عوامل لیتھیم بیٹری کی صحت کو متاثر کرتے ہیں۔

لیتھیم بیٹریوں کی عمر بڑھنا ایک طویل مدتی بتدریج عمل ہے، اور بیٹری کی صحت مختلف عوامل جیسے درجہ حرارت، موجودہ شرح، اور کٹ آف وولٹیج سے متاثر ہوتی ہے۔ فی الحال، بیٹری کی صحت کی حالت کے تحقیق اور ماڈلنگ کے تجزیہ میں کچھ کامیابیاں حاصل کی گئی ہیں۔ متعلقہ تحقیق میں بیٹری کے انحطاط کا طریقہ کار اور عمر بڑھنے کے عنصر کا تجزیہ، بیٹری کی صحت کا انتظام، بیٹری کی حالت کی نگرانی اور تخمینہ، بیٹری کی زندگی کی پیشن گوئی وغیرہ شامل ہیں۔

تاہم، صحت کی تشخیص کی لتیم بیٹری کی حالت کے نسبتاً مکمل خلاصے اور جائزے کا ابھی بھی فقدان ہے۔ یہ مقالہ منظم طریقے سے پانچ پہلوؤں سے بیٹری کی صحت کی حالت کی تحقیقی حیثیت اور پیشرفت کو متعارف کراتا ہے: تعریف، اثر پذیر عوامل، تشخیصی ماڈل، تحقیقی مشکلات اور بیٹری کی صحت کی حالت کی تحقیقی اہمیت۔

1. بیٹری کی صحت کی حالت کی تعریف

بیٹری SOH نئی بیٹری کی نسبت برقی توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے موجودہ بیٹری کی صلاحیت کو نمایاں کرتی ہے، اور اس کی زندگی کے آغاز سے اس کی زندگی کے اختتام تک بیٹری کی حالت کو فیصد کی شکل میں ظاہر کرتی ہے۔ بیٹریوں کی کارکردگی کے بہت سے اشارے ہیں۔ اندرون اور بیرون ملک SOH کی بہت سی تعریفیں ہیں، لیکن تصور میں اتحاد کا فقدان ہے۔ فی الحال، SOH کی تعریف بنیادی طور پر کئی پہلوؤں جیسے کہ صلاحیت، بجلی، اندرونی مزاحمت، سائیکل کے اوقات اور چوٹی کی طاقت میں جھلکتی ہے۔

1 صلاحیت کی تعریف SOH

بیٹری کی صلاحیت کے خاتمے کے ذریعہ SOH کی تعریف پر زیادہ تر لٹریچر موجود ہیں، اور SOH کی تعریف اس طرح دی گئی ہے: فارمولے میں: کیجڈ بیٹری کی موجودہ صلاحیت ہے؛ کریٹڈ بیٹری کی درجہ بندی کی صلاحیت ہے۔


2 بجلی کی تعریف SOH

بجلی کی کھپت کے لیے SOH کی تعریف صلاحیت کی تعریف سے ملتی جلتی ہے، کیونکہ بیٹری کی درجہ بندی کی صلاحیت میں اصل موثر صلاحیت اور زیادہ سے زیادہ صلاحیت ہوتی ہے، اور بیٹری کی اصل صلاحیت برائے نام درجہ بندی کی گنجائش سے کچھ مختلف ہوتی ہے، اس لیے کچھ ادبیات اس کی تعریف کرتے ہیں۔ بیٹری خارج ہونے کی صلاحیت کے نقطہ نظر سے SOH.


3 اندرونی مزاحمت SOH کی وضاحت کرتی ہے۔

بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں اضافہ بیٹری کی عمر بڑھنے کا ایک اہم مظہر ہے، اور یہ بیٹری کی مزید عمر بڑھنے کی وجہ بھی ہے۔ بہت سے ادب SOH کی وضاحت کے لیے اندرونی مزاحمت کا استعمال کرتے ہیں۔


4 باقی سائیکلوں کی تعداد SOH کی وضاحت کرتی ہے۔

SOH کی وضاحت کے لیے بیٹری کی کارکردگی کے اشارے جیسے کہ صلاحیت اور اندرونی مزاحمت کو استعمال کرنے کے علاوہ، ایسے ادب بھی موجود ہیں جو بیٹری کے SOH کو بیٹری کے بقیہ چکروں کی تعداد سے متعین کرتے ہیں۔

