لیتھیم-آئن بیٹری پیک کی خارج ہونے والی صلاحیت کو متاثر کرنے والے عوامل
Li-آئن بیٹری پیک بنیادی طور پر اسکریننگ، گروپ بندی، پیکیجنگ اور اسمبلی کے بعد سیلز کی برقی کارکردگی کو جانچنے کے لیے ہے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ آیا صلاحیت اور دباؤ کا فرق قابل مصنوعات ہیں۔
بیٹری کی سیریز اور متوازی خلیات کے درمیان مستقل مزاجی بیٹری پیک میں ایک خاص خیال ہے۔ صرف اچھی صلاحیت، چارج کی حالت، اندرونی مزاحمت، اور خود-خارج کی مستقل مزاجی کے ساتھ ہی بیٹری پیک کی صلاحیت کو استعمال اور جاری کیا جا سکتا ہے۔ خراب کارکردگی بیٹری پیک کی مجموعی کارکردگی کو سنجیدگی سے متاثر کرے گی، اور یہاں تک کہ زیادہ چارج یا زیادہ خارج ہونے کا سبب بن سکتی ہے، جس کے نتیجے میں حفاظتی خطرات پیدا ہوتے ہیں۔ ایک اچھا مجموعہ طریقہ monomers کی مستقل مزاجی کو بہتر بنانے کا ایک مؤثر طریقہ ہے۔
لیتھیم-آئن بیٹریاں محیطی درجہ حرارت کے اثر سے محدود ہوتی ہیں، اور اگر درجہ حرارت بہت زیادہ یا بہت کم ہو تو بیٹری کی صلاحیت متاثر ہوگی۔ اگر بیٹری زیادہ درجہ حرارت کے حالات میں طویل عرصے تک کام کرتی ہے، تو اس کی سائیکل کی زندگی متاثر ہو سکتی ہے۔ اگر درجہ حرارت بہت کم ہے تو، صلاحیت کو بڑھانا مشکل ہوگا۔ ڈسچارج کی شرح بیٹری کی اعلی-موجودہ چارجنگ اور ڈسچارج کی صلاحیت کو ظاہر کرتی ہے۔ اگر شرح بہت کم ہے تو، چارجنگ اور ڈسچارج کی رفتار سست ہوگی، جو ٹیسٹ کی کارکردگی کو متاثر کرے گی۔ اگر شرح بہت زیادہ ہے، تو پولرائزیشن اثر اور بیٹری کے تھرمل اثر کی وجہ سے صلاحیت کم ہو جائے گی۔ چارج اور ڈسچارج کی شرح۔
1. مطابقت پذیری
ایک اچھی ترتیب نہ صرف خلیوں کے استعمال کی شرح کو بہتر بنا سکتی ہے، بلکہ خلیات کی مستقل مزاجی کو بھی کنٹرول کر سکتی ہے، جو بیٹری پیک کے اخراج میں اچھی خارج ہونے والی صلاحیت اور سائیکل کے استحکام کو حاصل کرنے کی بنیاد ہے۔ تاہم، خراب کنفیگریشن کے ساتھ بیٹری سیل کی صلاحیت کے AC رکاوٹ کا پھیلاؤ بڑھ جائے گا، جس کے نتیجے میں سائیکل کی کارکردگی اور بیٹری پیک کی قابل استعمال صلاحیت کمزور ہو جائے گی۔ کسی نے بیٹری کی خصوصیت کے ویکٹر کے مطابق بیٹری کے ملاپ کا طریقہ تجویز کیا۔ خصوصیت والا ویکٹر واحد بیٹری کے چارج اور ڈسچارج وولٹیج ڈیٹا اور معیاری بیٹری کے چارج اور ڈسچارج ڈیٹا کے درمیان مماثلت کی ڈگری کو ظاہر کرتا ہے۔ بیٹری کا چارج-ڈسچارج وکر معیاری منحنی خطوط کے جتنا قریب ہوگا، مماثلت اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور ارتباط کا گتانک 1 سے اتنا ہی قریب ہوگا۔ یہ مماثلت کا طریقہ بنیادی طور پر مونومر وولٹیج کے ارتباط کے قابلیت پر مبنی ہے، اور پھر مماثلت کو انجام دینے کے لیے دوسرے پیرامیٹرز کو جوڑتا ہے، جس سے بہتر مماثلت کا اثر حاصل ہو سکتا ہے۔ اس نقطہ نظر کے ساتھ مشکل معیاری بیٹری کی خصوصیت والے ویکٹر کی فراہمی ہے۔ پیداواری سطح کی رکاوٹوں کی وجہ سے، بیٹریوں کے ہر بیچ کے درمیان فرق ہونا ضروری ہے، اور فیچر ویکٹرز کا ایک سیٹ حاصل کرنا بہت مشکل ہے جو بیٹریوں کے ہر بیچ کے لیے موزوں ہوں۔
واحد خلیات کے درمیان فرق کی تشخیص کے طریقہ کار کا تجزیہ کرنے کے لیے مقداری تجزیہ کا استعمال کیا گیا۔ سب سے پہلے، بیٹری کی کارکردگی کو متاثر کرنے والے کلیدی نکات کو ریاضی کے طریقوں سے نکالا جاتا ہے، اور پھر بیٹری کی کارکردگی کا جامع جائزہ اور موازنہ حاصل کرنے کے لیے ریاضیاتی تجرید کیا جاتا ہے، اور بیٹری کی کارکردگی کے معیار کے تجزیے کو مقداری تجزیہ میں تبدیل کیا جاتا ہے، تاکہ بیٹری کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے۔ بیٹری پیک کی مجموعی کارکردگی۔ ایک آسان طریقہ پیش کیا گیا ہے جسے عملی طور پر لاگو کیا جا سکتا ہے۔ بیٹری کے انتخاب اور گروپ بندی پر مبنی ایک جامع کارکردگی کا جائزہ نظام تجویز کیا گیا ہے، جس میں سبجیکٹیو ڈیلفی اسکورنگ اور مقصدی گرے ارتباط کی ڈگری کی پیمائش کو ملایا جائے گا، اور بیٹریوں کے لیے ایک ملٹی-پیرامیٹر گرے کوریلیشن ماڈل قائم کیا جائے گا، جو ایک پر قابو پاتا ہے- تشخیص کے معیار کے طور پر ایک انڈیکس کو استعمال کرنے کی طرفداری۔ پاور لیتھیم آئن بیٹری کی کارکردگی کا اندازہ لگایا گیا ہے، اور تشخیص کے نتائج سے حاصل کردہ ارتباط بعد کے مرحلے میں بیٹری کی اسکریننگ اور میچنگ کے لیے ایک قابل اعتماد نظریاتی بنیاد فراہم کرتا ہے۔
متحرک خصوصیت کے ملاپ کا طریقہ بنیادی طور پر بیٹری کے چارجنگ اور ڈسچارجنگ وکر کے مطابق مماثلت کے فنکشن کا احساس کرنا ہے۔ عمل درآمد کے مخصوص اقدامات یہ ہیں کہ سب سے پہلے وکر پر خصوصیت والے پوائنٹس کو نکال کر ایک خصوصیت والا ویکٹر بنایا جائے۔ ہر ایک منحنی خطوط کے درمیان خصوصیت کے ویکٹر کے درمیان فاصلے کے مطابق، مماثل اشاریہ کے لیے، منحنی خطوط کی درجہ بندی ایک مناسب الگورتھم کو منتخب کر کے محسوس کی جاتی ہے، اور پھر بیٹری کے ملاپ کا عمل مکمل ہو جاتا ہے۔ یہ ملاپ کا طریقہ آپریشن کے دوران بیٹری کی کارکردگی کی تبدیلیوں کو مدنظر رکھتا ہے۔ اس بنیاد پر، بیٹری کی مماثلت کے لیے دیگر موزوں پیرامیٹرز کا انتخاب کیا جاتا ہے، اور زیادہ مستقل کارکردگی والی بیٹریوں کو ترتیب دیا جا سکتا ہے۔
2. چارج کرنے کا طریقہ
