लिथियम बैटरी वाणिज्यिक और औद्योगिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में ऊर्जा भंडारण माध्यम के रूप में कार्य करती हैं, और ऊर्जा समाधानों की प्रभावशीलता, लागत और स्थिरता बैटरी की संचालन दक्षता पर निर्भर करती है। स्थिर ऊर्जा आपूर्ति पर केंद्रित व्यवसायों के लिए, लिथियम बैटरी के साइकिल जीवन को बढ़ाने की तकनीकी चुनौती ऊर्जा के पर्यावरण-अनुकूल उपयोग के लिए अत्यावश्यक है।

लिथियम बैटरी ऊर्जा भंडारण की पहली पीढ़ी से लेकर चौथी पीढ़ी तक के विकास में सहायता और साक्ष्य देने वाली उद्योग और व्यावसायिक ऊर्जा भंडारण क्षेत्र में पहली कंपनी होने के नाते, हमारे पास उद्योग और व्यावसायिक ऊर्जा भंडारण के क्षेत्र में 16 वर्षों का गहन अनुभव है। ओरिगोटेक कंपनी लिमिटेड ने ऊर्जा समाधानों को अनुकूलित किया है। इस प्रक्रिया में, हमने पीक शेविंग, बैकअप बिजली आपूर्ति और आभासी बिजली संयंत्रों में ऊर्जा मांग और बैटरी जीवन के बीच संतुलन बनाने में सहायता की है और ऊर्जा बैटरी प्रदर्शन पर अंतर्दृष्टि-आधारित अनुकूलन किया है। इस लेख में, औद्योगिक प्रथाओं और तकनीकी नवाचारों को लिथियम बैटरीज के मुख्य चक्र जीवन में कमी और चक्र जीवन संबंधी औद्योगिक प्रथाओं के आरेखण के लिए एकीकृत किया जाएगा।

1. लिथियम बैटरी चक्र जीवन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

लिथियम बैटरी के चक्र जीवन को उस चार्ज-डिस्चार्ज चक्रों की संख्या के रूप में परिभाषित किया जाता है जो बैटरी मूल क्षमता के 80% क्षमता तक पहुँचने से पहले सहन कर सकती है। चक्र जीवन क्षमता को परिभाषित करने के लिए उद्योग मानक 80% है। इस मापदंड के कई परस्पर संबंधित पहलू होते हैं, और इस मापदंड के विभिन्न पहलुओं को स्पष्ट रूप से व्यक्त करने में सक्षम होना बैटरी के जीवन को बढ़ाने के लिए आधारभूत है।

1.1 इलेक्ट्रोड सामग्री का क्षरण

लिथियम बैटरियों के सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड लिथियम आयन के इंटरकैलेशन और डीइंटरकैलेशन के मुख्य स्थल होते हैं। कई चक्रों के दौरान, इलेक्ट्रोड सामग्री (लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड, लिथियम आयरन फॉस्फेट, आदि) की क्रिस्टल संरचना ढह जाती है, और उपलब्ध लिथियम आयनों की संख्या कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, व्यावसायिक ऊर्जा भंडारण उत्पादों में लंबे समय तक उच्च-धारा चार्जिंग के परिदृश्य में, नकारात्मक इलेक्ट्रोड पर "डेड लिथियम" के निर्माण को तेजी दी जाती है। "डेड लिथियम" वे लिथियम आयन होते हैं जो सकारात्मक इलेक्ट्रोड में पुनः इंटरकैलेट नहीं हो सकते, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी की क्षमता और चक्र जीवन गंभीर रूप से कम हो जाता है।

1.2 चार्ज-डिस्चार्ज प्रबंधन त्रुटियाँ

बैटरी जीवन कम होने का सबसे आम कारण चार्ज-डिस्चार्ज पैरामीटर की गलत सेटिंग है। अतिआवेशन (वोल्टेज नियंत्रण की हानि) इलेक्ट्रोलाइट के विघटन के साथ-साथ इलेक्ट्रोड सामग्री के ऑक्सीकरण का कारण बन सकता है, और अतिडिस्चार्ज (कट-ऑफ वोल्टेज के तहत नियंत्रण की हानि) नकारात्मक इलेक्ट्रोड को अपरिवर्तनीय क्षति पहुंचाता है। वास्तविक परिस्थितियों में, कुछ व्यवसाय बैटरी विनिर्देशों और बैटरी चार्जिंग उपकरण के बीच संगति की उपेक्षा करते हैं, जिससे अतिआवेशन/अतिडिस्चार्ज की स्थिति उत्पन्न होती है। यह विशेष रूप से औद्योगिक और व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए स्थापित बैटरी प्रणालियों के चक्र जीवन के लिए हानिकारक है।

