्धि देखी है कि इसके सेवन से मध्यम या बड़ी जटिलता होगी और 12.5 -पिछले दशक की तुलना में मृत्यु दर में कई गुना वृद्धि।[45][46]

IEC 60086-4 के लिए आवश्यक आइकन बच्चों की पहुंच से बाहर रखें[47] 20 मिमी व्यास और अधिक के साथ सिक्का कोशिकाओं (लिथियम बटन कोशिकाओं) पर

बटन बैटरी अंतर्ग्रहण के साथ चोट का प्राथमिक तंत्र हाइड्रॉक्साइड आयनों की उत्पत्ति है, जो एनोड पर गंभीर रासायनिक जलन का कारण बनता है। [48] यह अक्षुण्ण बैटरी का एक विद्युत रासायनिक प्रभाव है, और इसके लिए आवरण को तोड़ने या सामग्री को छोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है।[48] जटिलताओं में ग्रासनली की सिकुड़न, श्वासनली-ग्रासनली नालव्रण, स्वर रज्जु पक्षाघात, महाधमनी-ग्रासनली नालव्रण और मृत्यु सम्मलित हैं।[49] अधिकांश अंतर्ग्रहण देखे नहीं जाते; प्रस्तुतियाँ गैर-विशिष्ट हैं; बैटरी वोल्टेज बढ़ गया है; 20 से 25 मिमी बटन बैटरी आकार के क्रिकोफेरीन्जियल जंक्शन पर दर्ज होने की अधिक संभावना होती है; और 2 घंटे के भीतर गंभीर ऊतक क्षति हो सकती है। 3वी, 20 मिमी सीआर2032 लिथियम बैटरी को 4 वर्ष से कम उम्र के बच्चों द्वारा बटन बैटरी के सेवन से होने वाली कई जटिलताओं सम्मलित किया गया है।[50]

जबकि एसोफेजियल इंपेक्शन का एकमात्र इलाज एंडोस्कोपिक निष्कासन है, राचेल आर. अनफैंग और सहकर्मियों द्वारा फिलाडेल्फिया के चिल्ड्रन हॉस्पिटल के 2018 के एक अध्ययन में पाया गया कि बैटरी को हटाने से पहले शहद या सुक्रालफेट सस्पेंशन का जल्दी और लगातार सेवन से चोट की गंभीरता को कम कर सकता है। [46] परिणामस्वरूप, अमेरिका स्थित नेशनल कैपिटल पॉइज़न सेंटर (ज़हर नियंत्रण) अन्नप्रणाली और इसके परिणामस्वरूप इसके आस-पास की संरचनाओं में चोट के जोखिम और गंभीरता को कम करने के लिए ज्ञात या संदिग्ध अंतर्ग्रहण के बाद शहद या सुक्रालफेट के उपयोग की अनुशंसा करता है।[51]

नाक या कान में फंसने पर बटन बैटरियां भी महत्वपूर्ण नेक्रोटिक चोट का कारण बन सकती हैं।[52] अमेरिका में नेशनल बटन बैटरी टास्क फोर्स द्वारा उद्योग जगत के नेताओं के सहयोग से रोकथाम के प्रयासों के कारण बच्चों की इन बैटरियों तक पहुंच को कम करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पैकेजिंग और बैटरी डिब्बे के डिजाइन में बदलाव आया है।[53] चूँकि, इसके खतरों के प्रति सामान्य आबादी और चिकित्सा समुदाय में अभी भी जागरूकता की कमी है। सेंट्रल मैनचेस्टर विश्वविद्यालय अस्पताल ट्रस्ट ने चेतावनी दी है कि कि "बहुत से डॉक्टर इस बात से अनजान हैं कि इससे हानि हो सकता है"।[54]

निस्तारण

बैटरियों के निवर्तन और पुनर्चक्रण व्यापक रूप से भिन्न होता हैं; स्थानीय सरकारों की राष्ट्रीय नियमों की तुलना में अतिरिक्त आवश्यकताएं हो सकती हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, लिथियम आयरन डाइसल्फ़ाइड प्राथमिक बैटरी के एक निर्माता ने सलाह दी है कि उपयोग की गई कोशिकाओं की उपभोक्ता मात्रा को नगरपालिका कचरे में फेंक दिया जाता क्योंकि बैटरी में अमेरिकी संघीय नियमों द्वारा नियंत्रित कोई भी पदार्थ नहीं होता है।[55]

एक अन्य निर्माता का कहना है कि बटन आकार की लिथियम बैटरियों में परक्लोरेट होता है, जिसे कैलिफ़ोर्निया में खतरनाक अपशिष्ट के रूप में नियंत्रित किया जाता है; इन कोशिकाओं के सामान्य उपभोक्ता उपयोग में विनियमित मात्रा नहीं मिलेगी।[56]

चूंकि प्रयुक्त किन्तु गैर-कार्यशील (अर्थात विस्तारित भंडारण) बटन कोशिकाओं में लिथियम अभी भी कैथोड कप में होने की संभावना है, ऐसी कोशिकाओं के साथ-साथ मैंगनीज डाइऑक्साइड और विशेषज्ञ प्लास्टिक से व्यावसायिक रूप से उपयोगी मात्रा में धातु निकालना संभव है। कुछ लोग लागत में कटौती करने के लिए लिथियम को मैग्नीशियम (एमजी) के साथ मिश्रित भी करते हैं और ये विशेष रूप से उल्लिखित विफलता मोड के लिए प्रवण होते हैं।[citation needed]

रिचार्जेबल बैटरी

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यह भी देखें

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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