مناسب چارجنگ نظام کا بیٹری کے خارج ہونے کی صلاحیت پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ اگر چارجنگ کی گہرائی کم ہے، تو خارج ہونے والی گنجائش اس کے مطابق کم ہو جائے گی۔ اگر زیادہ چارج کیا جاتا ہے، تو یہ بیٹری کے کیمیائی فعال مادوں کو متاثر کرے گا اور ناقابل واپسی نقصان کا سبب بنے گا، جس سے بیٹری کی صلاحیت اور زندگی کم ہو جائے گی۔ لہذا، یہ یقینی بنانے کے لیے مناسب چارجنگ ریٹ، اوپری حد وولٹیج اور مستقل وولٹیج کٹ- کا انتخاب کرنا ضروری ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ چارجنگ کی صلاحیت کو محسوس کرتے ہوئے چارجنگ کی کارکردگی اور حفاظت اور استحکام کو بہتر بنایا گیا ہے۔ فی الحال، پاور لیتھیم-آئن بیٹریاں زیادہ تر مستقل کرنٹ-مستقل وولٹیج چارجنگ موڈ استعمال کرتی ہیں۔ مختلف چارجنگ کرنٹ اور مختلف کٹ آف وولٹیجز کے تحت لیتھیم آئرن فاسفیٹ سسٹم اور ٹرنری سسٹم بیٹری کے مستقل کرنٹ اور مستقل وولٹیج چارجنگ کے نتائج کا تجزیہ کرکے، یہ معلوم کیا جاسکتا ہے کہ: (1) جب چارجنگ کٹ جاتی ہے{{5} }} آف وولٹیج کو دبایا جاتا ہے، چارجنگ کرنٹ بڑھ جاتا ہے اور کرنٹ کا مستقل تناسب کم ہو جاتا ہے، چارجنگ کا وقت کم ہو جاتا ہے، لیکن توانائی کی کھپت بڑھ جاتی ہے۔ (2) جب چارجنگ کرنٹ کو دبایا جاتا ہے، جیسے جیسے چارجنگ کٹ-آف وولٹیج کم ہوتا ہے، مستقل کرنٹ چارجنگ کا تناسب کم ہو جاتا ہے، اور چارجنگ کی صلاحیت اور توانائی دونوں کم ہو جاتے ہیں۔ بیٹری کی صلاحیت کو یقینی بنانے کے لیے، آئرن فاسفیٹ لیتھیم کا چارج کٹ-آف وولٹیج-آئن بیٹریاں 3.4V سے کم نہیں ہو سکتیں۔ چارجنگ کے وقت اور توانائی کے نقصان کو متوازن کرنے کے لیے، مناسب چارجنگ کرنٹ اور کٹ آف ٹائم- کا انتخاب کریں۔
ہر سیل کی SOC مستقل مزاجی بڑی حد تک بیٹری پیک کی ڈسچارج صلاحیت کا تعین کرتی ہے، اور متوازن چارجنگ ہر سیل ڈسچارج کے لیے اسی طرح کے ابتدائی SOC پلیٹ فارم کو حاصل کرنے کا امکان فراہم کرتی ہے، جو خارج ہونے کی صلاحیت اور ڈسچارج کی کارکردگی (خارج کی صلاحیت/مماثل صلاحیت) کو بہتر بنا سکتی ہے۔ . چارجنگ میں مساوات کا طریقہ چارج کرنے کے عمل کے دوران پاور لیتھیم-آئن بیٹری کی برابری سے مراد ہے۔ عام طور پر، برابری اس وقت شروع ہوتی ہے جب بیٹری پیک کا وولٹیج مقررہ وولٹیج تک پہنچ جاتا ہے یا اس سے زیادہ ہو جاتا ہے، اور چارجنگ کرنٹ کو کم کر کے اوور چارج کو روکا جاتا ہے۔