1.3 पर्यावरणीय तापमान में उतार-चढ़ाव

तापमान नियंत्रण लिथियम बैटरी प्रणालियों की एक महत्वपूर्ण विशेषता है। जब तापमान 45°C से अधिक हो जाता है, तो बैटरी के इलेक्ट्रोलाइट अत्यधिक तरल हो जाते हैं और अवांछित इलेक्ट्रोलाइट विघटन तथा इलेक्ट्रोड के क्षरण सहित पार्श्व अभिक्रियाएँ होती हैं। दूसरी ओर, 0°C से कम की स्थिति में, लिथियम-आयन की गति ठंडी हो जाती है और इंटरकैलेशन अपूर्ण रहता है, जिससे आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि होती है। बैटरी प्रणालियों के उन चरम मामलों में जहाँ तापमान को नियंत्रित नहीं किया जाता है, बैटरी चक्र जीवन 30% से 50% तक कम हो सकता है, जो ऊर्जा भंडारण और औद्योगिक व वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण समस्या बनी हुई है, खासकर विभिन्न भौगोलिक क्षेत्रों को ध्यान में रखते हुए।

2. लिथियम बैटरी चक्र जीवन को अधिकतम करने के लिए तकनीकी रणनीतियाँ

द ओरिगोटेक कंपनी लिमिटेड ने उपरोक्त कारकों से उत्पन्न अभिकल्पना प्रयासों को अपनी चौथी पीढ़ी के औद्योगिक एवं वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण उत्पादों के अनुसंधान एवं विकास तथा अभिकल्पन में एकीकृत किया है। इस तरह की रणनीतियाँ जटिल अनुप्रयोग परिदृश्यों के तहत स्थिरता बनाए रखते हुए बैटरी चक्र जीवन में सुधार करने के उद्देश्य से हैं।

2.1 इलेक्ट्रोड सामग्री सूत्रीकरण का अनुकूलन

चौथी पीढ़ी के उत्पादों के लिए, हमने धनात्मक इलेक्ट्रोड में क्रिस्टल संरचना के स्थायित्व को बढ़ाने के लिए नाइओबियम की अल्प मात्रा शामिल करके तथा ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर "डेड लिथियम" के निर्माण को न्यूनतम करने के लिए एक सम्मिश्र कार्बन कोटिंग लगाकर इलेक्ट्रोड सामग्री अनुपात में परिवर्तन किया है। इसके परिणामस्वरूप हमारी औद्योगिक एवं वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण बैटरियों के चक्र जीवन में तीसरी पीढ़ी की तुलना में 20% से अधिक की वृद्धि हुई है, जो अब मानक आवेश-निरावेश स्थितियों के तहत 6,000 चक्रों से अधिक की है।

2.2 बुद्धिमत्तापूर्ण आवेश-निरावेश प्रबंधन लागू करें

औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए, हमने चार्ज और डिस्चार्ज प्रबंधन प्रणाली (C&DMS) को अनुकूलित किया है जो किसी भी चार्ज स्थिति (SOC) और तापमान परिदृश्य के लिए धारा और वोल्टेज के मापदंडों को स्वतंत्र रूप से निर्धारित करता है और उसके अनुकूलन करता है।
• चार्जिंग के दौरान, जब SOC 80% या उससे अधिक होता है, तो ओवर-चार्जिंग को रोकने के लिए यह निरंतर धारा में स्विच कर जाता है।
• डिस्चार्जिंग के दौरान, SOC 20% या उससे कम होने पर सर्किट काट दिया जाता है ताकि अत्यधिक डिस्चार्जिंग रोकी जा सके।
• इसे ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली के साथ वास्तविक समय में संचार के लिए एकीकृत किया गया है और SOC-अनुकूलित पीक शेविंग के साथ आभासी बिजली संयंत्र के निर्धारित संचालन के लिए डिस्चार्ज और चार्ज रणनीति में सुधार किया जाता है।

