লিথিয়াম ব্যাটারি আসলে কতক্ষণ স্থায়ী হয়? সত্য উন্মোচন

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি হল এমন এক ধরনের ব্যাটারি যা নেতিবাচক তড়িৎদ্বারের উপাদান হিসাবে লিথিয়াম ধাতু বা লিথিয়াম খাদ এবং অজলীয় তড়িৎদ্বার দ্রবণ ব্যবহার করে। 1912 সালে গিলবার্ট এন. লুইস প্রথম লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারির প্রস্তাব দেন এবং তা নিয়ে গবেষণা শুরু করেন। 1970-এর দশকে, এম.এস. হোটিংহাম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির প্রস্তাব দেন এবং গবেষণা শুরু করেন। লিথিয়াম ধাতুর অত্যধিক সক্রিয় রাসায়নিক ধর্মের কারণে, এর প্রক্রিয়াকরণ, সংরক্ষণ এবং ব্যবহারের জন্য খুবই কঠোর পরিবেশগত নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়। তাই অনেক দিন ধরে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়নি। বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির উন্নয়নের সাথে সাথে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এখন প্রধান ধারার অংশ হয়ে উঠেছে।

লিথিয়াম ব্যাটারি দুটি প্রধান শ্রেণিতে ভাগ করা যেতে পারে: লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ধাতব লিথিয়াম থাকে না এবং এগুলি চার্জ করা যায়। 1996 সালে লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি, পঞ্চম প্রজন্মের চার্জযোগ্য ব্যাটারি উন্নয়ন করা হয়েছিল। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় এদের নিরাপত্তা, নির্দিষ্ট ক্ষমতা, স্ব-চার্জ হ্রাসের হার এবং মূল্য-কর্মক্ষমতার অনুপাত উল্লেখযোগ্যভাবে ভালো। উচ্চ প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তার কারণে, বর্তমানে কয়েকটি দেশের সীমিত সংখ্যক কোম্পানি লিথিয়াম ধাতব ব্যাটারি উৎপাদন করে।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কি কেবল 500 বার চার্জ ও ডিসচার্জ করা যায়?

অধিকাংশ ভোক্তাই সম্ভবত শুনেছেন যে লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ু "500 সাইকেল", অর্থাৎ 500 বার চার্জ-ডিসচার্জ চক্র পর্যন্ত। এর পরে, ব্যাটারিটিকে "মৃত" বলে বিবেচনা করা হয়। অনেকেই ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে খালি হওয়ার পরেই চার্জ করে ব্যাটারির আয়ু বাড়ানোর চেষ্টা করেন। কিন্তু এটি কি সত্যিই ব্যাটারির আয়ু বাড়ায়?

❌ উত্তরটি হ'ল না। লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ুষ্কাল "500 বার", যা চার্জ করার সংখ্যার কথা নির্দেশ করে না, বরং একটি চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের কথা বোঝায়।

একটি চার্জিং চক্র বলতে একটি ব্যাটারির সম্পূর্ণ চার্জ থেকে খালি হয়ে যাওয়া এবং আবার সম্পূর্ণ চার্জ হওয়ার প্রক্রিয়াকে বোঝায়, যা একবার চার্জ করার সমান নয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি প্রথম দিনে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি তার ক্ষমতার অর্ধেক পর্যন্ত ব্যবহৃত হয় এবং তারপর সম্পূর্ণ চার্জ করা হয়, এবং দ্বিতীয় দিনেও একই কাজ করা হয়, তবে এটি শুধুমাত্র একটি চার্জিং চক্র হিসাবে গণ্য হবে, দুটি নয়। তাই সাধারণত একটি চক্র সম্পূর্ণ করতে একাধিক চার্জিং চক্রের প্রয়োজন হয়। প্রতিবার একটি চার্জিং চক্র সম্পূর্ণ হওয়ার সাথে সাথে ব্যাটারির ক্ষমতা কিছুটা হ্রাস পায়। তবে এই হ্রাস খুবই কম; উচ্চমানের ব্যাটারি অসংখ্য চার্জিং চক্রের পরেও তাদের মূল ক্ষমতার প্রায় 80% ধরে রাখে, এবং অনেক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চালিত পণ্য দুই বা তিন বছর পরেও স্বাভাবিকভাবে কাজ করে। অবশ্যই, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি তাদের আয়ু শেষ হওয়ার সময় প্রতিস্থাপন করা প্রয়োজন।

