आजकल, लैपटॉप, डिजिटल कैमरे और डिजिटल वीडियो कैमरे जैसे विभिन्न डिजिटल उपकरणों में लिथियम बैटरियों का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है। इसके अलावा, ऑटोमोबाइल, मोबाइल बेस स्टेशन और ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशनों में भी इनके व्यापक उपयोग की संभावनाएं हैं। ऐसे में, बैटरियों का उपयोग अब केवल मोबाइल फोन में अकेले ही नहीं होता, बल्कि श्रृंखला या समानांतर बैटरी पैक के रूप में अधिक होता है।
बैटरी पैक की क्षमता और जीवनकाल न केवल प्रत्येक बैटरी पर निर्भर करता है, बल्कि प्रत्येक बैटरी के बीच की स्थिरता पर भी निर्भर करता है। खराब स्थिरता बैटरी पैक के प्रदर्शन को काफी हद तक प्रभावित करती है। स्व-डिस्चार्ज की स्थिरता एक महत्वपूर्ण कारक है जो इसे प्रभावित करता है। अनियमित स्व-डिस्चार्ज वाली बैटरी में भंडारण के बाद एसओसी (SOC) में बड़ा अंतर आ जाता है, जिससे इसकी क्षमता और सुरक्षा पर काफी असर पड़ता है।
स्वतः निर्वहन क्यों होता है?
बैटरी खुली होने पर, उपरोक्त प्रतिक्रिया नहीं होती है, लेकिन फिर भी पावर कम हो जाती है, जिसका मुख्य कारण बैटरी का स्वतः डिस्चार्ज होना है। स्वतः डिस्चार्ज होने के मुख्य कारण निम्नलिखित हैं:
ए. इलेक्ट्रोलाइट के स्थानीय इलेक्ट्रॉन चालन या अन्य आंतरिक शॉर्ट सर्किट के कारण होने वाला आंतरिक इलेक्ट्रॉन रिसाव।
बी. बैटरी सील या गैस्केट के खराब इन्सुलेशन या बाहरी लीड शेल के बीच अपर्याप्त प्रतिरोध (बाहरी कंडक्टर, नमी) के कारण बाहरी विद्युत रिसाव।
सी. इलेक्ट्रोड/इलेक्ट्रोलाइट अभिक्रियाएं, जैसे कि इलेक्ट्रोलाइट की अशुद्धियों के कारण एनोड का क्षरण या कैथोड का अपचयन।
d. इलेक्ट्रोड सक्रिय पदार्थ का आंशिक अपघटन।
ई. अपघटन उत्पादों (अघुलनशील और अधिशोषित गैसों) के कारण इलेक्ट्रोड का निष्क्रियकरण।
f. इलेक्ट्रोड यांत्रिक रूप से घिस जाता है या इलेक्ट्रोड और करंट कलेक्टर के बीच प्रतिरोध बढ़ जाता है।
स्व-निकासी का प्रभाव
स्वतः निर्वहन के कारण भंडारण के दौरान क्षमता में कमी आती है।अत्यधिक वीर्यपात के कारण होने वाली कुछ सामान्य समस्याएं:
1. कार बहुत देर से खड़ी है और स्टार्ट नहीं हो सकती;
2. बैटरी को भंडारण में रखने से पहले, वोल्टेज और अन्य चीजें सामान्य होती हैं, और यह पाया जाता है कि शिपिंग के समय वोल्टेज कम या शून्य होता है;
3. गर्मियों में, यदि कार जीपीएस को कार में लगाया जाता है, तो बैटरी पूरी तरह चार्ज होने के बावजूद भी कुछ समय बाद इसकी पावर या उपयोग का समय स्पष्ट रूप से अपर्याप्त हो जाएगा।
स्व-अस्वीकरण के कारण बैटरियों के बीच SOC अंतर बढ़ जाता है और बैटरी पैक की क्षमता कम हो जाती है।
बैटरी के अनियमित स्व-डिस्चार्ज के कारण, भंडारण के बाद बैटरी पैक में बैटरी का एसओसी (SOC) भिन्न हो जाता है, जिससे बैटरी का प्रदर्शन कम हो जाता है। ग्राहक अक्सर लंबे समय तक संग्रहीत बैटरी पैक प्राप्त करने के बाद प्रदर्शन में गिरावट की समस्या का सामना करते हैं। जब एसओसी का अंतर लगभग 20% तक पहुँच जाता है, तो स्थिति और भी बिगड़ जाती है।संयुक्त बैटरी की क्षमता केवल 60% से 70% ही है।
स्व-निर्वहन के कारण उत्पन्न होने वाले बड़े एसओसी अंतर की समस्या का समाधान कैसे किया जाए?
सरल शब्दों में कहें तो, हमें केवल बैटरी की शक्ति को संतुलित करना होता है और उच्च-वोल्टेज सेल की ऊर्जा को निम्न-वोल्टेज सेल में स्थानांतरित करना होता है। वर्तमान में इसके दो तरीके हैं: निष्क्रिय संतुलन और सक्रिय संतुलन।
पैसिव इक्वलाइज़ेशन में प्रत्येक बैटरी सेल के समानांतर एक बैलेंसिंग रेसिस्टर जोड़ा जाता है। जब कोई सेल समय से पहले ओवरवोल्टेज तक पहुँच जाता है, तब भी बैटरी चार्ज होती रहती है और अन्य कम वोल्टेज वाली बैटरियों को चार्ज कर सकती है। इस इक्वलाइज़ेशन विधि की दक्षता अधिक नहीं होती है और ऊर्जा ऊष्मा के रूप में नष्ट हो जाती है। इक्वलाइज़ेशन चार्जिंग मोड में ही किया जाना चाहिए और इक्वलाइज़ेशन करंट आमतौर पर 30mA से 100mA होता है।
सक्रिय तुल्यकारकसामान्यतः, यह विधि ऊर्जा स्थानांतरण द्वारा बैटरी को संतुलित करती है और अधिक वोल्टेज वाले सेलों की ऊर्जा को कम वोल्टेज वाले सेलों में स्थानांतरित करती है। इस संतुलन विधि की दक्षता बहुत अधिक होती है और इसे चार्ज और डिस्चार्ज दोनों अवस्थाओं में संतुलित किया जा सकता है। इसकी संतुलन धारा निष्क्रिय संतुलन धारा से कई गुना अधिक होती है, जो आमतौर पर 1A से 10A के बीच होती है।
पोस्ट करने का समय: 17 जून 2023
