लिथियम-बैटरी हमारे आधुनिक जीवन का अभिन्न अंग बन गई है, जो स्मार्टफोन से लेकर इलेक्ट्रिक वाहनों तक सब कुछ संचालित करती है। लेकिन वे वास्तव में कैसे काम करती हैं?
एक लिथियम-आयन बैटरी के दिल में लिथियम आयनों की आवाजाही होती है। एक विशिष्ट लिथियम-आयन बैटरी में,चार्ज के दौरान,लिथियम आयनों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) से निकाला जाता है,एक इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से गुजरता है, और नकारात्मक इलेक्ट्रोड में डाला जाता है। इस प्रक्रिया के साथ एक बाहरी सर्किट के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह होता है, जो एक विद्युत धारा बनाता है।सबसे आम कैथोड सामग्री में लिथियम-कोबाल्ट-ऑक्साइड शामिल हैंलिथियम-आयरन-फॉस्फेट और लिथियम-निकल-मैंगनीज-कोबाल्ट-ऑक्साइड। प्रत्येक सामग्री की ऊर्जा घनत्व,शक्ति उत्पादन और लागत के मामले में अपनी विशेषताएं हैं।
जब बैटरी डिस्चार्ज हो रही है, प्रक्रिया उलट जाती है। लिथियम आयन एनोड से कैथोड में वापस जाते हैं, और इलेक्ट्रॉन डिवाइस को बिजली देने के लिए बाहरी सर्किट के माध्यम से वापस बहते हैं।यह प्रतिवर्ती आयन हस्तांतरण तंत्र लिथियम बैटरी को कई बार रिचार्ज करने की अनुमति देता है.
हालांकि,समय के साथ,लिथियम-बैटरी का प्रदर्शन बिगड़ जाता है। इलेक्ट्रोड पर साइड रिएक्शन हो सकते हैं, जिससे एक ठोस-इलेक्ट्रोलाइट-इंटरफेस (SEI) परत का गठन होता है।यह परत बढ़ सकती है और लिथियम आयनों की आवाजाही को बाधित कर सकती हैइन बुनियादी कामकाजी सिद्धांतों को समझना लिथियम बैटरी के प्रदर्शन और जीवनकाल में और सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।
