আজ, বিভিন্ন ধরণের রসায়ন সহ প্রচুর সংখ্যক ব্যাটারি রয়েছে৷ বর্তমানে সবচেয়ে জনপ্রিয় ব্যাটারি হল লিথিয়াম-আয়ন। এই গোষ্ঠীতে লিথিয়াম-আয়রন-ফসফেট (ফেরোফসফেট) ব্যাটারিও রয়েছে। যদিও এই বিভাগের সমস্ত ব্যাটারি প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্যে ব্যাপকভাবে একই রকম, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির নিজস্ব স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের লিথিয়াম-আয়ন প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি অন্যান্য ব্যাটারির থেকে আলাদা করে৷
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি আবিষ্কারের গল্প
LiFePO4 ব্যাটারির উদ্ভাবক হলেন জন গুডেনাফ, যিনি 1996 সালে টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য একটি নতুন ক্যাথোড উপাদান নিয়ে কাজ করেছিলেন। প্রফেসর এমন একটি উপাদান তৈরি করতে পেরেছিলেন যা সস্তা, কম বিষাক্ততা এবং উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা রয়েছে। নতুন ক্যাথোড ব্যবহার করা ব্যাটারির ত্রুটিগুলির মধ্যে একটি কম ক্ষমতা ছিল৷
কেউ জন গুডেনাফের উদ্ভাবনে আগ্রহী ছিল না, কিন্তু 2003 সালে A 123 সিস্টেম এই প্রযুক্তিটি বেশ আশাব্যঞ্জক বিবেচনা করে বিকাশ করার সিদ্ধান্ত নেয়। অনেক বড় কর্পোরেশন এই প্রযুক্তিতে বিনিয়োগকারী হয়ে উঠেছে - Sequoia Capital, Qualcomm, Motorola।
LiFePO4 ব্যাটারির বৈশিষ্ট্য
ফেরোফসফেট ব্যাটারির ভোল্টেজ অন্যান্য লিথিয়াম-আয়ন প্রযুক্তির ব্যাটারির মতোই। রেট করা ভোল্টেজ ব্যাটারির মাত্রা (আকার, ফর্ম ফ্যাক্টর) উপর নির্ভর করে। 18 650 ব্যাটারির জন্য এটি 3.7 ভোল্ট, 10 440 (ছোট আঙ্গুল) - 3.2, 24 330 - 3.6 এর জন্য।
প্রায় সব ব্যাটারির জন্য, ডিসচার্জ করার সময় ভোল্টেজ ধীরে ধীরে কমে যায়। অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল LiFePO4 ব্যাটারির সাথে কাজ করার সময় ভোল্টেজের স্থায়িত্ব। নিকেল প্রযুক্তি (নিকেল-ক্যাডমিয়াম, নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড) ব্যবহার করে তৈরি ব্যাটারিগুলির ভোল্টেজের বৈশিষ্ট্যগুলি এইগুলির মতোই থাকে৷
আকারের উপর নির্ভর করে, একটি লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন না হওয়া পর্যন্ত 3.0 থেকে 3.2 ভোল্টের মধ্যে সরবরাহ করতে পারে। সার্কিটে ব্যবহার করার সময় এই বৈশিষ্ট্যটি এই ব্যাটারিগুলিতে আরও সুবিধা দেয়, কারণ এটি কার্যত ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা দূর করে৷
পূর্ণ স্রাব ভোল্টেজ হল 2.0 ভোল্ট, যেকোনো লিথিয়াম প্রযুক্তির ব্যাটারির সর্বনিম্ন রেকর্ড করা ডিসচার্জ সীমা। এই ব্যাটারি মধ্যে নেতাপরিষেবা জীবন, যা চার্জ এবং স্রাবের জন্য 2000 চক্রের সমান। তাদের রাসায়নিক কাঠামোর নিরাপত্তার কারণে, LiFePO4 ব্যাটারিগুলিকে একটি বিশেষ ত্বরিত ডেল্টা V পদ্ধতি ব্যবহার করে চার্জ করা যেতে পারে যখন ব্যাটারিতে একটি বড় কারেন্ট প্রয়োগ করা হয়।
অনেক ব্যাটারি চার্জ করার এই পদ্ধতিটি সহ্য করতে পারে না, যার ফলে সেগুলি অতিরিক্ত গরম হয় এবং খারাপ হয়ে যায়। লিথিয়াম-আয়রন-ফসফেট ব্যাটারির ক্ষেত্রে, এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করা শুধুমাত্র সম্ভব নয়, এমনকি সুপারিশ করা হয়। অতএব, এই ধরনের ব্যাটারি চার্জ করার জন্য বিশেষভাবে বিশেষ চার্জার রয়েছে। অবশ্যই, এই ধরনের চার্জারগুলি অন্যান্য রসায়নের সাথে ব্যাটারিতে ব্যবহার করা যাবে না। ফর্ম ফ্যাক্টরের উপর নির্ভর করে, এই চার্জারগুলিতে লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারিগুলি 15-30 মিনিটের মধ্যে সম্পূর্ণ চার্জ করা যেতে পারে৷
