સુકા માલ નવ પ્રકારના ઊર્જા સંગ્રહ બેટરી વિશ્લેષણ અને ખામીઓ સારાંશ

ઊર્જા સંગ્રહ મુખ્યત્વે વિદ્યુત ઊર્જાના સંગ્રહનો સંદર્ભ આપે છે. ઉર્જા સંગ્રહ એ તેલના જળાશયોમાં અન્ય એક શબ્દ છે, જે પૂલની તેલ અને ગેસનો સંગ્રહ કરવાની ક્ષમતા દર્શાવે છે. એનર્જી સ્ટોરેજ એ પોતે એક ઉભરતી ટેક્નોલોજી નથી, પરંતુ ઔદ્યોગિક પરિપ્રેક્ષ્યમાં, તે હમણાં જ ઉભરી આવી છે અને તેની બાલ્યાવસ્થામાં છે.

અત્યાર સુધી, ચીન એ સ્તરે પહોંચ્યું નથી કે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ અને જાપાન ઉર્જા સંગ્રહને સ્વતંત્ર ઉદ્યોગ તરીકે ગણે છે અને ચોક્કસ સમર્થન નીતિઓ જારી કરે છે. ખાસ કરીને એનર્જી સ્ટોરેજ માટે પેમેન્ટ મિકેનિઝમની ગેરહાજરીમાં, એનર્જી સ્ટોરેજ ઈન્ડસ્ટ્રીનું વ્યાપારીકરણ મોડલ હજુ સુધી આકાર પામ્યું નથી.

લીડ-એસિડ બેટરીનો ઉપયોગ હાઇ-પાવર બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજ એપ્લીકેશનમાં થાય છે, મુખ્યત્વે ઇમરજન્સી પાવર સપ્લાય, બેટરી વાહનો અને પાવર પ્લાન્ટ સરપ્લસ એનર્જી સ્ટોરેજ માટે. તે નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરી, લિથિયમ-આયન બેટરી વગેરે જેવા ઓછા-પાવર પ્રસંગોએ રિચાર્જ કરી શકાય તેવી ડ્રાય બેટરીનો પણ ઉપયોગ કરી શકે છે. આ લેખ નવ પ્રકારના બેટરી ઊર્જા સંગ્રહના ફાયદા અને ગેરફાયદાને સમજવા માટે સંપાદકને અનુસરે છે.

1. લીડ-એસિડ બેટરી

મુખ્ય ફાયદો:

1. કાચો માલ સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ છે, અને કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી છે;
2. સારી ઉચ્ચ-દર ડિસ્ચાર્જ કામગીરી;
3. સારું તાપમાન પ્રદર્શન, -40 ~ +60 ℃ ના વાતાવરણમાં કામ કરી શકે છે;
4. ફ્લોટિંગ ચાર્જિંગ, લાંબી સેવા જીવન અને કોઈ મેમરી અસર માટે યોગ્ય;
5. વપરાયેલી બેટરીઓ રિસાયકલ કરવા માટે સરળ છે, પર્યાવરણને બચાવવા માટે અનુકૂળ છે.

મુખ્ય ગેરફાયદા:

1. ઓછી ચોક્કસ ઊર્જા, સામાન્ય રીતે 30-40Wh/kg;
2. સર્વિસ લાઇફ Cd/Ni બેટરી જેટલી સારી નથી;
3. મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્રક્રિયા પર્યાવરણને પ્રદૂષિત કરવા માટે સરળ છે અને ત્રણ વેસ્ટ ટ્રીટમેન્ટ સાધનોથી સજ્જ હોવી જોઈએ.
4. Ni-MH બેટરી

મુખ્ય ફાયદો:

1. લીડ-એસિડ બેટરીની તુલનામાં, ઉર્જા ઘનતામાં ઘણો સુધારો થયો છે, વજનની ઉર્જા ઘનતા 65Wh/kg છે, અને વોલ્યુમ ઊર્જા ઘનતા 200Wh/L દ્વારા વધી છે;
2. ઉચ્ચ પાવર ઘનતા, મોટા પ્રવાહ સાથે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરી શકે છે;
3. સારા નીચા-તાપમાન સ્રાવ લાક્ષણિકતાઓ;
4. ચક્ર જીવન (1000 વખત સુધી);
5. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને પ્રદૂષણ નહીં;
6. ટેક્નોલોજી લિથિયમ-આયન બેટરી કરતાં વધુ પરિપક્વ છે.