যে নামে 500 সাইকেল বলা হয়, তা উৎপাদনকারীর পক্ষ থেকে ধ্রুব ডিসচার্জের গভীরতায় (যেমন, 80%) আনুমানিক 625টি পুনরায় চার্জ করা যায় এমন চক্রের মাধ্যমে 500 চার্জিং চক্রে পৌঁছানোকে নির্দেশ করে। (80% * 625 = 500) (লিথিয়াম ব্যাটারির ক্ষমতা হ্রাসের মতো বিষয়গুলি উপেক্ষা করে)

তবে, বাস্তব জীবনে বিভিন্ন কারণে, বিশেষ করে চার্জিংয়ের সময় ডিসচার্জের গভীরতা ধ্রুব না থাকার কারণে, "500 চার্জিং চক্র" কেবল ব্যাটারির আয়ুর জন্য একটি রেফারেন্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।

সঠিক বিবৃতি হল: লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ু সম্পূর্ণ চার্জিং চক্রের সংখ্যার সাথে সম্পর্কিত, কিন্তু চার্জের সংখ্যার সাথে সরাসরি সম্পর্কিত নয়।

সহজ ভাষায় বলতে গেলে, উদাহরণস্বরূপ, যদি প্রথম দিনে একটি লিথিয়াম ব্যাটারির কেবলমাত্র অর্ধেক ক্ষমতা ব্যবহার করা হয় এবং তারপর এটি সম্পূর্ণ চার্জ করা হয়, এবং দ্বিতীয় দিনেও একই কাজ করা হয়, তবে এটি দুটি নয়, বরং মাত্র একটি চার্জিং চক্র হিসাবে গণ্য হয়। তাই সাধারণত একটি চক্র সম্পূর্ণ করতে একাধিক চার্জিং চক্রের প্রয়োজন হয়। প্রতিটি চার্জিং চক্র সম্পূর্ণ হওয়ার সাথে সাথে ব্যাটারির ক্ষমতা কিছুটা হ্রাস পায়। তবে হ্রাসের পরিমাণ খুবই কম; উচ্চমানের ব্যাটারিগুলি অনেকগুলি চার্জিং চক্রের পরেও তাদের আসল ক্ষমতার 80% অবধি ধরে রাখে। এজন্যই অনেক লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চালিত পণ্য দুই বা তিন বছর পরেও স্বাভাবিকভাবে কাজ করে। অবশ্যই, আয়ু শেষ হয়ে গেলে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি পরিবর্তন করা প্রয়োজন হয়।

লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ুষ্কাল সাধারণত 300-500 চার্জিং চক্র। ধরা যাক, একবার পূর্ণ ডিসচার্জ করলে Q একক বিদ্যুৎ পাওয়া যায়, এবং প্রতিটি চার্জিং চক্রের পর ক্ষমতা হ্রাস উপেক্ষা করে, তার আয়ুষ্কালের মধ্যে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি মোট 300Q-500Q একক বিদ্যুৎ সরবরাহ বা পুনরায় চার্জ করতে পারে। অতএব, যদি আপনি প্রতিবার ব্যাটারির অর্ধেক ক্ষমতা ব্যবহার করার পর চার্জ করেন, তবে এটি 600-1000 বার চার্জ করা যেতে পারে; যদি প্রতিবার ব্যাটারির এক-তৃতীয়াংশ ক্ষমতা ব্যবহার করার পর চার্জ করেন, তবে এটি 900-1500 বার চার্জ করা যেতে পারে। এভাবেই চলতে থাকে। যদি আপনি এলোমেলোভাবে চার্জ করেন, তবে চার্জের সংখ্যা নির্দিষ্ট নয়। সংক্ষেপে, আপনি যেভাবেই চার্জ করুন না কেন, মোট পুনরায় চার্জ করা বিদ্যুতের পরিমাণ স্থির থাকে, যা 300Q-500Q এর মধ্যে হয়। অতএব, আমরা এটিকে এভাবেও বুঝতে পারি: লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ুষ্কাল তার মোট চার্জ করা বিদ্যুতের পরিমাণের সাথে সম্পর্কিত, চার্জিং চক্রের সংখ্যার সাথে নয়। গভীর ডিসচার্জ/গভীর চার্জ এবং অগভীর ডিসচার্জ/অগভীর চার্জের মধ্যে লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ুষ্কালের উপর প্রভাবের ক্ষেত্রে খুব বেশি পার্থক্য নেই।

