লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া

1 লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মূল কাজের নীতি:

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি ধনাত্মক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে লিথিয়াম আয়ন চলাচলের মাধ্যমে শক্তি সঞ্চয় করে এবং মুক্তি দেয়।

চার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, একটি বাহ্যিক শক্তির উৎস লিথিয়াম আয়নকে ধনাত্মক ইলেক্ট্রোড থেকে ঋণাত্মক ইলেক্ট্রোডে যেতে এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড উপাদানে সংরক্ষণ করতে বাধ্য করে।

স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন, লিথিয়াম আয়ন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড থেকে মুক্তি পায় এবং ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডে চলে যায়, সরঞ্জাম ব্যবহারের জন্য শক্তি মুক্ত করে।

2 ভোল্টেজ পরিবর্তন:

চার্জ করার শুরুতে, ব্যাটারিতে অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ এবং মেরুকরণ প্রভাবের উপস্থিতির কারণে, ভোল্টেজ তুলনামূলকভাবে কম হবে।

চার্জিংয়ের অগ্রগতির সাথে সাথে, ব্যাটারির ভিতরে রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলি ধীরে ধীরে ভারসাম্যে পৌঁছায় এবং ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে যতক্ষণ না এটি পৌঁছায়।চার্জিং কাট-অফ ভোল্টেজ.

উদাহরণ হিসাবে টারনারি লিথিয়াম ব্যাটারি নিলে, তাদের চার্জিং প্রক্রিয়াকে চারটি পর্যায়ে ভাগ করা যায়: ট্রিকল চার্জিং (লো-ভোল্টেজ প্রি চার্জিং), ধ্রুবক কারেন্ট চার্জিং, ধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জিং এবং চার্জিং সমাপ্তি।

ট্রিকল চার্জিং পর্যায়ে, যদি ব্যাটারির ভোল্টেজ 3V এর নিচে হয়, তাহলে প্রথমে প্রি-চার্জিং করা হবে। এই সময়ে, চার্জিং কারেন্ট সেট কারেন্টের 1/10, এবং ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। যখন ব্যাটারি ভোল্টেজ ট্রিকল চার্জিং থ্রেশহোল্ডের উপরে উঠে যায়, তখন এটি প্রবেশ করেধ্রুবক বর্তমান চার্জিং পর্যায়. এই সময়ে, চার্জিং কারেন্ট বাড়ানো হয়, এবং ধ্রুবক বর্তমান চার্জিং প্রক্রিয়ার সাথে ব্যাটারি ভোল্টেজ ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। সাধারণত, একটি একক ব্যাটারির জন্য ভোল্টেজ সেট হয় 3৷{1}}.2V৷ যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ 4.2V-এ বেড়ে যায়, তখন ধ্রুবক কারেন্ট চার্জিং শেষ হয় এবংধ্রুবক ভোল্টেজ চার্জিং ফেজশুরু হয় এই সময়ে, চার্জিং ভোল্টেজ 4.2V এ বজায় থাকে এবং চার্জিং কারেন্ট ধীরে ধীরে হ্রাস পায়। যখন কারেন্ট সেট চার্জিং কারেন্টের 1/10 এ নেমে যায়, তখন চার্জিং শেষ হয়।

স্রাব প্রক্রিয়া চলাকালীন, চার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন ভোল্টেজ পরিবর্তনের প্রবণতা তার বিপরীত। স্রাবের শুরুতে, ভোল্টেজ তুলনামূলকভাবে বেশি। লিথিয়াম আয়ন ব্যবহার এবং ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের প্রভাবে, ভোল্টেজ ধীরে ধীরে হ্রাস পায় যতক্ষণ না এটি পৌঁছায়স্রাব কাটা বন্ধ ভোল্টেজ.