بیٹری پیک میں سنگل سیلز کی مختلف حالتوں کے مطابق، بیٹری پیک کے متوازن چارجنگ کنٹرول سرکٹ ماڈل اور ایکویلائزیشن سرکٹ کے ذریعے ایک سیلز کے چارجنگ کرنٹ کو ٹھیک کرنے کے لیے-ایک طریقہ تجویز کیا گیا ہے کہ نہ صرف بیٹری پیک کی تیز رفتار چارجنگ کا احساس کر سکتا ہے، بلکہ سنگل سیلز کی عدم مطابقت کو بھی ختم کر سکتا ہے۔ بیٹری پیک سائیکل زندگی کے اثرات کے لیے چارج کنٹرول کی حکمت عملی کو برابر کرنا۔ خاص طور پر، سوئچ سگنل کے ذریعے، لیتھیم-آئن بیٹری پیک کی مجموعی توانائی کو واحد بیٹری میں شامل کیا جاتا ہے، یا واحد بیٹری کی توانائی کو مجموعی بیٹری پیک میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ بیٹری پیک کے چارجنگ کے عمل کے دوران، ہر ایک سیل کی وولٹیج ویلیو کا پتہ لگا کر، جب سنگل سیل کا وولٹیج ایک خاص قدر تک پہنچ جاتا ہے، تو بیلنسنگ ماڈیول کام کرنا شروع کر دیتا ہے۔ واحد بیٹری میں چارج کرنٹ کو چارجنگ وولٹیج کو کم کرنے کے لیے تقسیم کیا جاتا ہے، اور منقسم کرنٹ کو ماڈیول کے ذریعے تبدیل کیا جاتا ہے تاکہ توازن کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے چارجنگ بس میں توانائی واپس پہنچائی جا سکے۔
کسی نے متغیر شرح چارجنگ مساوات کا حل تجویز کیا۔ اس طریقہ کار کا مساوات کا خیال صرف کم توانائی والی واحد بیٹری کو اضافی توانائی فراہم کرنا ہے، جو زیادہ توانائی کے ساتھ واحد بیٹری کی توانائی نکالنے کے عمل کو روکتا ہے، جو اس عمل کو بہت آسان بناتا ہے۔ مساوات کے سرکٹ کی ٹوپولوجی۔ کہنے کا مطلب یہ ہے کہ مختلف توانائی کی حالتوں کے واحد خلیات کو چارج کرنے کے لیے مختلف چارجنگ ریٹ استعمال کیے جاتے ہیں، تاکہ ایک اچھا توازن اثر حاصل کیا جا سکے۔
3. خارج ہونے والی شرح
ڈسچارج کی شرح پاور لیتھیم-آئن بیٹریوں کے لیے ایک اہم اشارے ہے۔ بیٹری کا ہائی ریٹ ڈسچارج مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد اور الیکٹرولائٹس کا امتحان ہے۔ مثبت الیکٹروڈ مواد لتیم آئرن فاسفیٹ کے لیے، اس کی ساخت مستحکم ہے، چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران تناؤ چھوٹا ہے، اور اس میں زیادہ کرنٹ ڈسچارج کے لیے بنیادی شرائط ہیں، لیکن نقصان یہ ہے کہ لتیم آئرن فاسفیٹ کی چالکتا ناقص ہے۔ الیکٹرولائٹ میں لیتھیم آئنوں کی بازی کی شرح بیٹری کے خارج ہونے کی شرح کو متاثر کرنے والا ایک اہم عنصر ہے، اور بیٹری میں آئنوں کے پھیلاؤ کا بیٹری کی ساخت اور الیکٹرولائٹ کے ارتکاز سے گہرا تعلق ہے۔
لہذا، مختلف ڈسچارج ریٹ بیٹریوں کے مختلف ڈسچارج ٹائم اور ڈسچارج وولٹیج پلیٹ فارمز کا باعث بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں مختلف ڈسچارج صلاحیتیں پیدا ہوتی ہیں، جو خاص طور پر متوازی بیٹری پیک کے لیے واضح ہیں۔ لہذا، مناسب خارج ہونے والی شرح کا انتخاب کرنا ضروری ہے. بیٹری کی قابل استعمال صلاحیت کم ہو جاتی ہے کیونکہ خارج ہونے والے کرنٹ میں اضافہ ہوتا ہے۔