আসলে, লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য অল্প ডিসচার্জ এবং অল্প চার্জ করা আরও উপকারী। শুধুমাত্র যখন পণ্যের পাওয়ার মডিউলটি লিথিয়াম ব্যাটারি ক্যালিব্রেট করছে তখনই গভীর ডিসচার্জ এবং গভীর চার্জের প্রয়োজন হয়। তাই লিথিয়াম ব্যাটারি দ্বারা চালিত পণ্যগুলির জন্য চার্জিং প্রক্রিয়া নিয়ে খুব বেশি সতর্ক হওয়ার প্রয়োজন নেই; সুবিধাকেই অগ্রাধিকার দেওয়া উচিত। আপনি যখন খুশি তখনই চার্জ করুন, এটি ব্যাটারির আয়ুকে প্রভাবিত করবে না এই ভয় ছাড়াই।

যদি লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি নির্দিষ্ট করা অপারেটিং তাপমাত্রার (35°C এর বেশি) চেয়ে বেশি তাপমাত্রার পরিবেশে ব্যবহার করা হয়, তবে ব্যাটারির ক্ষমতা ক্রমাগত হ্রাস পাবে, অর্থাৎ ব্যাটারির পাওয়ার সরবরাহের সময় আগের মতো দীর্ঘ হবে না। এমন তাপমাত্রায় চার্জিং ডিভাইসগুলি ব্যাটারির আরও বেশি ক্ষতি করবে। এমনকি আপেক্ষিকভাবে গরম পরিবেশে ব্যাটারি সংরক্ষণ করলেও এর গুণমানের কিছুটা ক্ষতি অনিবার্য। তাই লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ু বাড়ানোর জন্য উপযুক্ত অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখা একটি ভালো উপায়।

যদি আপনি লিথিয়াম ব্যাটারি কম তাপমাত্রার পরিবেশে, অর্থাৎ 4°C এর নিচে ব্যবহার করেন, তবে আপনি লক্ষ্য করবেন যে ব্যাটারির আয়ুষ্কাল হ্রাস পায়, এবং মোবাইল ফোনের কিছু আসল লিথিয়াম ব্যাটারি কম তাপমাত্রার পরিবেশে চার্জও হতে পারে না। তবে খুব বেশি চিন্তার কিছু নেই, এটি কেবল একটি অস্থায়ী অবস্থা। উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে ব্যবহারের বিপরীতে, তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলেই ব্যাটারির ভিতরের অণুগুলি উত্তপ্ত হয়ে তাদের আগের ক্ষমতা ফিরে পায়।

লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সর্বোচ্চ কর্মক্ষমতা পেতে হলে এর নিয়মিত ব্যবহার প্রয়োজন যাতে এর ভিতরের ইলেকট্রনগুলি ধারাবাহিকভাবে চলতে থাকে। যদি আপনি প্রায়শই আপনার লিথিয়াম ব্যাটারি ব্যবহার না করেন, তবে প্রতি মাসে একটি সম্পূর্ণ চার্জিং চক্র সম্পন্ন করা এবং চার্জ ক্যালিব্রেশন করা মনে রাখুন, অর্থাৎ একটি গভীর ডিসচার্জের পর গভীর চার্জ করুন।