স্রাবের সময়, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভোল্টেজ বক্ররেখাকে তিনটি পর্যায়ে ভাগ করা যায়। প্রাথমিক পর্যায়ে, টার্মিনাল ভোল্টেজ দ্রুত হ্রাস পায় এবং স্রাবের হার যত বেশি হয়, ভোল্টেজ তত দ্রুত হ্রাস পায়। তারপর, ব্যাটারি ভোল্টেজ ধীরে ধীরে পরিবর্তিত পর্যায়ে প্রবেশ করে, যাকে বলা হয়ব্যাটারির মালভূমি অঞ্চল. স্রাবের হার যত কম হবে, মালভূমি অঞ্চল তত বেশি দীর্ঘ হবে এবং মালভূমির ভোল্টেজ যত বেশি হবে, ভোল্টেজ ড্রপ তত কম হবে। অবশেষে, ব্যাটারি স্তরটি স্রাবের কাছাকাছি আসার সাথে সাথে ব্যাটারির লোড ভোল্টেজ দ্রুত হ্রাস পেতে শুরু করে যতক্ষণ না এটি পৌঁছায়স্রাব কাটা বন্ধ ভোল্টেজ.

ভোল্টেজ ওঠানামার জন্য 3টি কারণ:

1. ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ:চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সময় ব্যাটারি একটি নির্দিষ্ট অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের প্রদর্শন করে, যা ভোল্টেজ হ্রাস করতে পারে।

2. পোলারাইজেশন প্রভাব:চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, ব্যাটারির ধনাত্মক এবং নেতিবাচক মেরুগুলি মেরুকরণের অভিজ্ঞতা লাভ করবে, যার অর্থ ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠে চার্জ বিতরণ অসম, যা ভোল্টেজের পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে।

3. রাসায়নিক বিক্রিয়া গতিবিদ্যা:ব্যাটারির অভ্যন্তরে রাসায়নিক বিক্রিয়ার হারও ভোল্টেজের পরিবর্তনকে প্রভাবিত করতে পারে। দ্রুত প্রতিক্রিয়া হার, আরো দ্রুত ভোল্টেজ পরিবর্তন; বিপরীতে, ধীর.

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির চার্জিং এবং ডিসচার্জিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ, মেরুকরণের প্রভাব এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া গতিবিদ্যার মতো কারণগুলির কারণে ভোল্টেজ পরিবর্তিত হতে পারে। এই পরিবর্তনটি ব্যাটারি অপারেশনের একটি স্বাভাবিক অংশ এবং ব্যাটারির কর্মক্ষমতা এবং স্বাস্থ্যের অবস্থা মূল্যায়নের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক৷

4 লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির কর্মক্ষমতার উপর ভোল্টেজ পরিবর্তনের প্রভাব কী

1. ভোল্টেজ এবং ক্ষমতার মধ্যে সম্পর্ক:

সাধারণভাবে বলতে গেলে, একটি ব্যাটারির ক্ষমতা সরাসরি তার ভোল্টেজের সমানুপাতিক। এর মানে হল যে ভোল্টেজ বাড়ার সাথে সাথে ব্যাটারির ক্ষমতাও সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি পাবে, এটি আরও শক্তি সঞ্চয় করার অনুমতি দেবে। অতএব, উচ্চ-ভোল্টেজ লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাধারণত দীর্ঘ আয়ু থাকে।

2. ভোল্টেজ এবং ডিসচার্জ কার্ভের মধ্যে সম্পর্ক:

ডিসচার্জ কার্ভ হল ব্যবহারের সময় লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভোল্টেজের পরিবর্তনের বক্ররেখা। বিভিন্ন ভোল্টেজ স্রাব বক্ররেখার আকৃতি এবং ঢালকে প্রভাবিত করতে পারে। সাধারণভাবে বলতে গেলে, লিথিয়াম ব্যাটারির স্রাব বক্ররেখা একটি স্থির নিম্নগামী প্রবণতা দেখায়, তবে বক্ররেখার আকার এবং হ্রাসের হার বিভিন্ন ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হতে পারে। ইলেকট্রনিক ডিভাইসের স্বাভাবিক ব্যবহার এবং ব্যাটারি লেভেলের সঠিক প্রদর্শনের জন্য এটি খুবই গুরুত্বপূর্ণ।

