آپ کو لی کے بارے میں جاننے کی ضرورت ہے

جب تک کہ کچھ ٹونی اسٹارک نے آرک ری ایکٹر میں قدم نہیں اٹھایا یا وائرلیس توانائی کی منتقلی کے لئے شمسی توانائی سے مصنوعی سیارہ (ایس پی ایس) میں تحقیق کا آغاز نہیں کیا ، ہم انسانوں کو اپنے پورٹیبل یا ریموٹ الیکٹرانک آلات کو طاقت دینے کے لئے بیٹریوں پر انحصار کرنا ہوگا۔ سب سے زیادہ عام قسم کی بیٹری جو آپ کو صارفین کے الیکٹرانکس میں ملتی ہیں وہ لتیم آئن یا لتیم پولیمر قسم کی ہوتی ہیں ۔ اس مضمون میں ، ہماری دلچسپی لی آئن بیٹریوں سے زیادہ ہوگی کیونکہ وہ دوسری تمام اقسام کے مقابلے میں زیادہ کارآمد ثابت ہوتے ہیں۔ یہ ایک چھوٹا پاور بینک ہو یا لیپ ٹاپ ہو یا ٹیسلا کا نیا ماڈل 3 جیسی بڑی چیز ، ہر چیز لتیم آئن بیٹری سے چل رہی ہے۔

یہ بیٹریاں کس چیز کو خصوصی بناتی ہیں؟ اپنے منصوبوں / ڈیزائنوں میں کسی کو استعمال کرنے سے پہلے آپ کو اس کے بارے میں کیا جاننا چاہئے؟ آپ ان بیٹریوں کو بحفاظت چارج یا خارج کردیں گے۔ اگر آپ ان سارے سوالات کے جوابات جاننے کے ل. جانتے ہیں تو آپ صحیح آرٹیکل پر اتر آئے ہیں ، بس بیٹھ کر پڑھیں اور جب تک ممکن ہو سکے تب بھی دلچسپی کے ساتھ کوشش کروں گا۔

لتیم آئن بیٹری کی تاریخ

لتیم آئن بیٹری کا خیال سب سے پہلے 1912 میں جی این لیوس نے تیار کیا تھا ، لیکن یہ صرف سن 1970 کی دہائی میں ہی قابل عمل ہے اور لتیم بیٹری کو پہلی بار کمرشل مارکیٹ میں ڈال دیا گیا تھا۔ بعد میں 1980 کے انجینئروں نے لیتیم کو انوڈ مواد کی حیثیت سے استعمال کرتے ہوئے پہلی ریچارج قابل بیٹری بنانے کی کوشش کی اور جزوی طور پر کامیاب ہوگئے۔ وہ یہ جاننے میں ناکام رہے کہ چارجنگ کے عمل کے دوران لیتیم بیٹریاں کی ان قسمیں غیر مستحکم ہیں اور اس سے درجہ حرارت میں اضافے اور تھرمل بھاگ جانے کا سبب بننے والی بیٹری کے اندر ایک قلیل پیدا ہوگا۔

1991 میں ، جاپان میں ایک شخص کے چہرے پر موبائل میں استعمال ہونے والی ایسی لتیم بیٹری پھٹ گئی۔ اس واقعے کے بعد ہی یہ احساس ہوا کہ لی آئن بیٹریاں انتہائی احتیاط کے ساتھ سنبھالنی چاہ.۔ مارکیٹ میں موجود اس قسم کی بیٹریاں کی ایک بڑی تعداد کو پھر کارخانہ داروں نے حفاظت کے معاملے پر واپس بلا لیا۔ بعد میں کافی تحقیق کے بعد ، سونی نے جدید لی آئن بیٹریاں ایک نئی کیمسٹری کے ساتھ متعارف کروائیں جو آج تک استعمال ہورہی ہیں۔ آئیے یہاں تاریخ کے اسباق کو ختم کرتے ہیں اور لتیم آئن بیٹری کی کیمسٹری دیکھتے ہیں۔

