লিথিয়াম ব্যাটারি প্রযুক্তি কি?

লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং চক্র প্রতি কম খরচের কারণে অন্যান্য ব্যাটারি রসায়ন থেকে আলাদা।যাইহোক, "লিথিয়াম ব্যাটারি" একটি অস্পষ্ট শব্দ।লিথিয়াম ব্যাটারির প্রায় ছয়টি সাধারণ রসায়ন রয়েছে, সবকটিই তাদের নিজস্ব সুবিধা এবং অসুবিধা সহ।নবায়নযোগ্য শক্তি প্রয়োগের জন্য, প্রধান রসায়ন হল লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4) .এই রসায়নের চমৎকার নিরাপত্তা রয়েছে, দুর্দান্ত তাপীয় স্থিতিশীলতা, উচ্চ বর্তমান রেটিং, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং অপব্যবহারের সহনশীলতা।

লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4) অন্যান্য প্রায় সমস্ত লিথিয়াম রসায়নের তুলনায় এটি অত্যন্ত স্থিতিশীল লিথিয়াম রসায়ন।ব্যাটারিটি প্রাকৃতিকভাবে নিরাপদ ক্যাথোড উপাদান (আয়রন ফসফেট) দিয়ে একত্রিত করা হয়।অন্যান্য লিথিয়াম রসায়নের তুলনায় আয়রন ফসফেট একটি শক্তিশালী আণবিক বন্ধনকে উন্নীত করে, যা চরম চার্জিং অবস্থা সহ্য করে, চক্রের জীবনকে দীর্ঘায়িত করে এবং অনেক চক্রে রাসায়নিক অখণ্ডতা বজায় রাখে।এটিই এই ব্যাটারিগুলিকে তাদের দুর্দান্ত তাপীয় স্থিতিশীলতা, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং অপব্যবহারের সহনশীলতা দেয়। LiFePO4 ব্যাটারি অত্যধিক গরমের প্রবণতা নেই, বা তারা 'থার্মাল রনঅওয়ে' এর নিষ্পত্তি হয় না এবং তাই কঠোর অব্যবস্থাপনা বা কঠোর পরিবেশগত অবস্থার শিকার হলে অতিরিক্ত তাপ বা জ্বালাও না।

প্লাবিত সীসা-অ্যাসিড এবং অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের বিপরীতে, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মতো বিপজ্জনক গ্যাসগুলি বের করে না।সালফিউরিক অ্যাসিড বা পটাসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের মতো কস্টিক ইলেক্ট্রোলাইটের সংস্পর্শে আসার কোনও বিপদও নেই।বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এই ব্যাটারিগুলি বিস্ফোরণের ঝুঁকি ছাড়াই সীমিত জায়গায় সংরক্ষণ করা যেতে পারে এবং একটি সঠিকভাবে ডিজাইন করা সিস্টেমের সক্রিয় শীতল বা বায়ুচলাচলের প্রয়োজন হয় না।

লিথিয়াম ব্যাটারি হল অনেক কোষের সমন্বয়ে গঠিত একটি সমাবেশ, যেমন সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি এবং অন্যান্য অনেক ধরনের ব্যাটারি।লিড-অ্যাসিড ব্যাটারির নামমাত্র ভোল্টেজ থাকে 2V/সেলে, যেখানে লিথিয়াম ব্যাটারি কোষের নামমাত্র ভোল্টেজ থাকে 3.2V।অতএব, একটি 12V ব্যাটারি অর্জন করতে আপনার সাধারণত একটি সিরিজে চারটি কোষ সংযুক্ত থাকবে।এটি a এর নামমাত্র ভোল্টেজ তৈরি করবে LiFePO4 12.8V .একটি সিরিজে সংযুক্ত আটটি কোষ একটি তৈরি করে 24V ব্যাটারি একটি নামমাত্র ভোল্টেজ 25.6V এবং একটি সিরিজে সংযুক্ত ষোলটি কোষ তৈরি করে 48V ব্যাটারি 51.2V এর নামমাত্র ভোল্টেজ সহ।এই ভোল্টেজগুলি আপনার সাধারণের সাথে খুব ভাল কাজ করে 12V, 24V, এবং 48V ইনভার্টার .

লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি প্রায়শই সরাসরি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিগুলিকে প্রতিস্থাপন করতে ব্যবহৃত হয় কারণ তাদের চার্জিং ভোল্টেজগুলি একই রকম।একটি চার-কোষ LiFePO4 ব্যাটারি (12.8V), সাধারণত 14.4-14.6V এর মধ্যে সর্বোচ্চ চার্জ ভোল্টেজ থাকবে (উৎপাদকদের সুপারিশের উপর নির্ভর করে)।একটি লিথিয়াম ব্যাটারির অনন্যতা হল এটির শোষণ চার্জের প্রয়োজন হয় না বা উল্লেখযোগ্য সময়ের জন্য একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ অবস্থায় রাখা হয়।সাধারণত, যখন ব্যাটারি সর্বোচ্চ চার্জ ভোল্টেজে পৌঁছায় তখন আর চার্জ করার প্রয়োজন হয় না।LiFePO4 ব্যাটারির ডিসচার্জ বৈশিষ্ট্যও অনন্য।ডিসচার্জের সময়, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি সাধারণত লোডের অধীনে থাকা সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায় অনেক বেশি ভোল্টেজ বজায় রাখে।একটি লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য পূর্ণ চার্জ থেকে 75% ডিসচার্জে ভোল্টের কয়েক দশমাংশ নেমে যাওয়া অস্বাভাবিক নয়।এটি ব্যাটারি পর্যবেক্ষণ সরঞ্জাম ছাড়া কত ক্ষমতা ব্যবহার করা হয়েছে তা বলা কঠিন করে তুলতে পারে।

লিড-অ্যাসিড ব্যাটারির উপর লিথিয়ামের একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল যে তারা ঘাটতি সাইকেল চালানোর শিকার হয় না।মূলত, পরের দিন আবার ডিসচার্জ হওয়ার আগে ব্যাটারিগুলি সম্পূর্ণভাবে চার্জ করা যায় না।এটি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির একটি খুব বড় সমস্যা এবং এই পদ্ধতিতে বারবার সাইকেল চালালে প্লেটের উল্লেখযোগ্য অবক্ষয় হতে পারে।LiFePO4 ব্যাটারি নিয়মিতভাবে সম্পূর্ণ চার্জ করার প্রয়োজন নেই।আসলে, সম্পূর্ণ চার্জের পরিবর্তে সামান্য আংশিক চার্জ দিয়ে সামগ্রিক আয়ু কিছুটা উন্নতি করা সম্ভব।

সৌর বৈদ্যুতিক সিস্টেম ডিজাইন করার সময় দক্ষতা একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়।গড় লিড-অ্যাসিড ব্যাটারির রাউন্ড-ট্রিপ কার্যকারিতা (সম্পূর্ণ থেকে মৃত এবং সম্পূর্ণ থেকে সম্পূর্ণ) প্রায় 80%।অন্যান্য রসায়ন আরও খারাপ হতে পারে।একটি লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির রাউন্ড-ট্রিপ শক্তি দক্ষতা 95-98% এর উপরে।শীতকালে সৌরবিদ্যুতের অনাহারে থাকা সিস্টেমগুলির জন্য এটি একাই একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি, জেনারেটর চার্জিং থেকে জ্বালানি সাশ্রয় অসাধারণ হতে পারে।সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির শোষণ চার্জ পর্যায় বিশেষভাবে অদক্ষ, যার ফলে কার্যক্ষমতা 50% বা তারও কম।লিথিয়াম ব্যাটারি চার্জ শোষণ করে না বিবেচনা করে, সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন থেকে সম্পূর্ণরূপে পূর্ণ হওয়ার সময় চার্জের সময় দুই ঘন্টার মতো হতে পারে।এটি লক্ষ করাও গুরুত্বপূর্ণ যে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি উল্লেখযোগ্য প্রতিকূল প্রভাব ছাড়াই রেট হিসাবে প্রায় সম্পূর্ণ স্রাবের মধ্য দিয়ে যেতে পারে।তবে, এটি নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ যে পৃথক কোষগুলি অতিরিক্ত স্রাব না করে।এটি সমন্বিতদের কাজ ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) .

