লিথিয়াম ব্যাটারি অন্যান্য ব্যাটারি কেমিস্ট্রি থেকে আলাদা তাদের উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং চক্র প্রতি কম খরচের কারণে। যাইহোক," লিথিয়াম ব্যাটারি" একটি অস্পষ্ট শব্দ। লিথিয়াম ব্যাটারির প্রায় ছয়টি সাধারণ কেমিস্ট্রি রয়েছে, যার সবগুলিই তাদের নিজস্ব অনন্য সুবিধা এবং অসুবিধা সহ। নবায়নযোগ্য শক্তি প্রয়োগের জন্য, প্রধান রসায়ন হল লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4)। এই রসায়নের চমৎকার নিরাপত্তা রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে দারুণ তাপীয় স্থায়িত্ব, উচ্চ বর্তমান রেটিং, দীর্ঘ চক্র জীবন, এবং অপব্যবহার সহনশীলতা।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4) একটি অত্যন্ত স্থিতিশীল লিথিয়াম রসায়ন যখন অন্যান্য সব লিথিয়াম রসায়নবিদদের সাথে তুলনা করা হয়। ব্যাটারিটি প্রাকৃতিকভাবে নিরাপদ ক্যাথোড উপাদান (আয়রন ফসফেট) দিয়ে একত্রিত হয়। অন্যান্য লিথিয়াম কেমিস্ট্রির তুলনায় আয়রন ফসফেট একটি শক্তিশালী আণবিক বন্ধনকে উৎসাহিত করে, যা চরম চার্জিং অবস্থা সহ্য করে, চক্রের জীবনকে দীর্ঘায়িত করে এবং অনেক চক্রের উপর রাসায়নিক অখণ্ডতা বজায় রাখে। এই ব্যাটারিগুলি তাদের দুর্দান্ত তাপ স্থায়িত্ব, দীর্ঘ চক্র জীবন এবং অপব্যবহার সহনশীলতা দেয়।
LiFePO4 ব্যাটারিগুলি অতিরিক্ত গরম হওয়ার প্রবণ নয়, এবং সেগুলি' থার্মাল পলাতক' এবং অতএব কঠোর অপব্যবহার বা কঠোর পরিবেশগত অবস্থার শিকার হলে অতিরিক্ত উত্তাপ বা জ্বলবেন না। প্লাবিত সীসা অ্যাসিড এবং অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের মতো, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনের মতো বিপজ্জনক গ্যাস বের করে না। সালফিউরিক এসিড বা পটাসিয়াম হাইড্রক্সাইডের মতো কাস্টিক ইলেক্ট্রোলাইটের সংস্পর্শে আসারও কোন বিপদ নেই। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, এই ব্যাটারিগুলি বিস্ফোরণের ঝুঁকি ছাড়াই সীমাবদ্ধ এলাকায় সংরক্ষণ করা যেতে পারে এবং সঠিকভাবে পরিকল্পিত সিস্টেমের জন্য সক্রিয় কুলিং বা বায়ুচলাচল প্রয়োজন হয় না।
লিথিয়াম ব্যাটারি হল অনেকগুলি কোষের সমন্বয়ে গঠিত একটি সমাবেশ, যেমন সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি এবং অন্যান্য অনেক ব্যাটারি। লিড অ্যাসিড ব্যাটারির নামমাত্র ভোল্টেজ 2V/সেল থাকে, যেখানে লিথিয়াম ব্যাটারির কোষগুলির নামমাত্র ভোল্টেজ 3.2V থাকে। অতএব, একটি 12V ব্যাটারি অর্জনের জন্য আপনি' সাধারণত একটি সিরিজে চারটি কোষ সংযুক্ত থাকবে। এটি একটি LiFePO4 12.8V এর নামমাত্র ভোল্টেজ তৈরি করবে। একটি সিরিজে সংযুক্ত আটটি কোষ একটি 24V ব্যাটারি তৈরি করে যার নামমাত্র ভোল্টেজ 25.6V এবং একটি সিরিজে সংযুক্ত 16 টি কোষ 51.2V এর একটি নামমাত্র ভোল্টেজ সহ একটি 48V ব্যাটারি তৈরি করে। এই ভোল্টেজগুলি আপনার সাধারণ 12V, 24V এবং 48V ইনভার্টারগুলির সাথে খুব ভাল কাজ করে।
লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি প্রায়শই সরাসরি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারি প্রতিস্থাপন করতে ব্যবহৃত হয় কারণ তাদের চার্জিং ভোল্টেজের অনুরূপ। একটি চার কোষ LiFePO4 ব্যাটারি (12.8V), সাধারণত 14.4-14.6V (নির্মাতাদের সুপারিশের উপর নির্ভর করে) এর মধ্যে সর্বোচ্চ চার্জ ভোল্টেজ থাকবে। লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য' এর অনন্য বৈশিষ্ট্য হল যে তাদের একটি শোষণ চার্জের প্রয়োজন হয় না বা উল্লেখযোগ্য সময়ের জন্য একটি ধ্রুবক ভোল্টেজ অবস্থায় রাখা হয় না।
সাধারণত, যখন ব্যাটারি সর্বোচ্চ চার্জ ভোল্টেজে পৌঁছায় তখন আর চার্জ করার প্রয়োজন হয় না। LiFePO4 ব্যাটারির স্রাবের বৈশিষ্ট্যগুলিও অনন্য। স্রাবের সময়, লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি সাধারণত লোডের নিচে সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির চেয়ে অনেক বেশি ভোল্টেজ বজায় রাখবে। লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য এটি সম্পূর্ণ অসাধারণ নয় যে একটি ভোল্টের কয়েক দশমাংশ পূর্ণ চার্জ থেকে 75% ডিসচার্জ হয়ে যায়। এটি ব্যাটারি পর্যবেক্ষণ সরঞ্জাম ছাড়া কতটা ক্ষমতা ব্যবহার করা হয়েছে তা বলা কঠিন করে তুলতে পারে।
সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির উপর লিথিয়ামের একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা হল যে তারা ঘাটতি সাইক্লিংয়ে ভোগে না। মূলত, পরের দিন আবার ডিসচার্জ হওয়ার আগে ব্যাটারি পুরোপুরি চার্জ করা যাবে না। সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিগুলির সাথে এটি একটি খুব বড় সমস্যা এবং বারবার এই পদ্ধতিতে সাইকেল চালালে তা উল্লেখযোগ্য প্লেটের অবনতি ঘটাতে পারে। LiFePO4 ব্যাটারি নিয়মিত সম্পূর্ণ চার্জ করার প্রয়োজন নেই। প্রকৃতপক্ষে, সম্পূর্ণ চার্জের পরিবর্তে সামান্য আংশিক চার্জ দিয়ে সামগ্রিক আয়ু সামান্য বৃদ্ধি করা সম্ভব। সৌর বৈদ্যুতিক সিস্টেম ডিজাইন করার সময় দক্ষতা একটি খুব গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। গড় সীসা অ্যাসিড ব্যাটারির রাউন্ড-ট্রিপ দক্ষতা (সম্পূর্ণ থেকে মৃত এবং সম্পূর্ণ থেকে সম্পূর্ণ) প্রায় 80%। অন্যান্য রসায়নবিদরা আরও খারাপ হতে পারে। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির রাউন্ড-ট্রিপ শক্তি দক্ষতা 95-98%এর উপরে। শীতকালে সৌরশক্তিতে ক্ষুধার্ত সিস্টেমগুলির জন্য এটিই একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি, জেনারেটর চার্জিং থেকে জ্বালানি সাশ্রয় অসাধারণ হতে পারে।
সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির শোষণ চার্জ পর্যায়টি বিশেষভাবে অকার্যকর, যার ফলে কার্যকারিতা 50% বা তারও কম। লিথিয়াম ব্যাটারি শোষণ চার্জ না বিবেচনা করে, সম্পূর্ণরূপে নিharসরণ থেকে সম্পূর্ণ পূর্ণ চার্জ সময় দুই ঘন্টা হিসাবে কম হতে পারে। এটি' নোট করাও গুরুত্বপূর্ণ যে একটি লিথিয়াম ব্যাটারি উল্লেখযোগ্য বিরূপ প্রভাব ছাড়াই রেট অনুযায়ী প্রায় সম্পূর্ণ স্রাব হতে পারে।