لی آئن بیٹری کیمسٹری اور کام کرنا

جیسا کہ نام سے ظاہر ہے ، لتیم آئن بیٹریاں لتیم آئنوں کو کام حاصل کرنے کے لئے استعمال کرتی ہیں۔ لتیم ایک اعلی ہلکا دھات ہے جس میں اعلی توانائی کی کثافت ہوتی ہے ، یہ خاصیت بیٹری کو وزن میں ہلکا ہونے کے قابل بناتی ہے اور ایک چھوٹے سے عنصر کے ساتھ اعلی کرنٹ فراہم کرتی ہے۔ توانائی کی کثافت توانائی کی مقدار ہے جو بیٹری کے فی یونٹ حجم میں محفوظ کی جاسکتی ہے ، توانائی کی کثافت جتنی چھوٹی ہوگی۔ لتیم دھات کی زبردست خصوصیات کے باوجود ، اسے بیٹریوں میں براہ راست الیکٹروڈ کے طور پر استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے کیونکہ لتیم اپنی دھاتی طبیعت کی وجہ سے انتہائی غیر مستحکم ہے۔ لہذا ہم لتیم آئنوں کا استعمال کرتے ہیں جو کم و بیش لتیم دھات کی ایک جیسی خاصیت رکھتا ہے لیکن یہ غیر دھاتی ہے اور اس کا استعمال نسبتا sa محفوظ ہے۔

عام طور پر لتیم بیٹری کا انوڈ کاربن سے بنا ہوتا ہے اور بیٹری کا کیتھڈ کوبالٹ آکسائڈ یا کسی اور دھاتی آکسائڈ کا استعمال کرکے بنایا جاتا ہے۔ ان دونوں الیکٹروڈس کو جوڑنے میں استعمال ہونے والا الیکٹروائٹ ایک سیدھا نمک حل ہوگا جس میں لتیم آئن شامل ہیں۔ مثبت چارج ہونے والے لتیم آئنوں کو خارج کرتے وقت کیتھڈ کی طرف بڑھیں اور اس پر بمباری کریں یہاں تک کہ اس پر مثبت چارج ہوجائے۔ چونکہ کیتھوڈ کو مثبت طور پر چارج کیا جاتا ہے یہ منفی چارج شدہ الیکٹرانوں کو اپنی طرف راغب کرتا ہے۔ یہ الیکٹران بہہ جانے کے لئے بنائے جاتے ہیں حالانکہ ہمارے سرکٹ میں اس طرح سرکٹ کو طاقت ملتی ہے۔

اسی طرح چارج کرتے وقت ، بالکل اس کے برعکس ہوتا ہے۔ چارجز سے الیکٹران بیٹری میں بہتے ہیں اور اسی وجہ سے لتیم آئن انیوڈ کی طرف بڑھتے ہیں جس سے کیتھوڈ اپنا مثبت معاوضہ کھو دیتے ہیں۔

لتیم آئن بیٹریاں کا تعارف

لتیم آئن بیٹریاں کے بارے میں کافی حد تک نظریہ ، اب آئیے عملی طور پر ان خلیوں کے بارے میں جانیں تاکہ ہم اپنے پروجیکٹس میں اس کے استعمال پر ان کے بارے میں پراعتماد ہوسکیں۔ سب سے زیادہ عام طور پر استعمال ہونے والی لتیم آئن بیٹری 18650 سیل ہے لہذا اس مضمون میں اس کے بارے میں بات چیت کریں گے۔ ایک عام 18650 سیل ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے

تمام بیٹریاں کی طرح لی آئن بیٹری میں بھی وولٹیج اور صلاحیت کی درجہ بندی ہوتی ہے۔ تمام لتیم خلیوں کے لئے برائے نام وولٹیج کی درجہ بندی 3.6V ہوگی، لہذا آپ کو اعلی وولٹیج کی تصریح کی ضرورت ہے اس کو حاصل کرنے کے ل you آپ کو سیریز میں دو یا زیادہ سیل جمع کرنا ہوں گے۔ پہلے سے طے شدہ طور پر تمام لتیم آئن خلیوں میں برائے نام وولٹیج صرف ~ 3.6V ہوگی۔ مکمل طور پر خارج ہونے پر اس وولٹیج کو 3.2V تک نیچے جانے کی اجازت دی جاسکتی ہے اور جب مکمل چارج کیا جاتا ہے تو وہ 4.2V تک جاسکتی ہے۔ ہمیشہ یاد رکھیں کہ بیٹری کو 3.2V سے نیچے خارج کرنا یا 4.2V سے اوپر چارج کرنا بیٹری کو مستقل طور پر نقصان پہنچائے گا اور آتش بازی کا ایک نسخہ بن سکتا ہے۔ 18650 بیٹری میں شامل اصطلاحات کو خراب کرنے کی اجازت دیتا ہے تاکہ ہم بہتر سمجھیں۔ یہ بات ذہن میں رکھیں کہ یہ وضاحتیں صرف ایک ہی 18650 سیل کے لئے لاگو ہیں ، ہم بعد میں لی آئن بیٹری پیک میں مزید داخل ہوں گے ، جہاں ایک سے زیادہ سیل سیریز میں یا متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں تاکہ زیادہ وولٹیج اور موجودہ درجہ بندی حاصل کی جاسکے۔

برائے نام وولٹیج: برائے نام وولٹیج 18650 سیل کی اصل وولٹیج کی درجہ بندی ہے۔ طے شدہ طور پر یہ 3.6V ہے اور تیار ہونے کے باوجود تمام 18650 سیلوں کے لئے یکساں رہے گا۔

مکمل خارج ہونے والی وولٹیج: کسی بھی 18650 سیل کو کبھی بھی 3.2V کے نیچے خارج ہونے کی اجازت نہیں ہونی چاہئے ، ایسا کرنے میں ناکام ہونے سے بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں ردوبدل ہوگا جو بیٹری کو مستقل طور پر نقصان پہنچائے گا اور دھماکے کا باعث بھی بن سکتا ہے۔

مکمل چارج وولٹیج: لتیم آئن سیل کے لئے چارجنگ وولٹیج 4.2V ہے۔ خیال رکھنا چاہئے کہ سیل وولٹیج کسی بھی وقت 4.2V میں اضافہ نہیں کرتی ہے۔

ایم اے ایچ کی درجہ بندی: ایک سیل کی صلاحیت عام طور پر ایم اے ایچ (ملی ایمپائر گھنٹے) کی درجہ بندی کے لحاظ سے دی جاتی ہے۔ یہ قیمت سیل کے اس قسم کی بنیاد پر مختلف ہوگی جو آپ نے خریدی ہے۔ مثال کے طور پر فرض کریں کہ ہمارا سیل یہاں 2000mAh ہے جو 2Ah (Ampere / گھنٹہ) کے سوا کچھ نہیں ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر ہم اس بیٹری سے 2A کھینچتے ہیں تو یہ 1 گھنٹہ تک رہے گی اور اسی طرح اگر ہم اس بیٹری سے 1A کھینچ لیں تو یہ 2 گھنٹے تک جاری رہے گا۔ لہذا اگر آپ جاننا چاہتے ہیں کہ بیٹری آپ کے پروجیکٹ (رن ٹائم) تک کتنی لمبی طاقت بنائے گی تو آپ کو ایم اے ایچ ریٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے اس کا حساب لگانا ہوگا۔

