लिथियम बैटरियों के लिए एजिंग प्रयोग और निगरानी की आवश्यकता क्यों होती है? परीक्षण में किन वस्तुओं का उपयोग किया जाता है?

लिथियम बैटरी की आयु निर्धारण संबंधी प्रयोगों की प्रक्रियाएं और परियोजना परीक्षण क्या हैं?
निम्नलिखित प्रदर्शनों के परीक्षण और निरंतर निगरानी के माध्यम से, हम उपयोग के दौरान बैटरी में होने वाले परिवर्तनों और क्षीणन को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं, साथ ही विशिष्ट कार्य परिस्थितियों में बैटरी की विश्वसनीयता, जीवनकाल और प्रदर्शन विशेषताओं को भी समझ सकते हैं।
1. क्षमता में कमी: क्षमता में कमी बैटरी के जीवनकाल में गिरावट के मुख्य संकेतकों में से एक है। एजिंग प्रयोग में वास्तविक उपयोग में बैटरी की चक्रीय चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रिया का अनुकरण करने के लिए समय-समय पर चार्ज और डिस्चार्ज चक्र किए जाएंगे। प्रत्येक चक्र के बाद बैटरी की क्षमता में परिवर्तन को मापकर बैटरी की क्षमता में गिरावट का मूल्यांकन किया जाएगा।
2. चक्रीय जीवन: चक्रीय जीवन से तात्पर्य है कि कोई बैटरी कितने पूर्ण चार्ज और डिस्चार्ज चक्रों से गुजर सकती है। बैटरी के चक्रीय जीवन का मूल्यांकन करने के लिए, वृद्धावस्था प्रयोगों में बड़ी संख्या में चार्ज और डिस्चार्ज चक्र किए जाते हैं। आमतौर पर, किसी बैटरी को उसके चक्रीय जीवन के अंत तक तब पहुँचा हुआ माना जाता है जब उसकी क्षमता उसकी प्रारंभिक क्षमता के एक निश्चित प्रतिशत (जैसे, 80%) तक कम हो जाती है।
3. आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि: आंतरिक प्रतिरोध बैटरी का एक महत्वपूर्ण सूचक है, जो बैटरी की चार्ज और डिस्चार्ज दक्षता तथा ऊर्जा रूपांतरण दक्षता को सीधे प्रभावित करता है। एजिंग प्रयोग में चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में होने वाले परिवर्तन को मापकर बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि का मूल्यांकन किया जाता है।
4. सुरक्षा प्रदर्शन: बैटरी के जीर्णता प्रयोग में इसके सुरक्षा प्रदर्शन का मूल्यांकन भी शामिल है। इसमें उच्च तापमान, ओवरचार्ज और ओवरडिस्चार्ज जैसी असामान्य परिस्थितियों में बैटरी की प्रतिक्रिया और व्यवहार का अनुकरण करना शामिल हो सकता है, ताकि इन परिस्थितियों में बैटरी की सुरक्षा और स्थिरता का पता लगाया जा सके।
5. तापमान संबंधी विशेषताएं: तापमान का बैटरी के प्रदर्शन और जीवनकाल पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। विभिन्न तापमान स्थितियों में बैटरी के संचालन का अनुकरण करने के लिए एजिंग प्रयोग किए जा सकते हैं, जिससे तापमान परिवर्तन के प्रति बैटरी की प्रतिक्रिया और प्रदर्शन का मूल्यांकन किया जा सके।
किसी बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कुछ समय तक उपयोग करने के बाद क्यों बढ़ जाता है? इसका क्या प्रभाव पड़ेगा?
बैटरी के लंबे समय तक उपयोग के बाद, बैटरी की सामग्री और संरचना के पुराने होने के कारण आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है। आंतरिक प्रतिरोध वह प्रतिरोध है जो बैटरी से करंट प्रवाहित होने पर उत्पन्न होता है। यह इलेक्ट्रोलाइट्स, इलेक्ट्रोड सामग्री, करंट कलेक्टर, इलेक्ट्रोलाइट्स आदि से बने बैटरी के आंतरिक चालक पथ की जटिल विशेषताओं द्वारा निर्धारित होता है। आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि का डिस्चार्ज दक्षता पर निम्नलिखित प्रभाव पड़ता है:
1. वोल्टेज में कमी: आंतरिक प्रतिरोध के कारण डिस्चार्ज प्रक्रिया के दौरान बैटरी में वोल्टेज में कमी आती है। इसका मतलब है कि वास्तविक आउटपुट वोल्टेज बैटरी के ओपन सर्किट वोल्टेज से कम होगा, जिससे बैटरी की उपलब्ध शक्ति कम हो जाएगी।
2. ऊर्जा हानि: आंतरिक प्रतिरोध के कारण डिस्चार्ज के दौरान बैटरी अतिरिक्त ऊष्मा उत्पन्न करती है, और यह ऊष्मा ऊर्जा हानि को दर्शाती है। ऊर्जा हानि बैटरी की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता को कम करती है, जिसके परिणामस्वरूप समान डिस्चार्ज स्थितियों में बैटरी कम प्रभावी शक्ति प्रदान करती है।
3. कम पावर आउटपुट: आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि के कारण, उच्च धारा प्रवाहित करते समय बैटरी में वोल्टेज ड्रॉप और पावर लॉस अधिक होगा, जिससे बैटरी प्रभावी रूप से उच्च पावर आउटपुट प्रदान करने में असमर्थ हो जाएगी। परिणामस्वरूप, डिस्चार्ज दक्षता कम हो जाती है और बैटरी की पावर आउटपुट क्षमता घट जाती है।
संक्षेप में, आंतरिक प्रतिरोध बढ़ने से बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता कम हो जाती है, जिससे बैटरी की उपलब्ध ऊर्जा, पावर आउटपुट और समग्र प्रदर्शन प्रभावित होता है। इसलिए, बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को कम करने से इसकी डिस्चार्ज क्षमता और प्रदर्शन में सुधार हो सकता है।