مندرجہ بالا چار قسم کی بیٹریوں کی SOH تعریفیں ادب میں نسبتاً عام ہیں۔ صلاحیت اور بجلی کی تعریف انتہائی قابل عمل ہے، لیکن صلاحیت بیٹری کی بیرونی کارکردگی ہے، جبکہ اندرونی مزاحمت اور باقی اوقات کی تعریف کی آپریبلٹی مضبوط نہیں ہے۔ اندرونی مزاحمت SOC اور درجہ حرارت سے متعلق ہے، اور اس کی پیمائش کرنا آسان نہیں ہے۔ باقی سائیکلوں کی تعداد اور سائیکلوں کی کل تعداد کی پیمائش کرنا آسان نہیں ہے۔ درست پیش گوئی نہیں کی جا سکتی۔

2. لیتھیم بیٹریوں کی صحت کو متاثر کرنے والے عوامل

حالیہ برسوں میں، بہت سے ملکی اور غیر ملکی ادبیات نے لتیم بیٹریوں کی عمر بڑھنے کے طریقہ کار اور قانون کا مطالعہ کیا ہے۔ عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ لیتھیم آئن کا جمع ہونا، SEI فلم کا گاڑھا ہونا اور فعال مواد کا نقصان بیٹری کی عمر بڑھنے اور صلاحیت کے زوال کی بنیادی وجوہات ہیں۔ لیتھیم بیٹریوں کا غلط استعمال بیٹری کی عمر کو تیز کرے گا، اور بیٹریوں کی عام چارجنگ اور ڈسچارج بھی بیٹری کی صحت کو متاثر کرے گی اور بیٹری کی عمر کو تیز کرے گی۔

1 بیٹری SOH پر درجہ حرارت کا اثر

عام طور پر درجہ حرارت کو بیٹری کی صحت کو متاثر کرنے والا اہم عنصر سمجھا جاتا ہے۔ درجہ حرارت کا بیٹری کی کارکردگی پر دوہرا اثر پڑتا ہے۔ ایک طرف، اعلی درجہ حرارت بیٹری کے اندر کیمیائی عمل کو تیز کرے گا اور بیٹری کی کارکردگی اور کارکردگی کو بہتر بنائے گا۔ ایک ہی وقت میں، اعلی درجہ حرارت کچھ ناقابل واپسی کیمیائی ردعمل کو بھی تیز کرے گا. رد عمل اس وقت ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں بیٹری کے فعال مواد میں کمی واقع ہوتی ہے، جس سے بیٹری کی عمر بڑھنے اور صلاحیت میں کمی واقع ہوتی ہے۔ تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ اعلی درجہ حرارت بیٹری الیکٹروڈ کی SEI فلم کی ترقی کو تیز کرے گا، اور SEI فلم میں گھسنے والے لیتھیم آئنوں کی دشواری بڑھے گی، جو کہ بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں اضافے کے مترادف ہے۔

2 بیٹری SOH پر چارج اور ڈسچارج کی موجودہ شرح کا اثر

چارج اور ڈسچارج کی شرح بیٹری کی زندگی کو متاثر کرے گی۔ سونی 18650 بیٹری کو 300 سائیکلوں کے لیے تین مختلف ڈسچارج ریٹ پر ٹیسٹ کیا گیا۔ ایک ہی وقت میں، ہائی ریٹ ڈسچارج بیٹری کے اندر زیادہ گرمی پیدا کرے گا، جو بیٹری کی عمر کو تیز کرے گا۔ الیکٹران مائکروسکوپ کے تحت دیکھا گیا ہے کہ ہائی ریٹ ڈسچارج بیٹری کی الیکٹروڈ سطح پر SEI فلم کم شرح والے ڈسچارج سے زیادہ موٹی ہے۔


