एक बैटरी का मूल्यांकन कैसे करें: लिथियम-आयन प्रदर्शन मापदंडों के अंतिम गाइड

लिथियम-आयन बैटरियों का उपयोग बढ़ते क्रम में किया जा रहा है क्योंकि उनके उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण। बैटरी प्रदर्शन मूल्यांकन के लिए कई आयामों से व्यापक विचार की आवश्यकता होती है, निम्नलिखित सबसे महत्वपूर्ण संकेतक हैं:

(1) क्षमता। क्षमता बैटरी की मूल विशेषताओं में से एक है। यह बैटरी से निर्वहन करने में सक्षम बिजली की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। बैटरी की क्षमता का तात्पर्य बैटरी से प्राप्त बिजली की मात्रा से है, निश्चित चार्जिंग और डिस्चार्जिंग स्थितियों (चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रणाली, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग करंट, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज, और परिवेशीय तापमान) के तहत। यह समय के सापेक्ष धारा का समाकलन है और आमतौर पर एम्पीयर-घंटे में व्यक्त किया जाता है (Ah) या मिलीएम्पीयर-घंटे (एमएएच)। एमएएच का उपयोग आमतौर पर मोबाइल फोन की बैटरी के लिए किया जाता है और आह इलेक्ट्रिक वाहन बैटरी के लिए आमतौर पर उपयोग किया जाता है। यह सीधे दर्शाता है कि बैटरी में कितनी बिजली संग्रहीत की जा सकती है और सीधे बैटरी की अधिकतम संचालन धारा और संचालन समय को प्रभावित करता है।

(2) ऊर्जा घनत्व। यह बैटरी के प्रति इकाई द्रव्यमान या आयतन में संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा को संदर्भित करता है। इसे आमतौर पर द्रव्यमान ऊर्जा घनत्व के रूप में व्यक्त किया जाता है ( वाट-घंटा प्रति किलोग्राम , वाट-घंटा/किग्रा) या आयतन ऊर्जा घनत्व ( वाट-घंटा प्रति लीटर , वाट-घंटा/लीटर) । उच्च ऊर्जा घनत्व का अर्थ है कि एक बैटरी समान वजन या आयतन पर अधिक ऊर्जा संग्रहीत कर सकती है।

(3) डिस्चार्ज विशेषताएं और आंतरिक प्रतिरोध। बैटरी डिस्चार्ज विशेषताओं में ऑपरेटिंग वोल्टेज की स्थिरता, वोल्टेज प्लेटफॉर्म की ऊंचाई और एक निश्चित डिस्चार्ज प्रणाली के तहत बैटरी के उच्च-धारा डिस्चार्ज प्रदर्शन को शामिल किया जाता है। यह बैटरी के भार को सहने की क्षमता को दर्शाता है। बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध ओमिक आंतरिक प्रतिरोध और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिरोध को शामिल करता है। उच्च धारा पर डिस्चार्ज करते समय, आंतरिक प्रतिरोध का डिस्चार्ज विशेषताओं पर प्रभाव विशेष रूप से स्पष्ट होता है।

(4) तापमान विशेषताएं और संचालन तापमान सीमा। विद्युत उपकरणों के कार्यात्मक वातावरण और उपयोग शर्तों की आवश्यकता होती है कि बैटरी एक विशिष्ट तापमान सीमा के भीतर अच्छा प्रदर्शन प्रदान करे। लिथियम बैटरी की वर्तमान संचालन तापमान सीमा सामान्यतः बीच में होती है -30 ~ +55 ℃.

उच्च तापमान प्रदर्शन: उच्च तापमान आमतौर पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज कर देता है और अल्पावधि में शक्ति में वृद्धि कर सकता है, लेकिन यह उम्र बढ़ने को गंभीरता से तेज कर सकता है, आयु को कम कर सकता है और सुरक्षा जोखिमों (थर्मल रनअवे) में वृद्धि कर सकता है।

निम्न तापमान प्रदर्शन: निम्न तापमान पर, इलेक्ट्रोलाइट चालकता घट जाती है और प्रतिक्रिया गतिकी धीमी हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक प्रतिरोध में तेजी से वृद्धि होती है और उपलब्ध क्षमता और शक्ति में काफी कमी आती है (जैसे ठंडे बाहरी वातावरण में मोबाइल फोन का बंद होना और विद्युत वाहनों की कम रेंज)।

(5) भंडारण प्रदर्शन। भंडारण की अवधि के बाद, कुछ कारकों के कारण बैटरी का प्रदर्शन बदल सकता है, जिससे बैटरी में स्व-निर्वहन, इलेक्ट्रोलाइट रिसाव, बैटरी शॉर्ट सर्किट आदि हो सकता है।