મુખ્ય ગેરફાયદા:

1. સામાન્ય કાર્યકારી તાપમાન શ્રેણી -15 ~ 40 ℃ છે, અને ઉચ્ચ-તાપમાન કામગીરી નબળી છે;
2. વર્કિંગ વોલ્ટેજ ઓછું છે, વર્કિંગ વોલ્ટેજ રેન્જ 1.0~1.4V છે;
3. લીડ-એસિડ બેટરી અને નિકલ-મેટલ હાઇડ્રાઇડ બેટરી કરતાં તેની કિંમત વધારે છે, પરંતુ પ્રદર્શન લિથિયમ-આયન બેટરી કરતાં વધુ ખરાબ છે.
4. લિથિયમ-આયન બેટરી

મુખ્ય ફાયદો:

1. ઉચ્ચ ચોક્કસ ઊર્જા;
2. ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પ્લેટફોર્મ;
3. સારી ચક્ર કામગીરી;
4. કોઈ મેમરી અસર નથી;
5. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, પ્રદૂષણ નહીં; તે હાલમાં શ્રેષ્ઠ સંભવિત ઇલેક્ટ્રિક વાહન પાવર બેટરીઓમાંની એક છે.
6. સુપરકેપેસિટર્સ

મુખ્ય ફાયદો:

1. ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા;
2. ટૂંકા ચાર્જિંગ સમય.

મુખ્ય ગેરફાયદા:

ઊર્જાની ઘનતા ઓછી છે, માત્ર 1-10Wh/kg, અને સુપરકેપેસિટર્સની ક્રૂઝિંગ રેન્જ ઇલેક્ટ્રિક વાહનો માટે મુખ્ય પ્રવાહના વીજ પુરવઠા તરીકે ઉપયોગમાં લેવા માટે ખૂબ ટૂંકી છે.

બેટરી એનર્જી સ્ટોરેજના ફાયદા અને ગેરફાયદા (નવ પ્રકારના એનર્જી સ્ટોરેજ બેટરી એનાલિસિસ)

5. બળતણ કોષો

મુખ્ય ફાયદો:

1. ઉચ્ચ ચોક્કસ ઊર્જા અને લાંબી ડ્રાઇવિંગ માઇલેજ;
2. ઉચ્ચ પાવર ઘનતા, મોટા પ્રવાહ સાથે ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ કરી શકે છે;
3. પર્યાવરણીય સંરક્ષણ, પ્રદૂષણ નહીં.

મુખ્ય ગેરફાયદા:

1. સિસ્ટમ જટિલ છે, અને ટેકનોલોજી પરિપક્વતા નબળી છે;
2. હાઇડ્રોજન સપ્લાય સિસ્ટમનું બાંધકામ પાછળ છે;
3. હવામાં સલ્ફર ડાયોક્સાઇડની ઉચ્ચ જરૂરિયાતો છે. સ્થાનિક ગંભીર વાયુ પ્રદૂષણને કારણે, ઘરેલું ઇંધણ સેલ વાહનોનું આયુષ્ય ઓછું હોય છે.
4. સોડિયમ-સલ્ફર બેટરી

એડવાન્ટેજ:

1. ઉચ્ચ વિશિષ્ટ ઊર્જા (સૈદ્ધાંતિક 760wh/kg; વાસ્તવિક 390wh/kg);
2. ઉચ્ચ શક્તિ (સ્રાવ વર્તમાન ઘનતા 200～300mA/cm2 સુધી પહોંચી શકે છે);
3. ઝડપી ચાર્જિંગ ઝડપ (30 મિનિટ પૂર્ણ);
4. લાંબુ આયુષ્ય (15 વર્ષ; અથવા 2500 થી 4500 વખત);
5. કોઈ પ્રદૂષણ નથી, રિસાયકલ કરી શકાય છે (Na, S પુનઃપ્રાપ્તિ દર લગભગ 100% છે); 6. કોઈ સ્વ-ડિસ્ચાર્જ ઘટના, ઉચ્ચ ઊર્જા રૂપાંતર દર;

