लिथियम ब्याट्री चार्ज र डिस्चार्ज को सिद्धान्त

लिथियम ब्याट्री चार्ज र डिस्चार्ज को सिद्धान्त

1.1 चार्जको अवस्था (SOC)

चार्जको अवस्थालाई ब्याट्रीमा उपलब्ध विद्युतीय ऊर्जाको अवस्थाको रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ, सामान्यतया प्रतिशतको रूपमा व्यक्त गरिन्छ। किनभने उपलब्ध विद्युतीय ऊर्जा चार्जिङ र डिस्चार्जिङ करन्ट, तापक्रम, र बुढ्यौली अवस्थाको आधारमा भिन्न हुन्छ, चार्ज अवस्थाको परिभाषालाई पनि दुई प्रकारमा विभाजन गरिएको छ: एब्सोल्युट स्टेट अफ चार्ज (ASOC) र रिलेटिभ स्टेट अफ चार्ज (RSOC)। चार्जको सापेक्षिक अवस्थाको दायरा सामान्यतया 0% -100% हुन्छ, जबकि ब्याट्री पूर्ण चार्ज हुँदा 100% र पूर्ण रूपमा डिस्चार्ज हुँदा 0% हुन्छ। चार्जको निरपेक्ष अवस्था ब्याट्री निर्माण गर्दा डिजाइन गरिएको निश्चित क्षमता मानको आधारमा गणना गरिएको सन्दर्भ मान हो। एकदम नयाँ पूर्ण चार्ज गरिएको ब्याट्रीको चार्जको पूर्ण अवस्था 100% छ; पुरानो ब्याट्री पूर्ण रूपमा चार्ज भए पनि, विभिन्न चार्जिङ र डिस्चार्जिङ अवस्थाहरूमा यो १००% पुग्न सक्दैन।

निम्न चित्रले विभिन्न डिस्चार्ज दरहरू अन्तर्गत भोल्टेज र ब्याट्री क्षमता बीचको सम्बन्ध देखाउँछ। उच्च डिस्चार्ज दर, कम ब्याट्री क्षमता। जब तापमान कम हुन्छ, ब्याट्री क्षमता पनि कम हुनेछ।

                          चित्र 1. विभिन्न डिस्चार्ज दर र तापमान अन्तर्गत भोल्टेज र क्षमता बीचको सम्बन्ध

1.2 अधिकतम चार्ज भोल्टेज

उच्चतम चार्ज भोल्टेज रासायनिक संरचना र ब्याट्री को विशेषताहरु संग सम्बन्धित छ। लिथियम ब्याट्रीहरूको चार्ज भोल्टेज सामान्यतया 4.2V र 4.35V हुन्छ, र भोल्टेज मानहरू क्याथोड र एनोड सामग्रीहरूमा निर्भर हुन सक्छन्।

1.3 पूर्ण चार्ज

जब ब्याट्री भोल्टेज र उच्चतम चार्ज भोल्टेज बीचको भिन्नता 100mV भन्दा कम हुन्छ र चार्जिङ करन्ट C/10 मा घट्छ, ब्याट्री पूर्ण रूपमा चार्ज भएको मान्न सकिन्छ। ब्याट्रीका विशेषताहरू भिन्न हुन्छन्, र पूर्ण चार्जका लागि सर्तहरू पनि भिन्न हुन्छन्।

निम्न चित्रले सामान्य लिथियम ब्याट्री चार्ज गर्ने विशेषता वक्र देखाउँछ। जब ब्याट्री भोल्टेज उच्चतम चार्ज भोल्टेज बराबर छ र चार्ज वर्तमान C/10 मा घट्छ, ब्याट्री पूर्ण चार्ज मानिन्छ।

                             चित्र २. लिथियम ब्याट्री चार्ज गर्ने विशेषता कर्भ

1.4 न्यूनतम डिस्चार्ज भोल्टेज

न्यूनतम डिस्चार्ज भोल्टेजलाई कट-अफ डिस्चार्ज भोल्टेजको रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ, सामान्यतया ०% चार्जको स्थितिमा भोल्टेज। यो भोल्टेज मान एक निश्चित मान होइन, तर लोड, तापमान, उमेरको डिग्री, वा अन्य कारकहरूसँग परिवर्तन हुन्छ।

1.5 पूर्ण डिस्चार्ज

जब ब्याट्री भोल्टेज न्यूनतम डिस्चार्ज भोल्टेज भन्दा कम वा बराबर हुन्छ, यसलाई पूर्ण डिस्चार्ज भनिन्छ।

१.६ चार्ज डिस्चार्ज दर (C-दर)

चार्ज डिस्चार्ज दर ब्याट्री क्षमता को सापेक्ष चार्ज डिस्चार्ज वर्तमान को एक प्रतिनिधित्व हो। उदाहरणका लागि, यदि 1C एक घण्टाको लागि डिस्चार्ज गर्न प्रयोग गरिन्छ, आदर्श रूपमा, ब्याट्री पूर्ण रूपमा डिस्चार्ज हुनेछ। विभिन्न चार्जिङ र डिस्चार्जिङ दरहरू फरक उपलब्ध क्षमताहरूको परिणाम हुनेछ। सामान्यतया, उच्च चार्ज डिस्चार्ज दर, सानो उपलब्ध क्षमता।

1.7 साइकल जीवन

चक्रको संख्या भनेको ब्याट्रीको पूर्ण चार्जिङ र डिस्चार्जिङबाट गुज्रिएको संख्या हो, जुन वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता र डिजाइन क्षमताबाट अनुमान गर्न सकिन्छ। जब पनि संचित डिस्चार्ज क्षमता डिजाइन क्षमता बराबर हुन्छ, चक्रहरूको संख्या एक हुन्छ। सामान्यतया, 500 चार्ज र डिस्चार्जिङ चक्र पछि, पूर्ण चार्ज गरिएको ब्याट्रीको क्षमता 10% देखि 20% सम्म घट्छ।

                          चित्र 3. साइकल टाइम्स र ब्याट्री क्षमता बीचको सम्बन्ध

१.८ सेल्फ डिस्चार्ज

सबै ब्याट्रीहरूको सेल्फ डिस्चार्ज बढ्दो तापक्रमसँगै बढ्नेछ। सेल्फ डिस्चार्ज मूलतया कुनै उत्पादन दोष होइन, तर ब्याट्रीको एक विशेषता हो। यद्यपि, निर्माण प्रक्रियाको क्रममा अनुचित ह्यान्डलिङले पनि सेल्फ डिस्चार्जमा वृद्धि गर्न सक्छ। सामान्यतया, ब्याट्रीको तापक्रममा प्रत्येक १० डिग्री सेल्सियस वृद्धिको लागि, सेल्फ डिस्चार्ज दर दोब्बर हुन्छ। लिथियम आयन ब्याट्रीहरूको मासिक सेल्फ डिस्चार्ज क्षमता लगभग 1-2% हुन्छ, जबकि विभिन्न निकल आधारित ब्याट्रीहरूमा 10-15% को मासिक सेल्फ डिस्चार्ज क्षमता हुन्छ।

                             चित्र 4. विभिन्न तापमानहरूमा लिथियम ब्याट्रीहरूको स्व-डिस्चार्ज दरको प्रदर्शन