لیتھیم چارج اور ڈسچارج کا نظریہ اور بجلی کے حساب کتاب کے طریقہ کار کا ڈیزائن（1）

1. لتیم آئن بیٹری کا تعارف

1.1 اسٹیٹ آف چارج (SOC)

چارج کی حالت کو بیٹری میں دستیاب برقی توانائی کی حالت کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، جسے عام طور پر فیصد کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔چونکہ دستیاب برقی توانائی چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ، درجہ حرارت اور عمر بڑھنے کے رجحان کے ساتھ مختلف ہوتی ہے، اس لیے چارج کی حالت کی تعریف کو بھی دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: مطلق اسٹیٹ-آف-چارج (ASOC) اور رشتہ دار اسٹیٹ-آف-چارج (RSOC) .

عام طور پر، چارج کی متعلقہ حالت کی حد 0% - 100% ہوتی ہے، جب کہ بیٹری کے مکمل چارج ہونے پر یہ 100% اور مکمل طور پر ڈسچارج ہونے پر 0% ہوتی ہے۔چارج کی مطلق حالت ایک ریفرنس ویلیو ہے جس کا حساب بیٹری کی تیار کردہ مقررہ صلاحیت کی قیمت کے مطابق کیا جاتا ہے۔نئی مکمل چارج شدہ بیٹری کی چارج کی مطلق حالت 100% ہے۔یہاں تک کہ اگر عمر بڑھنے والی بیٹری پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے، تو یہ مختلف چارجنگ اور ڈسچارجنگ حالات میں 100% تک نہیں پہنچ سکتی۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار مختلف خارج ہونے والی شرحوں پر وولٹیج اور بیٹری کی صلاحیت کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتا ہے۔خارج ہونے کی شرح جتنی زیادہ ہوگی، بیٹری کی گنجائش اتنی ہی کم ہوگی۔درجہ حرارت کم ہونے پر، بیٹری کی صلاحیت بھی کم ہو جائے گی۔

شکل 1. مختلف خارج ہونے والی شرحوں اور درجہ حرارت کے تحت وولٹیج اور صلاحیت کے درمیان تعلق

1.2 زیادہ سے زیادہ چارجنگ وولٹیج

زیادہ سے زیادہ چارجنگ وولٹیج کا تعلق بیٹری کی کیمیائی ساخت اور خصوصیات سے ہے۔لیتھیم بیٹری کی چارجنگ وولٹیج عام طور پر 4.2V اور 4.35V ہوتی ہے، اور کیتھوڈ اور اینوڈ مواد کی وولٹیج کی قدریں مختلف ہوں گی۔

1.3 مکمل چارج

جب بیٹری وولٹیج اور زیادہ سے زیادہ چارجنگ وولٹیج کے درمیان فرق 100mV سے کم ہو اور چارج کرنٹ C/10 تک کم ہو جائے تو بیٹری کو مکمل طور پر چارج کیا جا سکتا ہے۔بیٹری کی خصوصیات کے ساتھ مکمل چارجنگ کی شرائط مختلف ہوتی ہیں۔

نیچے دی گئی تصویر ایک عام لتیم بیٹری چارج کرنے والی خصوصیت کا وکر دکھاتی ہے۔جب بیٹری کی وولٹیج زیادہ سے زیادہ چارجنگ وولٹیج کے برابر ہو اور چارج کرنٹ کو C/10 تک کم کر دیا جائے تو بیٹری کو مکمل طور پر چارج کیا جاتا ہے۔

شکل 2. لتیم بیٹری چارج کر رہا خصوصیت وکر

1.4 کم از کم ڈسچارج وولٹیج

کم از کم ڈسچارج وولٹیج کی وضاحت کٹ آف ڈسچارج وولٹیج سے کی جا سکتی ہے، جو کہ عام طور پر وولٹیج ہوتا ہے جب چارج کی حالت 0% ہوتی ہے۔یہ وولٹیج کی قیمت ایک مقررہ قدر نہیں ہے، لیکن بوجھ، درجہ حرارت، عمر بڑھنے کی ڈگری یا دیگر عوامل کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔

1.5 مکمل ڈسچارج

جب بیٹری وولٹیج کم از کم ڈسچارج وولٹیج سے کم یا اس کے برابر ہو تو اسے مکمل ڈسچارج کہا جا سکتا ہے۔

1.6 چارج اور ڈسچارج کی شرح (C-ریٹ)

چارج ڈسچارج کی شرح بیٹری کی گنجائش کے لحاظ سے چارج ڈسچارج کرنٹ کی نمائندگی کرتی ہے۔مثال کے طور پر، اگر آپ ایک گھنٹے کے لیے ڈسچارج ہونے کے لیے 1C استعمال کرتے ہیں، مثالی طور پر، بیٹری پوری طرح سے خارج ہو جائے گی۔مختلف چارج ڈسچارج ریٹس کے نتیجے میں مختلف قابل استعمال صلاحیت ہوگی۔عام طور پر، چارج ڈسچارج کی شرح جتنی زیادہ ہوگی، دستیاب گنجائش اتنی ہی کم ہوگی۔

1.7 سائیکل کی زندگی

سائیکلوں کی تعداد سے مراد بیٹری کے مکمل چارج اور ڈسچارج کی تعداد ہے، جس کا اندازہ اصل خارج ہونے کی صلاحیت اور ڈیزائن کی صلاحیت سے لگایا جا سکتا ہے۔جب جمع شدہ خارج ہونے کی گنجائش ڈیزائن کی گنجائش کے برابر ہو، تو سائیکلوں کی تعداد ایک ہو گی۔عام طور پر، 500 چارج ڈسچارج سائیکل کے بعد، مکمل طور پر چارج ہونے والی بیٹری کی صلاحیت 10% ~ 20% تک کم ہو جائے گی۔

شکل 3۔ سائیکل کے اوقات اور بیٹری کی صلاحیت کے درمیان تعلق

1.8 سیلف ڈسچارج

درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ تمام بیٹریوں کا خود سے خارج ہونے والا مادہ بڑھ جائے گا۔سیلف ڈسچارج بنیادی طور پر مینوفیکچرنگ کی خرابی نہیں بلکہ بیٹری کی خصوصیات ہیں۔تاہم، مینوفیکچرنگ کے عمل میں غلط علاج خود خارج ہونے والے مادہ میں اضافے کا سبب بنے گا۔عام طور پر، جب بیٹری کا درجہ حرارت 10 ° C تک بڑھتا ہے تو خود خارج ہونے کی شرح دوگنی ہو جاتی ہے۔ لیتھیم آئن بیٹریوں کی خود سے خارج ہونے کی صلاحیت تقریباً 1-2% فی مہینہ ہوتی ہے، جب کہ نکل پر مبنی مختلف بیٹریوں میں 10- 15% فی مہینہ۔

شکل 4. مختلف درجہ حرارت پر لتیم بیٹری کی خود سے خارج ہونے والی شرح کی کارکردگی