رن ٹائم (گھنٹوں میں) = موجودہ ڈرا / ایم اے ایچ کی درجہ بندی

جہاں ، موجودہ ڈرائنگ C درجہ بندی کی حد میں ہونی چاہئے۔

سی کی درجہ بندی: اگر آپ نے کبھی سوچا ہے کہ موجودہ بیٹری سے زیادہ سے زیادہ مقدار کتنی ہے جو آپ بیٹری سے کھینچ سکتے ہیں تو آپ کا جواب بیٹری کی سی ریٹنگ سے حاصل کیا جاسکتا ہے۔ ہر بیٹری کے لئے بیٹری کی سی ریٹنگ ایک بار پھر تبدیل ہوتی ہے ، آئیے فرض کریں کہ ہمارے پاس جو بیٹری ہے وہ 3A ریٹنگ والی 2Ah کی بیٹری ہے۔ ویلیو 3 سی کا مطلب یہ ہے کہ بیٹری درجہ بندی کی آہ کی درجہ بندی کو اس کے زیادہ سے زیادہ موجودہ سے 3 گنا زیادہ آؤٹ پٹ کرسکتی ہے۔ اس صورت میں یہ زیادہ سے زیادہ موجودہ کے طور پر 6A (3 * 2 = 6) تک فراہم کرسکتا ہے۔ عام طور پر 18650 سیلوں میں صرف 1C کی درجہ بندی ہوتی ہے۔

بیٹری سے زیادہ سے زیادہ موجودہ = سی درجہ بندی * آہ کی درجہ بندی

موجودہ چارج کرنا: نوٹ کرنے کیلئے کسی بیٹری کی ایک اور اہم تفصیلات اس کا چارج کرنا ہے۔ صرف اس وجہ سے کہ ایک بیٹری زیادہ سے زیادہ 6A کی موجودہ فراہمی کرسکتی ہے اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ اس سے 6A چارج کیا جاسکتا ہے۔ بیٹری کے ڈیٹاشیٹ میں بیٹری کے زیادہ سے زیادہ معاوضہ موجودہ کا ذکر کیا جائے گا کیونکہ اس کی بیٹری کی بنیاد پر مختلف ہوتی ہے۔ عام طور پر یہ 0.5C ہو گا ، یعنی آہ درجہ بندی کی نصف قیمت۔ 2Ah ریٹنگ والی بیٹری کے لئے چارج کرنے والا موجودہ 1A (0.5 * 2 = 1) ہوگا۔

چارج کرنے کا وقت: کسی بھی 18650 سیل کو چارج کرنے کے لئے کم سے کم چارجنگ وقت کی ضرورت بیٹری کی موجودہ چارج اور آہ کی درجہ بندی کی قیمت کے ذریعہ کی جاسکتی ہے۔ مثال کے طور پر 1A چارج کرنٹ کے ساتھ 2Ah کی بیٹری چارج کرنے میں لگ بھگ 2 گھنٹے لگیں گے ، فرض کرتے ہوئے کہ چارجر صرف سیل چارج کرنے کے لئے سی سی کا طریقہ استعمال کرتا ہے۔

اندرونی مزاحمت (IR): بیٹری کی صحت اور صلاحیت کا اندازہ بیٹری کی اندرونی مزاحمت کی پیمائش کرکے لگایا جاسکتا ہے۔ یہ بیٹری کے انوڈ (مثبت) اور کیتھوڈ (منفی) ٹرمینلز کے مابین مزاحمت کی قدر کے سوا کچھ نہیں ہے۔ ڈیٹاشیٹ میں کسی سیل کی IR کی مخصوص قدر کا ذکر کیا جائے گا۔ اس کی اصل قدر سے جتنا زیادہ اخراج ہوگا اس کی بیٹری اتنی ہی موثر ہوگی۔ 18650 سیل کے لئے آئی آر کی قیمت ملی اوہس کی حد میں ہوگی اور آئی آر کی قیمت کی پیمائش کرنے کے لئے وقف کردہ آلات موجود ہیں۔