6) चक्र प्रदर्शन। चक्र जीवन से तात्पर्य उन चक्रों की संख्या से है, जिनसे एक द्वितीयक बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज होने के बाद गुजर सकती है, जब तक कि इसका प्रदर्शन एक निश्चित स्तर तक नहीं पहुंच जाता (आमतौर पर क्षमता का 80% ।) यह मुख्य रूप से बैटरी की टिकाऊपन और सेवा जीवन को प्रभावित करता है। जितना अधिक चक्र जीवन होगा, बैटरी उतनी ही अधिक टिकाऊ होगी, बदलने की आवृत्ति कम होगी और स्वामित्व की कुल लागत कम होगी। बैटरी के उपयोग के दौरान, गहरा चार्ज और डिस्चार्ज, उच्च दर चार्ज और डिस्चार्ज, उच्च /निम्न तापमान, अति चार्ज और अति डिस्चार्ज, और अन्य कारक बैटरी के चक्र जीवन को काफी कम कर सकते हैं।

(7) चार्ज और डिस्चार्ज दर प्रदर्शन। यह मुख्य रूप से बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज करंट के अनुपात का वर्णन करता है, जो इसकी क्षमता से संबंधित है। 1C एक घंटे में पूरी तरह से चार्ज बैटरी को डिस्चार्ज करने के लिए आवश्यक वर्तमान का प्रतिनिधित्व करता है (करंट (ए) = एक घंटे (करंट (ए) = क्षमता (Ah) । इसका महत्व बैटरी की उच्च करंट चार्ज और डिस्चार्ज का सामना करने की क्षमता को मापना है। उदाहरण के लिए, ए 5AH बैटरी:

0.5C निर्वहन = 2.5ए डिस्चार्ज करंट।

2C डिस्चार्ज = 10A डिस्चार्ज करंट।

0.5C चार्जिंग = 2.5ए चार्जिंग करंट

उच्च दर से चार्ज और डिस्चार्ज क्षमताएं तेज चार्जिंग प्राप्त करने और उच्च शक्ति आवश्यकताओं को पूरा करने का आधार हैं, लेकिन उच्च दर से चार्ज और डिस्चार्ज आमतौर पर वास्तविक उपलब्ध क्षमता को कम करते हैं और जीवनकाल को प्रभावित करते हैं।

(8) दक्षता। कोलम्बिक दक्षता : निर्वहन के दौरान जारी की गई चार्ज ( आह ) का चार्ज करते समय इनपुट चार्ज ( आह ) से अनुपात। यह चार्ज और निर्वहन प्रक्रिया के दौरान पार्श्विक प्रतिक्रियाओं (जैसे गैस निकलना) के कारण होने वाले चार्ज नुकसान को दर्शाता है, जिसका आदर्श मान है 100% ऊर्जा दक्षता : अनुपात निर्वहन के दौरान जारी की गई ऊर्जा ( Wh ) का चार्ज करते समय इनपुट ऊर्जा ( Wh ) से। यह कूलॉम्बिक दक्षता और वोल्टेज दक्षता (आंतरिक प्रतिरोध के कारण चार्ज और निर्वहन वोल्टेज में अंतर) को संयोजित करता है, जिसका आदर्श मान है 100% .

जितनी अधिक दक्षता होगी, उतना कम ऊर्जा अपव्यय होगा, चार्ज करना उतना ही अर्थव्यवस्थित होगा और उतनी कम ऊष्मा उत्पन्न होगी।

(9) सुरक्षा प्रदर्शन। यह मुख्य रूप से सामान्य उपयोग और दुरुपयोग की स्थितियों में बैटरी के सुरक्षा प्रदर्शन को संदर्भित करता है। दुरुपयोग की स्थिति में मुख्य रूप से अति आवेशन, अति निरावेशन, लघु परिपथ, गिरना, तापन, भेदन, निचोड़ना, संघट्ट, कंपन, समुद्री जल में डूबना, निम्न दबाव, उच्च तापमान आदि शामिल हैं। दुरुपयोग के प्रति प्रतिरोध करने की क्षमता की गुणवत्ता यह निर्धारित करने वाली प्राथमिक शर्त है कि क्या बैटरी का व्यापक उपयोग किया जा सकता है। अपर्याप्त सुरक्षा वाली बैटरियों को बाजार द्वारा स्वीकार नहीं किया जाएगा।

बैटरियों का मूल्यांकन और तुलना करते समय यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ये संकेतक विशिष्ट परीक्षण स्थितियों (तापमान, आवेशन/निरावेशन दर, अंतिम वोल्टेज, आयुष्य स्थिति आदि) के अंतर्गत मापे जाते हैं। इन परीक्षण स्थितियों पर विचार किए बिना संकेतक मानों का विश्लेषण निरर्थक होता है। वास्तविक अनुप्रयोगों में, अक्सर इन संकेतकों के बीच के समझौते के परिणामस्वरूप बैटरी का समग्र प्रदर्शन होता है।