మూడు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయిలిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలు(లి-అయాన్): స్థూపాకార సెల్‌లు, పట్టకపు సెల్‌లు మరియు పౌచ్ సెల్‌లు. EV పరిశ్రమలో, అత్యంత ఆశాజనకమైన పరిణామాలు స్థూపాకార మరియు పట్టకపు సెల్‌ల చుట్టూ కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో స్థూపాకార బ్యాటరీ ఫార్మాట్ అత్యంత ప్రజాదరణ పొందినప్పటికీ, పట్టకపు సెల్‌లు వాటి స్థానాన్ని ఆక్రమించవచ్చని అనేక అంశాలు సూచిస్తున్నాయి.

ఏమిటిపట్టకపు కణాలు

ఎపట్టక కణంప్రిస్మాటిక్ సెల్ అనేది ఒక దృఢమైన కేసింగ్‌లో రసాయన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉండే ఒక సెల్. దీని దీర్ఘచతురస్రాకార ఆకారం, ఒక బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌లో బహుళ యూనిట్లను సమర్థవంతంగా పేర్చడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి: కేసింగ్ లోపల ఉండే ఎలక్ట్రోడ్ షీట్లు (యానోడ్, సెపరేటర్, కాథోడ్) ఒకదానిపై ఒకటి పేర్చబడి ఉంటాయి లేదా చుట్టి చదునుగా చేయబడి ఉంటాయి.

ఒకే పరిమాణానికి, ఒకదానిపై ఒకటి పేర్చిన పట్టకపు కణాలు ఒకేసారి ఎక్కువ శక్తిని విడుదల చేసి, మెరుగైన పనితీరును అందిస్తాయి, అయితే చదునుగా ఉన్న పట్టకపు కణాలు ఎక్కువ శక్తిని నిల్వ ఉంచి, ఎక్కువ మన్నికను అందిస్తాయి.

ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్‌ను ప్రధానంగా శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో ఉపయోగిస్తారు. వాటి పెద్ద పరిమాణం కారణంగా, అవి ఇ-బైక్‌లు మరియు సెల్‌ఫోన్‌ల వంటి చిన్న పరికరాలకు అంతగా సరిపోవు. అందువల్ల, అవి అధిక శక్తిని వినియోగించే అనువర్తనాలకు బాగా సరిపోతాయి.

స్థూపాకార కణాలు అంటే ఏమిటి?

ఎస్థూపాకార కణంసెల్ అనేది ఒక దృఢమైన స్థూపాకార డబ్బాలో మూసివేయబడిన ఒక పదార్థం. స్థూపాకార సెల్‌లు చిన్నవిగా మరియు గుండ్రంగా ఉంటాయి, దీనివల్ల వాటిని అన్ని పరిమాణాల పరికరాలలో ఒకదానిపై ఒకటి పేర్చడం సాధ్యమవుతుంది. ఇతర బ్యాటరీ ఫార్మాట్‌ల వలె కాకుండా, వాటి ఆకారం ఉబ్బడాన్ని నివారిస్తుంది; బ్యాటరీలలో కేసింగ్‌లో వాయువులు పేరుకుపోయే ఈ ఉబ్బడం అనే దృగ్విషయం ఒక అవాంఛనీయమైన దృగ్విషయం.

స్థూపాకార సెల్‌లను మొదట ల్యాప్‌టాప్‌లలో ఉపయోగించారు, వీటిలో మూడు నుండి తొమ్మిది సెల్‌లు ఉండేవి. ఆ తర్వాత టెస్లా తన మొదటి ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో (రోడ్‌స్టర్ మరియు మోడల్ S) వీటిని ఉపయోగించినప్పుడు ఇవి ప్రాచుర్యం పొందాయి, ఈ వాహనాలలో 6,000 నుండి 9,000 సెల్‌లు ఉండేవి.

స్థూపాకార కణాలను ఇ-బైక్‌లు, వైద్య పరికరాలు మరియు ఉపగ్రహాలలో కూడా ఉపయోగిస్తారు. వాటి ఆకారం కారణంగా అవి అంతరిక్ష పరిశోధనలో కూడా చాలా అవసరం; ఇతర రకాల కణాలు వాతావరణ పీడనం వల్ల వికృతంగా మారిపోతాయి. ఉదాహరణకు, అంగారకుడిపైకి పంపిన చివరి రోవర్ స్థూపాకార కణాలను ఉపయోగించి పనిచేస్తుంది. ఫార్ములా ఇ అత్యంత శక్తివంతమైన ఎలక్ట్రిక్ రేస్ కార్లు తమ బ్యాటరీలో రోవర్‌లో ఉపయోగించిన అవే కణాలను ఉపయోగిస్తాయి.

పట్టకపు మరియు స్థూపాకార కణాల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసాలు

పట్టకపు మరియు స్థూపాకార కణాలను వేరుచేసేది వాటి ఆకారం మాత్రమే కాదు. వాటి పరిమాణం, విద్యుత్ కనెక్షన్ల సంఖ్య మరియు వాటి శక్తి ఉత్పాదన వంటి ఇతర ముఖ్యమైన తేడాలు కూడా ఉన్నాయి.

పరిమాణం

పట్టకపు కణాలు స్థూపాకార కణాల కంటే చాలా పెద్దవిగా ఉంటాయి, అందువల్ల ఒక్కో కణంలో ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. ఈ వ్యత్యాసాన్ని స్థూలంగా చెప్పాలంటే, ఒకే పట్టకపు కణం 20 నుండి 100 స్థూపాకార కణాలకు సమానమైన శక్తిని కలిగి ఉండగలదు. స్థూపాకార కణాలు చిన్న పరిమాణంలో ఉండటం వల్ల, తక్కువ శక్తి అవసరమయ్యే అనువర్తనాల కోసం వాటిని ఉపయోగించవచ్చు. ఫలితంగా, వాటిని విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు.