LiFePO4 ব্যাটারির ক্ষেত্রে সাম্প্রতিক উন্নয়নগুলি ব্যবহারকারীকে উন্নত অপারেটিং তাপমাত্রা পরিসীমা সহ ব্যাটারি অফার করে৷ যদি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য স্ট্যান্ডার্ড অপারেটিং পরিসীমা -20 থেকে +20 ডিগ্রি সেলসিয়াস হয়, তাহলে লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারিগুলি -30 থেকে +55 এর মধ্যে পুরোপুরি কাজ করতে পারে। বর্ণিত তাপমাত্রার উপরে বা কম তাপমাত্রায় ব্যাটারি চার্জ বা ডিসচার্জ করলে ব্যাটারির মারাত্মক ক্ষতি হবে।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি অন্যান্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় বার্ধক্যের প্রভাব দ্বারা অনেক কম প্রভাবিত হয়। বার্ধক্য হল সময়ের সাথে সাথে ক্ষমতার স্বাভাবিক ক্ষয়, যা ব্যাটারি ব্যবহার করা হয় কিনা তার থেকে স্বাধীনতাক উপর আছে. তুলনা করে, সমস্ত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রতি বছর প্রায় 10% ক্ষমতা হারায়। লিথিয়াম আয়রন ফসফেট হারায় মাত্র 1.5%।
এই ব্যাটারির নেতিবাচক দিক হল নিম্ন ক্ষমতা, যা অন্যান্য লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির তুলনায় 14% কম (বা তাই)৷
ফেরোফসফেট ব্যাটারি নিরাপত্তা
এই ধরনের ব্যাটারি বিদ্যমান সব ধরনের ব্যাটারির মধ্যে সবচেয়ে নিরাপদ বলে মনে করা হয়। LiFePO4 লিথিয়াম ফসফেট ব্যাটারির খুব স্থিতিশীল রসায়ন রয়েছে, এবং স্রাব (নিম্ন প্রতিরোধের অপারেশনে) এবং চার্জে (যখন উচ্চ স্রোত সহ ব্যাটারি চার্জ করা হয়) ভারী বোঝা সহ্য করতে সক্ষম।
ফসফেট রাসায়নিকভাবে নিরাপদ হওয়ার কারণে, এই ব্যাটারিগুলি তাদের সম্পদের কাজ করার পরে নিষ্পত্তি করা সহজ। বিপজ্জনক রসায়ন সহ অনেক ব্যাটারী (যেমন লিথিয়াম-কোবাল্ট) তাদের পরিবেশগত বিপদ দূর করার জন্য অতিরিক্ত পুনর্ব্যবহারযোগ্য প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে হয়।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি চার্জ করা
ফেরোফসফেট রসায়নে বিনিয়োগকারীদের বাণিজ্যিক আগ্রহের একটি কারণ ছিল দ্রুত চার্জ করার ক্ষমতা, এর স্থায়িত্বের ফলে। LiFePO4 ব্যাটারিগুলির পরিবাহক প্রকাশের সংস্থার অবিলম্বে, সেগুলিকে এমন ব্যাটারি হিসাবে স্থাপন করা হয়েছিল যেগুলি দ্রুত চার্জ করা যায়৷
এই উদ্দেশ্যে বিশেষ চার্জার তৈরি করা হয়েছে। উপরে উল্লিখিত হিসাবে, এই ধরনের চার্জারগুলি অন্য ব্যাটারিতে ব্যবহার করা যাবে না, কারণ এটি তাদের অতিরিক্ত গরম করবে এবং ব্যাপকভাবে ক্ষতি করবেতাদের।
এই ব্যাটারির জন্য একটি বিশেষ চার্জার 12-15 মিনিটের মধ্যে চার্জ করতে পারে। ফেরোফসফেট ব্যাটারিও প্রচলিত চার্জার দিয়ে চার্জ করা যায়। উভয় চার্জিং মোডের সাথে সম্মিলিত চার্জার বিকল্পও রয়েছে। সর্বোত্তম বিকল্প, অবশ্যই, চার্জিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করতে অনেকগুলি বিকল্প সহ স্মার্ট চার্জার ব্যবহার করা হবে৷
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি ডিভাইস
লিথিয়াম-আয়রন-ফসফেট LiFePO4 ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ কাঠামোতে রাসায়নিক প্রযুক্তির সমকক্ষের তুলনায় কোনো বিশেষ বৈশিষ্ট্য নেই। শুধুমাত্র একটি উপাদান পরিবর্তন হয়েছে - আয়রন ফসফেট দিয়ে তৈরি একটি ক্যাথোড। অ্যানোড উপাদান হল লিথিয়াম (সমস্ত লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিতে একটি লিথিয়াম অ্যানোড থাকে)।