লিথিয়াম ব্যাটারির নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা একটি বড় উদ্বেগের বিষয়, এইভাবে সমস্ত সমাবেশে একটি সমন্বিত হওয়া উচিত ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (BMS) .BMS হল এমন একটি সিস্টেম যা "নিরাপদ অপারেটিং এরিয়া" এর বাইরে কাজ করা থেকে কোষকে নিরীক্ষণ, মূল্যায়ন, ভারসাম্য এবং রক্ষা করে।BMS হল একটি লিথিয়াম ব্যাটারি সিস্টেমের একটি অপরিহার্য নিরাপত্তা উপাদান, ব্যাটারির ভিতরের কোষগুলিকে ওভার কারেন্ট, কম/ওভার ভোল্টেজ, কম/ওভার তাপমাত্রা এবং আরও অনেক কিছুর বিরুদ্ধে নজরদারি ও সুরক্ষা করে।একটি LiFePO4 সেল স্থায়ীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হবে যদি কোষের ভোল্টেজ কখনও 2.5V-এর কম হয়, কোষের ভোল্টেজ 4.2V-এর বেশি হলে এটি স্থায়ীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হবে।BMS প্রতিটি কোষ নিরীক্ষণ করে এবং কম/ওভারভোল্টেজের ক্ষেত্রে কোষের ক্ষতি প্রতিরোধ করবে।

BMS-এর আরেকটি অপরিহার্য দায়িত্ব হল চার্জ করার সময় প্যাকের ভারসাম্য বজায় রাখা, নিশ্চিত করা যে সমস্ত সেল অতিরিক্ত চার্জ ছাড়াই সম্পূর্ণ চার্জ পাবে।একটি LiFePO4 ব্যাটারির কোষগুলি চার্জ চক্রের শেষে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভারসাম্য বজায় রাখবে না।কোষের মাধ্যমে প্রতিবন্ধকতার মধ্যে সামান্য তারতম্য রয়েছে এবং এইভাবে কোনো কোষই 100% অভিন্ন নয়।অতএব, সাইকেল চালানোর সময়, কিছু কোষ অন্যদের তুলনায় সম্পূর্ণরূপে চার্জ বা ডিসচার্জ হবে।কোষগুলির মধ্যে পার্থক্য সময়ের সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে যদি কোষগুলি সুষম না হয়।

ভিতরে সীসা অ্যাসিড ব্যাটারি , এক বা একাধিক কোষ সম্পূর্ণরূপে চার্জ হয়ে গেলেও বিদ্যুৎ প্রবাহ চলতে থাকবে।এটি একটি ফলাফল ব্যাটারির মধ্যে ইলেক্ট্রোলাইসিস হচ্ছে, জল হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে বিভক্ত হচ্ছে।এই স্রোত অন্যান্য কোষকে সম্পূর্ণরূপে চার্জ করতে সাহায্য করে, এইভাবে স্বাভাবিকভাবেই সমস্ত কোষে চার্জের ভারসাম্য বজায় রাখে।যাইহোক, একটি সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত লিথিয়াম কোষের খুব উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকবে এবং খুব কম কারেন্ট প্রবাহিত হবে।ল্যাগিং সেলগুলি তাই সম্পূর্ণ চার্জ হবে না।ভারসাম্য বজায় রাখার সময় BMS সম্পূর্ণ চার্জ করা কোষগুলিতে একটি ছোট লোড প্রয়োগ করবে, এটিকে অতিরিক্ত চার্জ হওয়া থেকে রোধ করবে এবং অন্যান্য কোষগুলিকে ধরার অনুমতি দেবে।

লিথিয়াম ব্যাটারি অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের তুলনায় অনেক সুবিধা প্রদান করে।এগুলি একটি নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য ব্যাটারি সমাধান, তাপীয় পলাতক এবং/অথবা বিপর্যয়কর বিপর্যয়ের ভয় নেই, যা অন্যান্য লিথিয়াম ব্যাটারি ধরণের থেকে একটি উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা।এই ব্যাটারিগুলি অত্যন্ত দীর্ঘ সাইকেল লাইফ অফার করে, কিছু নির্মাতারা এমনকি 10,000 সাইকেল পর্যন্ত ব্যাটারির ওয়ারেন্টি দেয়।উচ্চ ডিসচার্জ এবং রিচার্জের হার ক্রমাগত C/2 এর উপরে এবং 98% পর্যন্ত একটি রাউন্ড-ট্রিপ দক্ষতা, এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে এই ব্যাটারিগুলি শিল্পের মধ্যে ট্র্যাকশন অর্জন করছে। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4) একটি নিখুঁত শক্তি সঞ্চয় সমাধান .