সঠিক পদটি হলো "চার্জ-ডিসচার্জ চক্র", "চার্জের সংখ্যা" নয়। একটি চক্র বলতে বোঝায় যে সময়ে একটি ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ থেকে সম্পূর্ণরূপে খালি হয়ে যায়। যদি আপনার ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ হয়, তার ধারণক্ষমতার দশমাংশ ব্যবহার করা হয়, এবং তারপর আবার সম্পূর্ণ চার্জ করা হয়, তবে তা হবে একটি চক্রের দশমাংশ। একটি পূর্ণ চক্র সম্পন্ন করতে আপনাকে 10 বার চার্জ ও ডিসচার্জ করতে হবে। একইভাবে, যদি আপনি সম্পূর্ণ চার্জ থেকে শুরু করেন, অর্ধেক ধারণক্ষমতা ব্যবহার করেন, তারপর সম্পূর্ণ চার্জ করেন, তারপর আবার অর্ধেক পর্যন্ত ব্যবহার করেন এবং তারপর আবার সম্পূর্ণ চার্জ করেন, তবে তাও হবে একটি চক্র—আপনি দু'বার চার্জ করেছেন। সুতরাং, একটি চক্র শুধুমাত্র "ব্যাটারি থেকে মুক্ত হওয়া মোট বিদ্যুৎ পরিমাণের" উপর নির্ভর করে, এবং "চার্জের সংখ্যা"-এর সঙ্গে সরাসরি কোনো সম্পর্ক নেই।

আরও যোগ করা যায়, এই চার্জ-ডিসচার্জ চক্রের নমিনাল সংখ্যা বলতে এটি বোঝায় না যে চক্র শেষ হওয়ার পর ব্যাটারি ব্যবহারযোগ্য নয়। বরং এটি বোঝায় যে এই সংখ্যক চক্রের পর, ব্যাটারির বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করার ক্ষমতা একটি নির্দিষ্ট স্তরে হ্রাস পাবে।

উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট লিথিয়াম ব্যাটারির নমিনাল চার্জ-ডিসচার্জ চক্র আয়ু "৫০০টি চক্রের পরে এর নমিনাল ক্ষমতার কমপক্ষে ৬০%"।

অন্য কথায়, ৫০০টি চক্রের পরে, এই ব্যাটারি তার নতুন অবস্থার সময় যে ক্ষমতা ছিল তার মাত্র ৬০% ধরে রাখতে পারে। এর কর্মক্ষমতা কিছুটা হ্রাস পেয়েছে। এটাই মূল কথা।

লিথিয়াম ব্যাটারির চার্জিং চক্রের সংখ্যা নির্দিষ্ট সীমা নেই। নামী উৎপাদনকারীদের ব্যাটারি সাধারণত প্রাথমিক ক্ষমতার ৮০% এর বেশি বজায় রেখে অন্তত ৫০০টি চার্জ-ডিসচার্জ চক্র সহ্য করতে পারে, অর্থাৎ একবার চার্জ করলে দুই বছর পর্যন্ত চলতে পারে। সাধারণত ১০০০টি চার্জ চক্রের পর মোবাইল ফোনের ব্যাটারির আয়ু উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়।

মোবাইল ফোনের ব্যাটারি রক্ষণাবেক্ষণের পদ্ধতি:

1. প্রতিবার সম্পূর্ণ চার্জ হওয়ার পর শুধুমাত্র ব্যাটারি ব্যবহার করুন, যাতে চার্জিং চক্রের সংখ্যা কমে যায় এবং ব্যাটারির আয়ু বাড়ে।
2. আপনার ব্যাটারি সম্পূর্ণ ডিসচার্জ করার দরকার নেই; সাধারণত চার্জ লেভেল 10% এর নিচে নেমে গেলে এটি চার্জ করার প্রয়োজন হয়।
3. চার্জ করার জন্য মূল চার্জার ব্যবহার করুন; সার্বজনীন চার্জার ব্যবহার করবেন না।
4. চার্জ হওয়ার সময় আপনার ফোন ব্যবহার করবেন না।
5. অতিরিক্ত চার্জ করবেন না; ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ হয়ে গেলে চার্জ করা বন্ধ করুন।

হ্যাঁ, পরীক্ষার ফলাফল অনুসারে, লিথিয়াম ব্যাটারির আয়ু চার্জিং চক্রের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে কমে যায়। সাধারণত, লিথিয়াম ব্যাটারি শুধুমাত্র 2000-3000 চার্জিং চক্র সহ্য করতে পারে।

চক্র বলতে ব্যবহারকে বোঝায়। আমরা ব্যাটারি ব্যবহার করছি এবং ব্যবহারের সময়কাল নিয়ে উদ্বিগ্ন। পুনঃচার্জযোগ্য ব্যাটারির কর্মক্ষমতা পরিমাপ করার জন্য চক্র আয়ুর সংজ্ঞা নির্ধারণ করা হয়। প্রকৃত ব্যবহারকারীর অভিজ্ঞতা অনেক ভিন্ন হয় এবং বিভিন্ন অবস্থার অধীনে পরীক্ষাগুলি তুলনা করা যায় না। তুলনা করার জন্য, চক্র আয়ুর সংজ্ঞা আদর্শীকরণ করা আবশ্যিক।

