সোলিড-স্টেট ব্যাটারি এবং ঐচ্ছিক লিথিয়াম ব্যাটারির মধ্যে পার্থক্য এবং সুবিধা কি?

মৌলিক প্রযুক্তি পার্থক্য

আদর্শ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি তরল ইলেকট্রোলাইট ব্যবহার করে, কিন্তু এসোলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি এটি থেকে ভিন্ন। তরল ইলেকট্রোলাইটের জায়গায় এগুলি ঠিকঠাক সারামিক বা পলিমার উপাদান ব্যবহার করে। এই গঠনের পরিবর্তন আগুন ধরার সম্ভাবনা ঘटায় এবং একই সাথে আরও সংক্ষিপ্ত সেল ডিজাইন অনুমতি দেয়। এছাড়াও, ঐতিহ্যবাহী লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি সাধারণত গ্রাফাইট অ্যানোড ব্যবহার করে। বিপরীতভাবে, এসোলিড-স্টেট ব্যাটারিগুলি অনেক সময় লিথিয়াম মেটাল অ্যানোড ব্যবহার করে। এটি একই জায়গায় এসোলিড-স্টেট ব্যাটারিতে আরও শক্তি সংরক্ষণের সহায়তা করে।

শক্তি ঘনত্ব এবং পারফরম্যান্সের সুবিধা

কারণ সোলিড-স্টেট ব্যাটারির তরল ইলেকট্রোলাইট নেই, তারা ইলেকট্রোড ম্যাটেরিয়াল অনেক বেশি কার্যকরভাবে স্ট্যাক করতে পারে। ফলে, এদের শক্তি ঘনত্ব লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারীর তুলনায় ২ থেকে ৩ গুণ বেশি হয়। এটি কি বলছে? ভালো, ডিভাইসের জন্য, এটি বোঝায় তারা আরও দীর্ঘ সময় চলতে পারে। ইলেকট্রিক ভাহিকার মতো অ্যাপ্লিকেশনে, এটি ওজনের একটি উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটাতে পারে। সাম্প্রতিক গবেষণা দেখায় যে প্রোটোটাইপ সোলিড-স্টেট সেল ৫০০ ওয়াট-ঘন্টা/কেজি শক্তি ঘনত্ব পৌঁছে দিতে পারে। তুলনায়, উচ্চ-শ্রেণীর লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারী সাধারণত ২৫০-৩০০ ওয়াট-ঘন্টা/কেজি শক্তি ঘনত্ব থাকে।

অতিরিক্ত নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য

অবস্থানীয় ব্যাটারি জ্বলনশীল অর্গানিক দ্রাবক বাদ দেয়। এই কারণে, তারা পরিবেশগত স্থিতিশীলতা অনেক ভালো হয়, যেন কোনো চরম পরিস্থিতিতেই হোক। ল্যাবরেটরি পরীক্ষায় দেখা গেছে যে তারা ২০০°সি পর্যন্ত তাপমাত্রায় নিজেদের গঠন বজায় রাখতে পারে। অপরদিকে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ১৫০°সি তাপমাত্রা পৌঁছালে তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ হারিয়ে ফেলতে পারে। এই নির্মিত-ইন নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যটি অবস্থানীয় ব্যাটারিকে যে কোনো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য খুবই উপযুক্ত করে তোলে, যেখানে ব্যর্থতা রোধ করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন চিকিৎসা ইমপ্লান্ট এবং মহাকাশ ব্যবস্থা।

চার্জিং গতি এবং চক্র জীবন

কিছু উন্নত সোলিড-স্টেট ব্যাটারির প্রোটোটাইপ ১৫ মিনিটের কম সময়েই তাদের চার্জ ক্ষমতার ৮০% পৌঁছে দেয়। এবং এগুলোতে লিথিয়াম প্লেটিং সমস্যা থাকে না, যা রুটিন লিথিয়াম ব্যাটারিগুলোকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে। সোলিড-স্টেট ব্যাটারিতে সোলিড ইলেকট্রোলাইট ইন্টারফেস (SEI) অত্যন্ত স্থিতিশীল। এটি ৫,০০০ বা তারও বেশি চার্জ চক্র অতিক্রম করতে পারে এবং তবুও তার ক্ষমতার ৯০% বজায় রাখতে সক্ষম থাকে। এই দীর্ঘস্থায়ী দৃঢ়তা প্রতিদিন গভীরভাবে চার্জ ও ডিসচার্জ হওয়া শক্তি সংরক্ষণ ব্যবস্থার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা দশকের জন্য কাজ করার আশা করা হয়।

অ্যাপ্লিকেশন-স্পেসিফিক সুবিধা

ইলেকট্রিক ভাহিকা সোলিড-স্টেট ব্যাটারি থেকে অনেক উপকার পাতে পারে। একই জায়গা ব্যবহার করে ব্যাটারি প্যাকের চালানো দূরত্ব 30 - 50% বেশি হতে পারে। এছাড়াও, আগুনের ঝুঁকি কমে যায়। পোর্টেবল মেডিকেল ডিভাইস সুরক্ষা মানদণ্ড বজায় রেখেও চার্জের মধ্যে বেশি সময় চলতে পারে। সোলিড-স্টেট ব্যাটারি -40°C থেকে 120°C এর মতো বিস্তৃত তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে। এটি কঠিন পরিবেশগত শর্তাবলীতে ব্যবহৃত শিল্পীয় উপকরণের জন্য বিশ্বস্ত করে তোলে।

পরিবেশগত প্রভাব বিবেচনা

সোলিড-স্টেট ব্যাটারির কেল আর্কিটেকচার আরও সহজ। এর অর্থ হল এগুলোকে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি উৎপাদনে যে সব কোবাল্ট এবং অন্যান্য সংঘর্ষমূলক খনিজ পদার্থ ব্যবহৃত হয়, তার প্রয়োজন এখানে ততটা নেই। ঠিক থাকা ইলেকট্রোলাইটের স্থিতিশীলতা ব্যাটারি পুনরুদ্ধারের প্রক্রিয়াকে আরও নিরাপদ করে তোলে এবং উচ্চতর পদার্থ পুনরুদ্ধারের হার অনুমতি দেয়। প্রস্তুতকারকরা শক্তি ব্যয় কমানোর দিকেও অগ্রসর হচ্ছে। তারা ঐতিহ্যবাহী লিথিয়াম ব্যাটারি উৎপাদনের পদ্ধতির তুলনায় ৪০% বেশি শক্তি বাঁচানোর লক্ষ্য করছে।