لتیم بیٹری چارجنگ اور ڈسچارج کا نظریہ

لتیم بیٹری چارجنگ اور ڈسچارج کا نظریہ

1.1 اسٹیٹ آف چارج (SOC)

چارج کی حالت کو بیٹری میں دستیاب برقی توانائی کی حالت کے طور پر بیان کیا جاسکتا 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 لحاظ سے مختلف ہوتی ہے، اس لیے چارج کی حالت کی تعریف کو بھی دو اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: Absolute State Of Charge (ASOC) اور Relative State Of Charge (RSOC)۔ چارج کی متعلقہ حالت کی حد عام طور پر 0% -100% ہوتی ہے، جب کہ بیٹری مکمل چارج ہونے پر 100% اور مکمل طور پر خارج ہونے پر 0% ہوتی ہے۔ چارج کی مطلق حالت ایک حوالہ قیمت ہے جس کا حساب بیٹری کے تیار ہونے پر ڈیزائن کی گئی مقررہ صلاحیت کی قیمت کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ بالکل 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 کے تحت 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

سب سے زیادہ چارجنگ وولٹیج کا تعلق بیٹری کی کیمیائی ساخت اور خصوصیات سے ہے۔ لیتھیم بیٹریوں کی چارجنگ وولٹیج عام طور پر 4.2V اور 4.35V ہوتی ہے، اور وولٹیج کی قدریں کیتھوڈ اور اینوڈ مواد کے لحاظ سے مختلف ہو سکتی ہیں۔

1.3 مکمل چارج

جب بیٹری وولٹیج اور سب 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۔ بیٹریوں کی خصوصیات مختلف ہوتی ہیں، اور مکمل چارجنگ کی شرائط بھی مختلف ہوتی ہیں۔

مندرجہ ذیل اعداد و شمار ایک عام لتیم بیٹری چارج کرنے والی خصوصیت کا وکر دکھاتا ہے۔ جب بیٹری وولٹیج سب سے زیادہ چارجنگ وولٹیج کے برابر ہو اور چارج کرنٹ C/10 تک کم ہو جائے تو بیٹری کو مکمل طور پر چارج سمجھا جاتا ہے۔

                             چترا 2. لتیم بیٹری چارج کر رہی خصوصیت وکر

1.4 کم از کم خارج ہونے والا وولٹیج

کم از کم ڈسچارج وولٹیج کو کٹ آف ڈسچارج وولٹیج کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، عام طور پر چارج کی حالت میں 0% وولٹیج۔ 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 ڈسچارج ریٹ (C-ریٹ)

چارج ڈسچارج کی شرح بیٹری کی گنجائش کے لحاظ سے چارج ڈسچارج کرنٹ کی نمائندگی کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر 1C کو ایک گھنٹے کے لیے ڈسچارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تو مثالی طور پر، بیٹری پوری طرح سے خارج ہو جائے گی۔ مختلف چارجنگ اور ڈسچارج ریٹ کے نتیجے میں مختلف دستیاب صلاحیتیں پیدا ہوں گی۔ عام طور پر، چارج ڈسچارج کی شرح جتنی زیادہ ہوگی، دستیاب گنجائش اتنی ہی کم ہوگی۔

1.7 سائیکل لائف

سائیکلوں کی تعداد بیٹری کے مکمل چارج اور ڈسچارج ہونے کی تعداد ہے، جس کا اندازہ اصل خارج ہونے کی صلاحیت اور ڈیزائن کی صلاحیت سے لگایا جا سکتا ہے۔ جب بھی جمع شدہ خارج ہونے والی گنجائش ڈیزائن کی گنجائش کے برابر ہوتی ہے، سائیکلوں کی تعداد ایک ہوتی ہے۔ عام طور پر، 500 چارجنگ اور ڈسچارجنگ سائیکلوں کے بعد، مکمل طور پر چارج ہونے والی بیٹری کی صلاحیت 10% سے 20% تک کم ہو جاتی ہے۔

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

1.8 سیلف ڈسچارج

تمام بیٹریوں کا خود ڈسچارج درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ بڑھ جائے گا۔ سیلف ڈسچارج بنیادی طور پر مینوفیکچرنگ کی خرابی نہیں ہے، بلکہ خود بیٹری کی ایک خصوصیت ہے۔ تاہم، مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران غلط ہینڈلنگ بھی خود خارج ہونے والے مادہ میں اضافے کا باعث بن سکتی ہے۔ عام طور پر، بیٹری کے درجہ حرارت میں ہر 10 ° C کے اضافے پر، خود خارج ہونے کی شرح دوگنی ہوجاتی ہے۔ لیتھیم آئن بیٹریوں میں ماہانہ خود خارج ہونے کی صلاحیت تقریباً 1-2% ہوتی ہے، جب کہ نکل پر مبنی مختلف بیٹریوں میں ماہانہ خود خارج ہونے کی صلاحیت 10-15% ہوتی ہے۔

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