জাতীয় মান লিথিয়াম ব্যাটারির সাইকেল জীবনকালের জন্য নিম্নলিখিত পরীক্ষার শর্ত এবং প্রয়োজনীয়তা নির্দিষ্ট করে: 20℃±5℃ পরিবেশগত তাপমাত্রায়, 1C এ চার্জ করুন। যখন ব্যাটারির টার্মিনাল ভোল্টেজ 4.2V চার্জিং সীমা ভোল্টেজে পৌঁছাবে, তখন ধ্রুব ভোল্টেজ চার্জিং-এ পরিবর্তন করুন যতক্ষণ না চার্জিং কারেন্ট ≤1/20C হয়। চার্জিং বন্ধ করুন এবং 0.5h~1h পর্যন্ত অপেক্ষা করুন। তারপর 1C কারেন্টে 2.75V শেষ ভোল্টেজ পর্যন্ত ডিসচার্জ করুন। ডিসচার্জ সম্পন্ন হওয়ার পর, পরবর্তী চার্জ-ডিসচার্জ সাইকেল শুরু করার আগে 0.5h~1h পর্যন্ত অপেক্ষা করুন। যখন পরপর দুটি ডিসচার্জের সময় 36 মিনিটের কম হবে, তখন সাইকেল জীবনকাল শেষ হয়েছে বলে বিবেচিত হবে। সাইকেলের সংখ্যা 300 এর বেশি হতে হবে।

জাতীয় মানের ব্যাখ্যা:

1. এই সংজ্ঞাটি নির্দিষ্ট করে যে গভীর চার্জ-গভীর ডিসচার্জ পদ্ধতি ব্যবহার করে সাইকেল জীবনকাল পরীক্ষা করা হয় ;
2. নিয়মাবলী নির্দেশ করে যে, এই মডেল অনুযায়ী, ≥300 সাইকেলের পরেও লিথিয়াম ব্যাটারির সাইকেল জীবন তাদের ক্ষমতার 60% এর বেশি ধরে রাখা উচিত .

যাইহোক, বিভিন্ন সাইকেলিং পদ্ধতিতে আবর্তনের সংখ্যা আকাশ-পাতাল পার্থক্য হয়। উদাহরণস্বরূপ, অন্যান্য সমস্ত শর্ত অপরিবর্তিত রেখে, সাইকেল জীবন পরীক্ষার সময় একই ব্যাটারি মডেলের জন্য কেবল ধ্রুবক ভোল্টেজ 4.2V থেকে 4.1V-এ পরিবর্তন করলে ব্যাটারিটি আর গভীরভাবে চার্জ হয় না, এবং চূড়ান্ত পরীক্ষার ফলাফল সাইকেল জীবনে প্রায় 60% বৃদ্ধি দেখায়। তাই, যদি কাটঅফ ভোল্টেজ 3.9V-এ বাড়ানো হয়, তবে সাইকেল সংখ্যা কয়েকগুণ বৃদ্ধি পাওয়ার কথা।

প্রতিটি চার্জ-ডিসচার্জ চক্র ব্যাটারির জীবনকে হ্রাস করে—এই দাবিটি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। লিথিয়াম ব্যাটারির চার্জিং চক্র হল এমন একটি প্রক্রিয়া যেখানে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ থেকে সম্পূর্ণ খালি হয়ে আবার সম্পূর্ণ চার্জ হয়। এটি একবার চার্জ করার মতো নয়। আরও বিশেষ করে, সাইকেল গণনা নিয়ে আলোচনা করার সময়, যে শর্তাবলীর মধ্যে দিয়ে সাইকেলটি সম্পাদন করা হয়েছে তা বিবেচনা করা আবশ্যিক। এই শর্তগুলি বিবেচনা ছাড়া সাইকেল গণনা নিয়ে আলোচনা অর্থহীন, কারণ ব্যাটারি আয়ু মূল্যায়নের একটি মাধ্যম হিসাবে সাইকেল গণনা, চূড়ান্ত লক্ষ্য নয়!