তবে, এটি নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ যে পৃথক কোষগুলি অতিরিক্ত স্রাব না করে। এটি ইন্টিগ্রেটেড ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) এর কাজ। লিথিয়াম ব্যাটারির নিরাপত্তা এবং নির্ভরযোগ্যতা একটি বড় উদ্বেগের বিষয়, এইভাবে সব সমাবেশে একটি সমন্বিত ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস) থাকা উচিত। বিএমএস হল এমন একটি সিস্টেম যা কোষগুলিকে" নিরাপদ অপারেটিং এরিয়া" বিএমএস একটি লিথিয়াম ব্যাটারি সিস্টেমের একটি অপরিহার্য নিরাপত্তা উপাদান, ব্যাটারির ভেতরের কোষগুলিকে নিরীক্ষণ এবং সুরক্ষা দেয় ওভার কারেন্ট, আন্ডার/ওভার ভোল্টেজ, আন্ডার/ওভার টেম্পারেচার এবং আরও অনেক কিছুর বিরুদ্ধে।
একটি LiFePO4 কোষ স্থায়ীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হবে যদি কোষের ভোল্টেজ কখনো 2.5V এর কম হয়ে যায়, এটিও স্থায়ীভাবে ক্ষতিগ্রস্ত হবে যদি কোষের ভোল্টেজ 4.2V এর বেশি বৃদ্ধি পায়। বিএমএস প্রতিটি কোষ পর্যবেক্ষণ করে এবং কম/ওভার ভোল্টেজের ক্ষেত্রে কোষের ক্ষতি রোধ করবে। বিএমএসের আরেকটি অপরিহার্য দায়িত্ব হল চার্জিংয়ের সময় প্যাকের ভারসাম্য বজায় রাখা, গ্যারান্টি দেওয়া যে সমস্ত কোষ অতিরিক্ত চার্জ ছাড়াই সম্পূর্ণ চার্জ পাবে। LiFePO4 ব্যাটারির কোষ চার্জ চক্রের শেষে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ভারসাম্য বজায় রাখবে না। কোষের মাধ্যমে প্রতিবন্ধকতার সামান্য পরিবর্তন আছে এবং এইভাবে কোন কোষ 100% অভিন্ন নয়।
অতএব, যখন সাইকেল চালানো হয়, তখন কিছু কোষ সম্পূর্ণরূপে চার্জ করা হবে বা অন্যদের তুলনায় আগে ছাড়বে। কোষের ভারসাম্য না থাকলে সময়ের সাথে সাথে কোষগুলির মধ্যে পার্থক্য উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পাবে। সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিতে, এক বা একাধিক কোষ সম্পূর্ণরূপে চার্জ হয়ে গেলেও কারেন্ট প্রবাহিত হতে থাকবে। এটি একটি ব্যাটারির মধ্যে ইলেক্ট্রোলাইসিসের ফলাফল, জল হাইড্রোজেন এবং অক্সিজেনে বিভক্ত। এই স্রোত অন্যান্য কোষকে পুরোপুরি চার্জ করতে সাহায্য করে, এইভাবে স্বাভাবিকভাবেই সমস্ত কোষে চার্জ ভারসাম্য বজায় রাখে।
যাইহোক, একটি সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত লিথিয়াম কোষের একটি খুব উচ্চ প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকবে এবং খুব কম কারেন্ট প্রবাহিত হবে। ল্যাগিং কোষগুলি তাই পুরোপুরি চার্জ হবে না। ভারসাম্য বজায় রাখার সময় বিএমএস সম্পূর্ণ চার্জযুক্ত কোষগুলিতে একটি ছোট লোড প্রয়োগ করবে, এটি অতিরিক্ত চার্জিং থেকে বাধা দেবে এবং অন্যান্য কোষগুলিকে ধরতে দেবে। লিথিয়াম ব্যাটারি অন্যান্য ব্যাটারি রসায়নের চেয়ে অনেক সুবিধা প্রদান করে। এগুলি একটি নিরাপদ এবং নির্ভরযোগ্য ব্যাটারি সমাধান, যেখানে তাপীয় পলাতক এবং/অথবা বিপর্যয়কর গলে যাওয়ার ভয় নেই, যা অন্যান্য লিথিয়াম ব্যাটারি ধরণের উল্লেখযোগ্য সম্ভাবনা। এই ব্যাটারীগুলি অত্যন্ত দীর্ঘ চক্রের জীবন দেয়, কিছু নির্মাতারা এমনকি 10,000 চক্রের জন্য ব্যাটারির নিশ্চয়তা দেয়। উচ্চ স্রাব এবং রিচার্জের হার C/2 ক্রমাগত উপরে এবং 98%পর্যন্ত একটি রাউন্ড-ট্রিপ দক্ষতার সাথে, এটি' এতে অবাক হওয়ার কিছু নেই যে এই ব্যাটারিগুলি শিল্পের মধ্যে আকর্ষণ অর্জন করছে। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4) একটি নিখুঁত শক্তি সঞ্চয় সমাধান।