3 بیٹری SOH پر خارج ہونے والے مادہ کی گہرائی کا اثر

بیٹری کے چارج اور ڈسچارج کی گہرائی کا اثر بیٹری کی صحت اور عمر بڑھنے پر پڑتا ہے۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ بیٹری نے کل منتقلی کی توانائی جمع کر لی ہے، اور بیٹری کی صلاحیت کے زوال اور عمر بڑھنے کا تجزیہ کل منتقلی توانائی کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ Gao Fei et al. لیتھیم بیٹریوں کی مختلف ڈسچارج گہرائیوں کے سائیکل ٹیسٹ کے ذریعے بیٹری کی جمع شدہ منتقلی توانائی اور بیٹری کی صلاحیت کے زوال کے درمیان تعلق کا تجزیہ کیا، اور یہ نتیجہ اخذ کیا کہ بیٹری کی گنجائش 85 فیصد تک زوال سے پہلے، بیٹری کی جمع منتقلی توانائی گہرے چارج اور گہرے خارج ہونے والے مادہ اور بیٹری کی صلاحیت کے زوال میں۔ اتلی چارجنگ اور اتلی ڈسچارجنگ کے دو طریقے بنیادی طور پر ایک جیسے ہیں۔ جب بیٹری کی گنجائش 85% ~ 75% تک گر جاتی ہے، تو بیٹری کی جمع شدہ منتقلی توانائی اور توانائی کی کارکردگی اتلی چارجنگ اور اتلی ڈسچارجنگ موڈ سے بہتر ہوتی ہے۔

4 بیٹری SOH پر سائیکل وقفہ کا اثر

بیٹری چارج ڈسچارج سائیکل کا وقفہ بھی بیٹری کی عمر بڑھنے کے عمل کو متاثر کرے گا۔ چارج ڈسچارج بیٹری کی اندرونی مزاحمت مختلف سائیکل وقفوں کے لیے مختلف ہوتی ہے۔ لہذا، سائیکل کے دوران بیٹری کی گرمی اور ردعمل قدرے مختلف ہیں، جو طویل عرصے میں بیٹری کی صحت اور عمر بڑھنے کو متاثر کرے گا۔ لہذا، کچھ ماہرین تجویز کرتے ہیں کہ بیٹری SOC کی حد 20%~80% ہے، جو بیٹری کی صحت اور سائیکل کی زندگی کے لیے فائدہ مند ہے۔


5 بیٹری SOH پر چارج ڈسچارج کٹ آف وولٹیج کا اثر

بیٹری کا زیادہ چارج اور اوور ڈسچارج بیٹری کی صحت کو متاثر کرے گا، اور اوپری اور لوئر وولٹیج کی نامناسب حدیں بیٹری کو متاثر کرے گی۔ ڈسچارج کٹ آف وولٹیج جتنا کم ہوگا، بیٹری کی اندرونی مزاحمت اتنی ہی زیادہ ہوگی، جس کے نتیجے میں بیٹری کی اندرونی حرارت، سائیڈ ری ایکشن میں اضافہ، بیٹری کے فعال مواد میں کمی اور منفی گریفائٹ شیٹ کا گرنا، تیز عمر بڑھنا اور صلاحیت کا زوال بیٹری ضرورت سے زیادہ چارجنگ کٹ آف وولٹیج بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں اضافے کا سبب بنتی ہے، بیٹری کی اندرونی حرارت بڑھ جاتی ہے، اور زیادہ چارج منفی الیکٹروڈ کے "لیتھیم ورن" کے رجحان اور ضمنی رد عمل میں اسی اضافے کا سبب بنتا ہے، جو کہ صلاحیت کو متاثر کرتا ہے۔ اور بیٹری کی عمر بڑھ رہی ہے۔


خلاصہ یہ کہ آپریٹنگ ٹمپریچر، چارج ڈسچارج کی شرح، ڈسچارج کی گہرائی، سائیکل کا وقفہ اور بیٹری کا چارج ڈسچارج کٹ آف وولٹیج سب کا بیٹری کی صحت اور زندگی پر اثر پڑے گا۔ فی الحال، بیٹری کی صحت کی کیفیت کو متاثر کرنے والے عوامل پر تحقیق کوالٹیٹیو ریسرچ کے مرحلے میں ہے۔ بیٹری کی عمر بڑھنے پر اثر انداز کرنے والے ان عوامل کا مقداری تجزیہ اور ان عوامل کے درمیان جوڑے کا رشتہ تحقیق کی مشکلات اور مستقبل میں بیٹری کی صحت اور زندگی کے تحقیقی ہاٹ اسپاٹ ہیں۔