چارج کرنے کے طریقے: بہت سے ایسے طریقے ہیں جن پر لی آئن سیل چارج کرنے کے لئے مشق کیا جاتا ہے۔ لیکن سب سے زیادہ استعمال 3 قدمی ٹوپولوجی ہے۔ تین اقدامات سی سی ، سی وی اور ٹرپل چارج ہیں۔ میں CC (مسلسل موجودہ) موڈ سیل ان پٹ وولٹیج مختلف کی طرف سے موجودہ چارج ایک مستقل کرنے کا الزام عائد کیا جاتا ہے. یہ موڈ اس وقت تک فعال رہے گا جب تک کہ بیٹری کو کسی خاص سطح پر چارج نہیں کیا جاتا ہے ، پھر سی وی (مستقل وولٹیج)موڈ شروع ہوتا ہے جہاں چارجنگ وولٹیج کو عام طور پر 4.2V پر برقرار رکھا جاتا ہے۔ حتمی وضع پلس چارجنگ یا ٹرپل چارجنگ ہے جہاں بیٹری کے لائف سائیکل کو بہتر بنانے کے لئے کرنٹ کی چھوٹی دالیں بیٹری میں منتقل ہوتی ہیں۔ چارجنگ کے 7-مرحلے میں شامل بہت زیادہ پیچیدہ چارجرز بھی موجود ہیں۔ ہم اس موضوع میں زیادہ گہرائی میں نہیں آئیں گے کیونکہ اس مضمون کے دائرہ کار سے دور ہے۔ لیکن اگر آپ تبصرہ سیکشن پر ذکر جاننے میں دلچسپی رکھتے ہیں اور میں لی آئن خلیوں کو چارج کرنے کے بارے میں ایک الگ مضمون لکھوں گا۔

اسٹیٹ آف چارج (ایس او سی):: چارج کی حالت بیٹری کی گنجائش کے سوا کچھ نہیں ہے ، جیسا کہ ہمارے موبائل فون میں دکھایا گیا ہے۔ بیٹری کی گنجائش اس کے وولٹیج والو کے ساتھ واضح طور پر نہیں کی جاسکتی ہے ، یہ عام طور پر موجودہ انضمام کا استعمال کرتے ہوئے وقت کے ساتھ بیٹری کی گنجائش میں تبدیلی کا تعین کرنے کے لئے حساب کیا جاتا ہے۔

خارج ہونے والی گہرائی (ڈی او ڈی)٪: بیٹری کو کس حد تک خارج کیا جاسکتا ہے ، یہ ڈی او ڈی نے دیا ہے۔ کسی بھی بیٹری میں 100٪ مادہ نہیں ہوگا کیونکہ ہم جانتے ہیں کہ اس سے بیٹری کو نقصان پہنچے گا۔ عام طور پر تمام بیٹریوں کے لئے 80٪ گہرائی خارج ہوتی ہے۔

سیل طول و عرض: 18650 سیل کی ایک اور منفرد اور دلچسپ خصوصیت اس کا طول و عرض ہے۔ ہر سیل میں 18 ملی میٹر ڈائی اور 650 ملی میٹر اونچائی ہوگی جس سے اس سیل کا نام 18650 ہوجاتا ہے۔

اگر آپ مزید اصطلاحات کی تعریف چاہتے ہیں تو پھر ایم آئی ٹی بیٹری کی اصطلاحات کی دستاویزات دیکھیں ، جہاں آپ کو بیٹری سے متعلق مزید تکنیکی پیرامیٹرز ملنے کا یقین ہے۔

18650 سیل استعمال کرنے کا آسان ترین طریقہ

اگر آپ مکمل طور پر نو عمر رسیدہ ہیں اور اپنے پروجیکٹ کو طاقت بخشنے کے لئے ابھی 18650 سیلوں کی مدد سے شروع کر رہے ہیں تو آسان ترین طریقہ یہ ہوگا کہ آپ ریڈی میڈ ماڈیول کا استعمال کریں جو آپ کے 18650 خلیوں کو بحفاظت چارج اور خارج کرسکیں۔ صرف اس طرح کا ماڈیول TP4056 ماڈیول ہے جو ایک واحد 18650 سیل کو سنبھال سکتا ہے۔

اگر آپ کو ان پٹ وولٹیج کی حیثیت سے 3.6V سے زیادہ کی ضرورت ہوتی ہے تو آپ 7.4V کا وولٹیج حاصل کرنے کے لئے سیریز میں دو 18650 خلیوں کو جوڑ سکتے ہیں۔ ایسی صورت میں 2S 3A لی آئن بیٹری ماڈیول جیسے ماڈیول کا استعمال کریں تاکہ بیٹریوں کو چارج کرنے اور خارج کرنے میں محفوظ رہے۔