కనెక్షన్లు

స్థూపాకార కణాల కంటే పట్టకపు కణాలు పెద్దవిగా ఉంటాయి కాబట్టి, అదే పరిమాణంలో శక్తిని సాధించడానికి తక్కువ కణాలు అవసరమవుతాయి. దీని అర్థం, ఒకే పరిమాణంలో, పట్టకపు కణాలను ఉపయోగించే బ్యాటరీలలో వెల్డింగ్ చేయవలసిన విద్యుత్ కనెక్షన్లు తక్కువగా ఉంటాయి. ఇది పట్టకపు కణాలకు ఒక ప్రధాన ప్రయోజనం, ఎందుకంటే తయారీ లోపాలకు అవకాశాలు తక్కువగా ఉంటాయి.

శక్తి

స్థూపాకార కణాలు పట్టకపు కణాల కంటే తక్కువ శక్తిని నిల్వ చేయగలవు, కానీ వాటికి ఎక్కువ శక్తి ఉంటుంది. దీని అర్థం స్థూపాకార కణాలు పట్టకపు కణాల కంటే వేగంగా తమ శక్తిని విడుదల చేయగలవు. దీనికి కారణం, వాటిలో ప్రతి ఆంప్-గంటకు (Ah) ఎక్కువ కనెక్షన్లు ఉండటమే. ఫలితంగా, స్థూపాకార కణాలు అధిక-పనితీరు గల అనువర్తనాలకు అనువైనవి కాగా, శక్తి సామర్థ్యాన్ని గరిష్ఠం చేయడానికి పట్టకపు కణాలు అనువైనవి.

అధిక పనితీరు గల బ్యాటరీ అనువర్తనాలకు ఉదాహరణలుగా ఫార్ములా E రేస్ కార్లు మరియు అంగారక గ్రహంపై ఉన్న ఇన్‌జెన్యూటీ హెలికాప్టర్ ఉన్నాయి. ఈ రెండింటికీ తీవ్రమైన వాతావరణాలలో అత్యంత పనితీరు అవసరం.

పట్టకపు కణాలు ఎందుకు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తూ ఉండవచ్చు

EV పరిశ్రమ వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతోంది, మరియు ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్ లేదా సిలిండ్రికల్ సెల్స్‌లో ఏవి ఆధిపత్యం చెలాయిస్తాయో అనిశ్చితంగా ఉంది. ప్రస్తుతం, EV పరిశ్రమలో సిలిండ్రికల్ సెల్స్ ఎక్కువగా వాడుకలో ఉన్నాయి, కానీ భవిష్యత్తులో ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్ ప్రజాదరణ పొందుతాయని భావించడానికి కారణాలు ఉన్నాయి.

మొదటగా, ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్ తయారీ దశల సంఖ్యను తగ్గించడం ద్వారా ఖర్చులను తగ్గించుకోవడానికి ఒక అవకాశాన్ని అందిస్తాయి. వాటి ఆకృతి పెద్ద సెల్స్‌ను తయారు చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, దీనివల్ల శుభ్రపరచాల్సిన మరియు వెల్డింగ్ చేయాల్సిన విద్యుత్ కనెక్షన్ల సంఖ్య తగ్గుతుంది.

చౌకైన మరియు సులభంగా లభించే పదార్థాల మిశ్రమమైన లిథియం-ఐరన్ ఫాస్ఫేట్ (LFP) కెమిస్ట్రీకి ప్రిస్మాటిక్ బ్యాటరీలు కూడా ఆదర్శవంతమైనవి. ఇతర కెమిస్ట్రీల వలె కాకుండా, LFP బ్యాటరీలు భూమిపై సర్వత్రా లభించే వనరులను ఉపయోగిస్తాయి. ఇతర సెల్ రకాల ధరను పెంచే నికెల్ మరియు కోబాల్ట్ వంటి అరుదైన మరియు ఖరీదైన పదార్థాలు వీటికి అవసరం లేదు.

LFP ప్రిస్మాటిక్ సెల్స్ ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయని బలమైన సంకేతాలు ఉన్నాయి. ఆసియాలో, EV తయారీదారులు ఇప్పటికే ప్రిస్మాటిక్ ఫార్మాట్‌లో ఉండే ఒక రకమైన LFP బ్యాటరీ అయిన LiFePO4 బ్యాటరీలను ఉపయోగిస్తున్నారు. టెస్లా కూడా తమ కార్ల స్టాండర్డ్ రేంజ్ వెర్షన్‌ల కోసం చైనాలో తయారైన ప్రిస్మాటిక్ బ్యాటరీలను ఉపయోగించడం ప్రారంభించినట్లు పేర్కొంది.

అయితే, LFP కెమిస్ట్రీకి ముఖ్యమైన ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, ప్రస్తుతం వాడుకలో ఉన్న ఇతర కెమిస్ట్రీల కంటే ఇందులో శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది, అందువల్ల దీనిని ఫార్ములా 1 ఎలక్ట్రిక్ కార్ల వంటి అధిక పనితీరు గల వాహనాలకు ఉపయోగించలేరు. అంతేకాకుండా, బ్యాటరీ ఛార్జ్ స్థాయిని అంచనా వేయడంలో బ్యాటరీ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్స్ (BMS) ఇబ్బంది పడతాయి.

దీని గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి మీరు ఈ వీడియోను చూడవచ్చు.ఎల్ఎఫ్పిరసాయన శాస్త్రం మరియు అది ఎందుకు ప్రాచుర్యం పొందుతోంది.