যেকোন ব্যাটারির ক্রিয়াকলাপ রাসায়নিক বিক্রিয়ার বিপরীততার উপর ভিত্তি করে। অন্যথায়, ব্যাটারির ভিতরে ঘটে যাওয়া প্রক্রিয়াগুলিকে জারণ এবং হ্রাস প্রক্রিয়া বলা হয়। যেকোনো ব্যাটারিতে ইলেক্ট্রোড থাকে - একটি ক্যাথোড (মাইনাস) এবং একটি অ্যানোড (প্লাস)। এছাড়াও, যেকোনো ব্যাটারির ভিতরে একটি বিভাজক থাকে - একটি ছিদ্রযুক্ত উপাদান একটি বিশেষ তরল দ্বারা গর্ভবতী - একটি ইলেক্ট্রোলাইট৷
যখন ব্যাটারিটি ডিসচার্জ করা হয়, লিথিয়াম আয়নগুলি ক্যাথোড থেকে অ্যানোডে বিভাজকের মাধ্যমে সরে যায়, জমাকৃত চার্জ (অক্সিডেশন) বন্ধ করে দেয়। যখন একটি ব্যাটারি চার্জ করা হয়, লিথিয়াম আয়নগুলি অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে বিপরীত দিকে চলে যায়, চার্জ জমা হয় (পুনরুদ্ধার)।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির প্রকার
এই রসায়নের সব ধরনের ব্যাটারিকে চারটি বিভাগে ভাগ করা যায়:
- সম্পূর্ণব্যাটারি।
- প্যারালেলেপিপড আকারে বড় কোষ।
- সমান্তরাল পাইপড আকারে ছোট কোষ (প্রিজম - LiFePO4 ব্যাটারি 3.2 V)।
- ছোট কয়েন সেল (প্যাক)।
- নলাকার ব্যাটারি।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি এবং কোষে 12 থেকে 60 ভোল্টের মধ্যে বিভিন্ন নামমাত্র ভোল্টেজ থাকতে পারে। তারা বিভিন্ন উপায়ে ঐতিহ্যগত সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারিগুলিকে ছাড়িয়ে যায়: চক্রের সময় অনেক বেশি, ওজন কয়েকগুণ কম এবং তারা কয়েকগুণ দ্রুত রিচার্জ হয়।
এই রসায়নে নলাকার ব্যাটারি আলাদাভাবে এবং একটি চেইনে ব্যবহার করা হয়। এই নলাকার ব্যাটারির মাত্রা খুব আলাদা: 14,500 (আঙ্গুলের ধরন) থেকে 32,650 পর্যন্ত।
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারি
সাইকেল এবং বৈদ্যুতিক চক্রের জন্য ফেরোফসফেট ব্যাটারি বিশেষ মনোযোগের দাবি রাখে। এই রসায়নের উপর ভিত্তি করে অন্যান্য ধরণের ব্যাটারির সাথে একটি নতুন আয়রন-ফসফেট ক্যাথোড আবিষ্কারের সাথে সাথে, বিশেষ ব্যাটারিগুলি বেরিয়ে এসেছে, যা তাদের উন্নত বৈশিষ্ট্য এবং হালকা ওজনের কারণে সাধারণ সাইকেলেও সুবিধাজনকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এই ধরনের ব্যাটারিগুলি অবিলম্বে তাদের বাইক আপগ্রেড করার অনুরাগীদের মধ্যে জনপ্রিয়তা অর্জন করে৷
লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারিগুলি বেশ কয়েক ঘন্টা নির্বিঘ্ন সাইক্লিং প্রদান করতে সক্ষম, যা অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির জন্য একটি যোগ্য প্রতিযোগিতা, যা অতীতে প্রায়শই সাইকেলে ইনস্টল করা হত। সাধারণত ডেটার জন্যউদ্দেশ্য, 48v LiFePO4 ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়, তবে 25, 36 এবং 60 ভোল্টের ব্যাটারি কেনা সম্ভব।
ফেরোফসফেট ব্যাটারির প্রয়োগ
এই রসায়নে ব্যাটারির ভূমিকা কোন মন্তব্য ছাড়াই স্পষ্ট। প্রিজম বিভিন্ন উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হয় - LiFePO4 3, 2 v ব্যাটারি। সৌর শক্তি এবং বায়ু টারবাইনের জন্য বাফার সিস্টেমের উপাদান হিসাবে বড় কোষ ব্যবহার করা হয়। ফেরোফসফেট ব্যাটারি সক্রিয়ভাবে বৈদ্যুতিক যানবাহন নির্মাণে ব্যবহৃত হয়।
ফোন, ল্যাপটপ এবং ট্যাবলেট পিসির জন্য ছোট ফ্ল্যাট ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়। এয়ারসফ্ট বন্দুক, ইলেকট্রনিক সিগারেট, রেডিও-নিয়ন্ত্রিত মডেল ইত্যাদির জন্য বিভিন্ন ফর্ম ফ্যাক্টরের নলাকার ব্যাটারি ব্যবহার করা হয়।