અપર્યાપ્ત:

1. કાર્યકારી તાપમાન ઊંચું છે, ઓપરેટિંગ તાપમાન 300 અને 350 ડિગ્રીની વચ્ચે છે, અને કામ કરતી વખતે બેટરીને ચોક્કસ માત્રામાં ગરમી અને ગરમી જાળવણીની જરૂર છે, અને સ્ટાર્ટઅપ ધીમું છે;
2. કિંમત ઊંચી છે, ડિગ્રી દીઠ 10,000 યુઆન;
3. નબળી સુરક્ષા.

સેવન, ફ્લો બેટરી (વેનેડિયમ બેટરી)

લાભ:

1. સલામત અને ઊંડા સ્રાવ;
2. મોટા પાયે, અમર્યાદિત સ્ટોરેજ ટાંકીનું કદ;
3. નોંધપાત્ર ચાર્જ અને ડિસ્ચાર્જ દર છે;
4. લાંબા જીવન અને ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા;
5. કોઈ ઉત્સર્જન, ઓછો અવાજ;
6. ઝડપી ચાર્જિંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ સ્વિચિંગ, માત્ર 0.02 સેકન્ડ;
7. સાઇટની પસંદગી ભૌગોલિક પ્રતિબંધોને આધીન નથી.

ખામી:

1. હકારાત્મક અને નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનું ક્રોસ-દૂષણ;
2. કેટલાક ખર્ચાળ આયન-વિનિમય પટલનો ઉપયોગ કરે છે;
3. બે ઉકેલો પ્રચંડ વોલ્યુમ અને ઓછી ચોક્કસ ઊર્જા ધરાવે છે;
4. ઊર્જા રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા ઊંચી નથી.
5. લિથિયમ-એર બેટરી

જીવલેણ ખામી:

ઘન પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન, લિથિયમ ઓક્સાઇડ (Li2O), હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર એકઠા થાય છે, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ અને હવા વચ્ચેના સંપર્કને અવરોધે છે, જેના કારણે સ્રાવ બંધ થાય છે. વિજ્ઞાનીઓ માને છે કે લિથિયમ-એર બેટરીમાં લિથિયમ-આયન બેટરી કરતા દસ ગણું પ્રદર્શન હોય છે અને તે ગેસોલિન જેટલી જ ઊર્જા પૂરી પાડે છે. લિથિયમ-એર બેટરી હવામાંથી ઓક્સિજન ચાર્જ કરે છે જેથી બેટરી નાની અને હળવી હોય. વિશ્વભરમાં ઘણી પ્રયોગશાળાઓ આ ટેક્નોલોજી પર સંશોધન કરી રહી છે, પરંતુ જો કોઈ સફળતા ન મળે તો વ્યાપારીકરણ પ્રાપ્ત કરવામાં દસ વર્ષ લાગી શકે છે.

9. લિથિયમ-સલ્ફર બેટરી

(લિથિયમ-સલ્ફર બેટરીઓ એક આશાસ્પદ ઉચ્ચ-ક્ષમતા ઊર્જા સંગ્રહ સિસ્ટમ છે)

લાભ:

1. ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા, સૈદ્ધાંતિક ઊર્જા ઘનતા 2600Wh/kg સુધી પહોંચી શકે છે;
2. કાચા માલની ઓછી કિંમત;
3. ઓછી ઉર્જા વપરાશ;
4. ઓછી ઝેરી.

જો કે લિથિયમ-સલ્ફર બેટરી સંશોધન દાયકાઓથી પસાર થયું છે અને છેલ્લાં દસ વર્ષમાં ઘણી સિદ્ધિઓ પ્રાપ્ત થઈ છે, વ્યવહારિક ઉપયોગથી હજી ઘણી લાંબી મજલ કાપવાની બાકી છે.