دو یا زیادہ سے زیادہ 18650 خلیوں کو جوڑنے کے لئے ، ہم روایتی سولڈرنگ تکنیک کا استعمال دونوں کے درمیان رابطے کے ل cannot نہیں کرسکتے ہیں اس کے بجائے اسپاٹ ویلڈنگ نامی ایک عمل استعمال کیا جاتا ہے۔ نیز سیریز میں 18650 خلیوں کو یکجا کرتے وقت یا متوازی زیادہ دیکھ بھال کی جانی چاہئے جس پر مندرجہ ذیل پیراگراف میں بحث کی گئی ہے۔

لی آئن بیٹری پیک (سیل اور متوازی خلیات)

چھوٹے پورٹیبل الیکٹرانکس یا چھوٹے آلات کو طاقت کے ل power سنگل 18650 سیل یا زیادہ تر ان میں سے ایک جوڑی سیریز میں بنائے گی۔ اس قسم کی درخواست میں پیچیدگی کم ہے کیونکہ اس میں شامل بیٹریوں کی تعداد کم ہے۔ لیکن الیکٹرک سائیکل / موپیڈ یا ٹیسلا کاروں جیسی بڑی ایپلی کیشن کے ل we ہمیں مطلوبہ آؤٹ پٹ وولٹیج اور استعداد حاصل کرنے کے ل we ہمیں بہت ساری سیریز اور متوازی فیشن میں مربوط کرنے کی ضرورت ہوگی۔ مثال کے طور پر ٹیسلا کار میں 3.7V اور 3.1Ah کی درجہ بندی کے 6800 سے زیادہ لتیم سیل شامل ہیں۔ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے کہ کار کے چیسس کے اندر کیسے اس کا اہتمام کیا گیا ہے۔

نگرانی کے ل cells اس خلیوں کی بہت زیادہ تعداد کے ساتھ ہمیں ایک سرشار سرکٹ کی ضرورت ہے جو ان خلیوں سے محض چارج ، نگرانی اور خارج کرسکتا ہے۔ اس سرشار نظام کو بیٹری مانیٹرنگ سسٹم (بی ایم ایس) کہا جاتا ہے ۔ بی ایم ایس کا کام ہر لتیم آئن سیل کے انفرادی سیل وولٹیج کی نگرانی کرنا ہے اور اس کے درجہ حرارت کی بھی جانچ کرنا ہے۔ اس کے علاوہ کچھ بی ایم ایس سسٹم کے چارجنگ اور ڈسچارج کرنٹ کی بھی نگرانی کرتا ہے۔

ایک پیک کی تشکیل کے ل two جب دو سے زیادہ خلیوں کو جوڑتے ہو تو ، خیال رکھنا چاہئے کہ ان میں ایک ہی کیمسٹری ، وولٹیج ، آہ کی درجہ بندی اور اندرونی مزاحمت ہو۔ نیز خلیات کو چارج کرنے کے دوران ، بی ایم ایس یہ یقینی بناتا ہے کہ ان سے یکساں طور پر چارج کیا جاتا ہے اور یکساں طور پر خارج ہوجاتا ہے تاکہ کسی بھی وقت تمام بیٹریاں ایک ہی وولٹیج کو برقرار رکھ سکیں ، اس کو سیل توازن کہا جاتا ہے ۔ اس کے علاوہ ڈیزائنر کو ان بیٹریوں کو چارج کرنے اور خارج ہونے پر ٹھنڈا کرنے کے بارے میں بھی پریشان ہونا پڑتا ہے کیونکہ وہ اعلی درجہ حرارت کے دوران اچھا ردعمل نہیں دیتے ہیں۔

امید ہے کہ اس آرٹیکل نے آپ کو لی آئن خلیوں سے تھوڑا سا اعتماد حاصل کرنے کے لئے کافی تفصیلات فراہم کیں۔ اگر آپ کو کوئی خاص شبہات ہیں تو وہ آزادانہ طور پر کمنٹ سیکشن میں چھوڑ دیں اور میں جواب دینے میں پوری کوشش کروں گا۔ تب تک خوش ٹنکرانگ۔