লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিং তত্ত্ব

লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জিং এবং ডিসচার্জিং তত্ত্ব

1.1 স্টেট অফ চার্জ (SOC)

চার্জের অবস্থাকে ব্যাটারিতে উপলব্ধ বৈদ্যুতিক শক্তির অবস্থা হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, সাধারণত শতাংশ হিসাবে প্রকাশ করা হয়। যেহেতু উপলব্ধ বৈদ্যুতিক শক্তি চার্জিং এবং ডিসচার্জিং কারেন্ট, তাপমাত্রা এবং বার্ধক্যজনিত ঘটনার উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, তাই চার্জের অবস্থার সংজ্ঞাটিও দুটি প্রকারে বিভক্ত: অ্যাবসোলিউট স্টেট অফ চার্জ (ASOC) এবং রিলেটিভ স্টেট অফ চার্জ (RSOC)৷ চার্জের আপেক্ষিক অবস্থার পরিসীমা সাধারণত 0% -100% হয়, যখন ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে চার্জ হলে 100% এবং সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশনের সময় 0% হয়৷ চার্জের পরম অবস্থা হল একটি রেফারেন্স মান যা ব্যাটারি তৈরি করার সময় পরিকল্পিত নির্দিষ্ট ক্ষমতার মানের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়। একেবারে নতুন সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত ব্যাটারির চার্জের পরম অবস্থা হল 100%; এমনকি যদি বার্ধক্যজনিত ব্যাটারি সম্পূর্ণভাবে চার্জ করা হয়, তবে এটি বিভিন্ন চার্জিং এবং ডিসচার্জিং অবস্থার অধীনে 100% এ পৌঁছাতে পারে না।

নিম্নলিখিত চিত্রটি বিভিন্ন স্রাবের হারের অধীনে ভোল্টেজ এবং ব্যাটারির ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক দেখায়। স্রাবের হার যত বেশি, ব্যাটারির ক্ষমতা তত কম। তাপমাত্রা কম হলে ব্যাটারির ক্ষমতাও কমে যাবে।

                          চিত্র 1. বিভিন্ন স্রাব হার এবং তাপমাত্রার অধীনে ভোল্টেজ এবং ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক

1.2 সর্বোচ্চ চার্জিং ভোল্টেজ

সর্বোচ্চ চার্জিং ভোল্টেজ ব্যাটারির রাসায়নিক গঠন এবং বৈশিষ্ট্যের সাথে সম্পর্কিত। লিথিয়াম ব্যাটারির চার্জিং ভোল্টেজ সাধারণত 4.2V এবং 4.35V হয় এবং ভোল্টেজের মান ক্যাথোড এবং অ্যানোড উপাদানগুলির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে।

1.3 সম্পূর্ণ চার্জড

যখন ব্যাটারি ভোল্টেজ এবং সর্বোচ্চ চার্জিং ভোল্টেজের মধ্যে পার্থক্য 100mV-এর কম হয় এবং চার্জিং কারেন্ট C/10 এ কমে যায়, তখন ব্যাটারিটিকে সম্পূর্ণ চার্জ করা বলে বিবেচনা করা যেতে পারে। ব্যাটারির বৈশিষ্ট্য পরিবর্তিত হয়, এবং সম্পূর্ণ চার্জ করার শর্তও পরিবর্তিত হয়।

নিম্নলিখিত চিত্রটি একটি সাধারণ লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জিং বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখা দেখায়৷ যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ সর্বোচ্চ চার্জিং ভোল্টেজের সমান হয় এবং চার্জিং কারেন্ট C/10 এ কমে যায়, তখন ব্যাটারিটিকে সম্পূর্ণ চার্জ করা বলে মনে করা হয়।

                             চিত্র 2. লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জিং বৈশিষ্ট্যযুক্ত বক্ররেখা

1.4 ন্যূনতম ডিসচার্জিং ভোল্টেজ

ন্যূনতম ডিসচার্জ ভোল্টেজকে কাট-অফ ডিসচার্জ ভোল্টেজ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, সাধারণত 0% চার্জ অবস্থায় ভোল্টেজ। এই ভোল্টেজ মান একটি নির্দিষ্ট মান নয়, কিন্তু লোড, তাপমাত্রা, বার্ধক্য ডিগ্রী, বা অন্যান্য কারণের সাথে পরিবর্তিত হয়।

1.5 সম্পূর্ণ স্রাব

যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ ন্যূনতম ডিসচার্জ ভোল্টেজের চেয়ে কম বা সমান হয়, তখন একে সম্পূর্ণ স্রাব বলা যেতে পারে।

1.6 চার্জ ডিসচার্জ রেট (সি-রেট)

চার্জ স্রাব হার ব্যাটারির ক্ষমতার সাপেক্ষে চার্জ স্রাব বর্তমানের একটি উপস্থাপনা। উদাহরণস্বরূপ, যদি 1C এক ঘন্টার জন্য স্রাব করার জন্য ব্যবহার করা হয়, আদর্শভাবে, ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে স্রাব হবে। বিভিন্ন চার্জিং এবং ডিসচার্জিং হারের ফলে বিভিন্ন উপলব্ধ ক্ষমতা হবে। সাধারণত, চার্জ স্রাবের হার যত বেশি, উপলব্ধ ক্ষমতা তত কম।

1.7 সাইকেল লাইফ

চক্রের সংখ্যা হল একটি ব্যাটারি কতবার সম্পূর্ণ চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের মধ্য দিয়ে গেছে, যা প্রকৃত স্রাব ক্ষমতা এবং নকশা ক্ষমতা থেকে অনুমান করা যেতে পারে। যখনই সঞ্চিত স্রাব ক্ষমতা নকশা ক্ষমতার সমান হয়, তখন চক্রের সংখ্যা এক হয়। সাধারণত, 500 চার্জিং এবং ডিসচার্জিং চক্রের পরে, একটি সম্পূর্ণ চার্জ করা ব্যাটারির ক্ষমতা 10% থেকে 20% হ্রাস পাবে৷

                          চিত্র 3. সাইকেল টাইমস এবং ব্যাটারির ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক

1.8 স্ব-স্রাব

ক্রমবর্ধমান তাপমাত্রার সাথে সমস্ত ব্যাটারির স্ব-স্রাব বৃদ্ধি পাবে। স্ব-স্রাব মূলত একটি উত্পাদন ত্রুটি নয়, বরং ব্যাটারি নিজেই একটি বৈশিষ্ট্য. যাইহোক, উত্পাদন প্রক্রিয়ার সময় অনুপযুক্ত হ্যান্ডলিং এছাড়াও স্ব স্রাব বৃদ্ধি হতে পারে. সাধারণত, ব্যাটারি তাপমাত্রায় প্রতি 10 ° C বৃদ্ধির জন্য, স্ব-স্রাবের হার দ্বিগুণ হয়। লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির মাসিক স্ব-স্রাব ক্ষমতা প্রায় 1-2% থাকে, যখন বিভিন্ন নিকেল ভিত্তিক ব্যাটারির মাসিক স্ব-স্রাব ক্ষমতা 10-15% থাকে।

                             চিত্র 4. বিভিন্ন তাপমাত্রায় লিথিয়াম ব্যাটারির স্ব-স্রাবের হারের কার্যক্ষমতা