جیانگ کوینا وغیرہ۔ لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹری سیلز کی ریلیز قابل صلاحیت پر ڈسچارج ریٹ کے اثر کا مطالعہ کیا۔ ایک ہی قسم کی اچھی ابتدائی مستقل مزاجی کے ساتھ واحد خلیوں کے ایک گروپ کو 1C کرنٹ پر 3.8V پر چارج کیا گیا، اور پھر 0.1، 0.2 پر چارج کیا گیا، {{7} کے اخراج کی شرح }.5، 1، 2، اور 3C کو 2.5V میں خارج کیا گیا، اور وولٹیج اور خارج ہونے والی طاقت کے درمیان تعلق کا منحنی خطوط ریکارڈ کیا گیا، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 1 اور 2C کی جاری کردہ صلاحیت 97.8 ہے۔ C/3 کی جاری کردہ صلاحیت کا بالترتیب فیصد اور 96.5 فیصد، اور جاری ہونے والی توانائی بالترتیب C/3 کی طرف سے جاری کردہ توانائی کا 97.2 فیصد اور 94.3 فیصد ہے۔ اضافہ، لیتھیم-آئن بیٹری کے ذریعے جاری ہونے والی صلاحیت اور توانائی نمایاں طور پر کم ہو گئی ہے۔
جب لیتھیم-آئن بیٹری ڈسچارج ہوتی ہے، تو عام طور پر قومی معیار 1C استعمال کیا جاتا ہے، اور زیادہ سے زیادہ ڈسچارج کرنٹ عام طور پر 23C تک محدود ہوتا ہے۔ جب ایک بڑا کرنٹ خارج ہوتا ہے، تو درجہ حرارت میں بڑا اضافہ ہوتا ہے اور توانائی کا نقصان ہوتا ہے۔ لہذا، بیٹری پیک کے درجہ حرارت کو حقیقی وقت میں مانیٹر کرنا ضروری ہے تاکہ زیادہ درجہ حرارت کی وجہ سے بیٹری کو ہونے والے نقصان کو روکا جا سکے اور بیٹری کی سروس لائف کو کم کیا جا سکے۔
4. درجہ حرارت کے حالات
درجہ حرارت بیٹری کے اندر الیکٹروڈ مواد کی سرگرمی اور الیکٹرولائٹ کی کارکردگی کو نمایاں طور پر متاثر کرتا ہے۔ بہت زیادہ اور بہت کم درجہ حرارت بیٹری کی صلاحیت پر زیادہ اثر ڈالتا ہے۔
کم درجہ حرارت پر، بیٹری کی سرگرمی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے، لیتھیم انٹرکلیشن اور نکالنے کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے، بیٹری کی اندرونی مزاحمت اور پولرائزیشن وولٹیج بڑھ جاتی ہے، اصل قابل استعمال صلاحیت کم ہو جاتی ہے، بیٹری کی خارج ہونے والی صلاحیت کم ہو جاتی ہے۔ ، ڈسچارج پلیٹ فارم کم ہے، اور بیٹری کے ڈسچارج کٹ-آف وولٹیج تک پہنچنے کا زیادہ امکان ہے۔ جیسے جیسے بیٹری کی دستیاب صلاحیت کم ہوتی ہے، بیٹری کی توانائی کے استعمال کی کارکردگی کم ہوتی جاتی ہے۔