3. ভোল্টেজ এবং চার্জিং/ডিসচার্জিং গতির মধ্যে সম্পর্ক:

উচ্চ ভোল্টেজ সহ লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি দ্রুত চার্জ এবং ডিসচার্জ করতে পারে। এর মানে হল যে আমরা যদি উচ্চ-ভোল্টেজ লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহার করি, তাহলে আমরা ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলিকে দ্রুত চার্জ করতে পারি এবং সেগুলিকে দীর্ঘ সময়ের জন্য ব্যবহার করতে পারি। যাইহোক, অত্যধিক ভোল্টেজ ব্যাটারি অতিরিক্ত গরম এবং ক্ষতির কারণ হতে পারে, তাই ডিজাইন এবং ব্যবহার প্রক্রিয়ায় একটি ভারসাম্য তৈরি করা প্রয়োজন।

4. ভোল্টেজ এবং নিরাপত্তার মধ্যে সম্পর্ক:

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির অতিরিক্ত চার্জিং এবং অতিরিক্ত ডিসচার্জিং তাদের নিরাপত্তা কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করতে পারে এবং এমনকি আগুনের মতো গুরুতর দুর্ঘটনা ঘটাতে পারে। ব্যাটারির নিরাপদ ব্যবহার নিশ্চিত করার জন্য চার্জিং কন্ট্রোল সার্কিট ডিজাইন করার সময় ব্যাটারির ভোল্টেজের সীমাবদ্ধতা বিবেচনা করা গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলির মধ্যে একটি। যখন ব্যাটারির ভোল্টেজ স্বাভাবিক সীমা ছাড়িয়ে যায়, তখন এটি ব্যাটারির সুরক্ষা ব্যবস্থাকে ট্রিগার করতে পারে, যেমন পাওয়ার-অফ বা শর্ট-সার্কিট সুরক্ষা, ব্যাটারির ক্ষতি বা নিরাপত্তা দুর্ঘটনা রোধ করতে।

5. ভোল্টেজ পরিবর্তনের অন্যান্য প্রভাব:

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি যেগুলি দীর্ঘ সময়ের জন্য কম ভোল্টেজ অবস্থায় থাকে সেগুলি ব্যাটারির ভিতরে ক্ষতিকারক রাসায়নিক বিক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে পারে, যেমন ইলেক্ট্রোলাইটের পচন এবং সক্রিয় পদার্থের বিচ্ছিন্নতা, যা ব্যাটারির ক্ষমতার অপরিবর্তনীয় অবক্ষয় ঘটাতে পারে।

কম ভোল্টেজ ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে মাইক্রোস্কোপিক পরিবর্তনও ঘটাতে পারে, যেমন ইলেক্ট্রোড উপাদানের অসম প্রসারণ এবং সংকোচন, ব্যাটারি বার্ধক্য এবং কর্মক্ষমতা হ্রাসকে আরও বাড়িয়ে তোলে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ভোল্টেজের বৈচিত্র তাদের কর্মক্ষমতার উপর উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে। তাই, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি নির্বাচন এবং ব্যবহার করার সময়, ভোল্টেজ ফ্যাক্টরটি সম্পূর্ণরূপে বিবেচনা করা এবং প্রকৃত প্রয়োজন এবং প্রয়োগের পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে উপযুক্ত ব্যাটারির ধরন এবং নির্দিষ্টকরণ নির্বাচন করা প্রয়োজন। এদিকে, ব্যাটারির নিরাপত্তা এবং স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে ব্যবহারের সময় তার ভোল্টেজের অবস্থার দিকেও মনোযোগ দেওয়া উচিত।