2.3 सक्रिय तापमान नियंत्रण तकनीक अपनाएँ

हमारी सभी औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में तापमान समतलीकरण की सुविधा होती है। इसलिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में ठंडक और ताप के लिए सुविधाओं के साथ दोहरे-मोड सक्रिय तापमान प्रणाली होती है।
• उच्च-तापमान की स्थिति में, तापमान नियंत्रित द्रव ऊष्मा विनिमयक द्वारा शीतलन करके बैटरी को 25-35°C के तापमान पर बनाए रखा जाता है।
• निम्न-तापमान की स्थिति में, एक ऊष्मा विनिमयक के साथ PTC हीटर बैटरी को गर्म करता है और इसे 5°C से ऊपर रखता है। विशेष रूप से, चार्जिंग से पहले बैटरी को 5°C से ऊपर गर्म किया जाता है ताकि लिथियम अंतःसम्मिश्रण की प्रक्रिया सामान्य रूप से हो सके।

इससे तापमान की चरम सीमा के कारण आसपास के प्रणालियों के जीवनकाल और विश्वसनीयता में काफी सुधार होता है।

3. औद्योगिक और वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण में जीवन-विस्तार रणनीतियों का अनुप्रयोग

औद्योगिक और वाणिज्यिक परिदृश्यों में स्थायी ऊर्जा उपयोग के संबंध में, लंबे जीवन वाली बैटरी केवल एक पहलू है। बैटरी और मांग-ऊर्जा प्रबंधन का एकीकरण महत्वपूर्ण है। ओरिगोटेक कंपनी लिमिटेड ने कई ग्राहक उपयोग के उदाहरणों में इसकी पुष्टि की है।

उदाहरण के लिए, शेंडोंग में कस्टमाइज़ेबल ऊर्जा भंडारण प्रणाली वर्चुअल पावर प्लांट परियोजना (10MWh) में, बैटरी जीवन की रणनीतियों के अनुकूलन ने काफी अंतर उत्पन्न किया। एक बुद्धिमान BMS और तापमान नियंत्रण प्रणाली के साथ, 2 वर्षों के बाद (1,500 से अधिक चक्रों के बाद) बैटरी के चक्र जीवन को प्रारंभिक अवस्था के 90% से अधिक बनाए रखा गया है। ग्राहक की ऊर्जा निर्वहन दक्षता में 15% की वृद्धि हुई, और कुल लागत में बैटरी प्रतिस्थापन लागत लगभग 40% तक कम हो गई।

टियांजिन में एक निर्माण उद्यम के लिए एक अन्य पीक शेविंग परियोजना में, हमारे चौथी पीढ़ी के औद्योगिक एवं वाणिज्यिक ऊर्जा भंडारण उत्पादों ने उद्यम के उत्पादन शेड्यूल के आधार पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग ताल में परिवर्तन किया, जिससे ऊर्जा परिवर्तन में उद्यम को सहायता मिली। बैटरी प्रणाली 4 वर्षों से स्थिर रूप से संचालित हो रही है और उद्यम के ऊर्जा परिवर्तन प्रयासों को निर्बाध रूप से समर्थन प्रदान कर रही है।

निष्कर्ष

लिथियम बैटरी चक्र जीवन तब प्राप्त होता है जब सामग्री के लिए तकनीक को एकीकृत किया जाता है, स्मार्ट प्रबंधन लागू किया जाता है, और सभी पर्यावरणीय कारकों पर विचार किया जाता है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, ऊर्जा भंडारण की लागत में कमी और बैटरी जीवन विस्तार पारिस्थितिकी तंत्र में औद्योगिक और वाणिज्यिक उद्यमों के लिए एक विजेता-विजेता स्थिति है।

औद्योगिक और वाणिज्यिक उपयोग के लिए ऊर्जा भंडारण के बाजार में, द ओरिगोटेक कंपनी लिमिटेड के लगातार सीखे गए ऊर्जा भंडारण के अभ्यास और विशेषज्ञता चौथी पीढ़ी के ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के पुनरावृत्ति के अनुरूप अनुकूलित बैटरी प्रदर्शन समाधानों के डिजाइन पर केंद्रित रहने वाली है। हम विकासशील देशों के समाजों में ऊर्जा स्थिरता में निवेश की यात्रा पर औद्योगिक और वाणिज्यिक क्षेत्रों के हमारे ग्राहकों को ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के साथ लगातार सहायता करना जारी रखेंगे।