جب درجہ حرارت بڑھتا ہے تو، مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان لتیم آئنوں کو نکالنا اور داخل کرنا فعال ہو جاتا ہے، تاکہ بیٹری کی اندرونی مزاحمت کم ہو جائے، اور اندرونی مزاحمتی استحکام کا وقت طویل ہو جاتا ہے، جس سے بیٹری میں الیکٹران کی نقل و حرکت کی مقدار بڑھ جاتی ہے۔ بیرونی سرکٹ اور صلاحیت زیادہ موثر ہے۔ کھیلیں. تاہم، اگر بیٹری اعلی درجہ حرارت والے ماحول میں طویل عرصے تک کام کرتی ہے، تو مثبت جالی کے ڈھانچے کا استحکام خراب ہو جائے گا، بیٹری کی حفاظت کم ہو جائے گی، اور بیٹری کی زندگی نمایاں طور پر کم ہو جائے گی۔
لی زی وغیرہ۔ بیٹری کی اصل ڈسچارج صلاحیت پر درجہ حرارت کے اثر کا مطالعہ کیا، اور مختلف درجہ حرارت پر معیاری ڈسچارج صلاحیت (25 ڈگری پر 1C ڈسچارج) کے ساتھ بیٹری کی اصل ڈسچارج صلاحیت کا تناسب ریکارڈ کیا۔ درجہ حرارت کے ساتھ بیٹری کی صلاحیت کی تبدیلی کو فٹ کریں، اور حاصل کریں: فارمولے میں: C بیٹری کی صلاحیت ہے؛ T درجہ حرارت ہے؛ R2 فٹنگ کا ارتباطی گتانک ہے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ بیٹری کی صلاحیت کم درجہ حرارت پر بہت تیزی سے زوال پذیر ہوتی ہے، جب کہ تقریباً عام درجہ حرارت پر درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ صلاحیت بڑھ جاتی ہے۔ -40 ڈگری پر بیٹری کی گنجائش برائے نام قدر کا صرف 1/3 ہے، جب کہ 0 ڈگری سے 60 ڈگری پر، بیٹری کی گنجائش برائے نام صلاحیت کے 80 فیصد سے بڑھ کر 100 فیصد ہو جاتی ہے۔
تجزیہ سے پتہ چلتا ہے کہ کم درجہ حرارت پر اومک اندرونی مزاحمت کی تبدیلی کی شرح اعلی درجہ حرارت کے مقابلے میں زیادہ ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ کم درجہ حرارت کا بیٹری کی سرگرمی پر زیادہ واضح اثر پڑتا ہے، جس سے بیٹری کی خارج ہونے والی طاقت متاثر ہوتی ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل کی اومک اندرونی مزاحمت اور پولرائزیشن اندرونی مزاحمت دونوں میں کمی آتی ہے۔ تاہم، زیادہ درجہ حرارت پر، بیٹری میں کیمیائی رد عمل کا توازن اور مواد کا استحکام تباہ ہو جائے گا، جس کے نتیجے میں ممکنہ ضمنی ردعمل ہو گا، جو بیٹری کی صلاحیت اور اندرونی مزاحمت کو متاثر کرے گا، جس کے نتیجے میں سائیکل کی زندگی مختصر ہو جائے گی اور حفاظت بھی کم ہو جائے گی۔
لہذا، اعلی اور کم دونوں درجہ حرارت لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں کی کارکردگی اور سروس کی زندگی کو متاثر کرے گا۔ اصل کام کرنے کے عمل میں، نئی بیٹری تھرمل مینجمنٹ جیسے طریقے استعمال کیے جائیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ بیٹری مناسب درجہ حرارت کے حالات میں کام کرتی ہے۔ بیٹری پیک پیک ٹیسٹ میں، 25 ڈگری کا مستقل درجہ حرارت ٹیسٹ روم قائم کیا جا سکتا ہے۔
