লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি কি?
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি হল ব্যাটারির রসায়নের একটি জনপ্রিয় ধরণ। এই ব্যাটারিগুলির একটি প্রধান সুবিধা হল এগুলি রিচার্জেবল। এই বৈশিষ্ট্যের কারণে, আজকাল ব্যাটারি ব্যবহার করে এমন বেশিরভাগ ভোক্তা ডিভাইসে এগুলি পাওয়া যায়। এগুলি ফোন, বৈদ্যুতিক যানবাহন এবং ব্যাটারি চালিত গল্ফ কার্টে পাওয়া যায়।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কিভাবে কাজ করে?
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি এক বা একাধিক লিথিয়াম-আয়ন কোষ দিয়ে তৈরি। অতিরিক্ত চার্জিং রোধ করার জন্য এগুলিতে একটি প্রতিরক্ষামূলক সার্কিট বোর্ডও থাকে। প্রতিরক্ষামূলক সার্কিট বোর্ড সহ একটি আবরণে একবার ইনস্টল করা হলে কোষগুলিকে ব্যাটারি বলা হয়।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কি লিথিয়াম ব্যাটারির মতোই?
না। লিথিয়াম ব্যাটারি এবং লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মধ্যে বিস্তর পার্থক্য রয়েছে। মূল পার্থক্য হল পরের দুটি রিচার্জেবল। আরেকটি প্রধান পার্থক্য হল মেয়াদ শেষ হওয়ার তারিখ। একটি লিথিয়াম ব্যাটারি অব্যবহৃত অবস্থায় ১২ বছর পর্যন্ত স্থায়ী হতে পারে, যেখানে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির মেয়াদ ৩ বছর পর্যন্ত থাকে।
লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির মূল উপাদানগুলি কী কী?
লিথিয়াম-আয়ন কোষের চারটি প্রধান উপাদান রয়েছে। এগুলো হল:
অ্যানোড
অ্যানোড ব্যাটারি থেকে বাহ্যিক সার্কিটে বিদ্যুৎ স্থানান্তর করতে সাহায্য করে। ব্যাটারি চার্জ করার সময় এটি লিথিয়াম আয়নও সঞ্চয় করে।
ক্যাথোড
ক্যাথোড হলো কোষের ক্ষমতা এবং ভোল্টেজ নির্ধারণ করে। ব্যাটারি ডিসচার্জ করার সময় এটি লিথিয়াম আয়ন উৎপন্ন করে।
ইলেক্ট্রোলাইট
ইলেক্ট্রোলাইট হল এমন একটি উপাদান যা ক্যাথোড এবং অ্যানোডের মধ্যে লিথিয়াম আয়ন চলাচলের জন্য একটি নালী হিসেবে কাজ করে। এটি লবণ, সংযোজক এবং বিভিন্ন দ্রাবক দ্বারা গঠিত।
বিভাজক
লিথিয়াম-আয়ন কোষের শেষ অংশ হল বিভাজক। এটি ক্যাথোড এবং অ্যানোডকে আলাদা রাখার জন্য একটি ভৌত বাধা হিসেবে কাজ করে।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি ক্যাথোড থেকে অ্যানোডে লিথিয়াম আয়ন এবং ইলেক্ট্রোলাইটের মাধ্যমে এর বিপরীতে স্থানান্তর করে কাজ করে। আয়নগুলি চলাচলের সাথে সাথে, তারা অ্যানোডে মুক্ত ইলেকট্রন সক্রিয় করে, যার ফলে ধনাত্মক কারেন্ট সংগ্রাহকে চার্জ তৈরি হয়। এই ইলেকট্রনগুলি ডিভাইস, ফোন বা গল্ফ কার্টের মধ্য দিয়ে ঋণাত্মক সংগ্রাহকে প্রবাহিত হয় এবং আবার ক্যাথোডে ফিরে আসে। বিভাজক ব্যাটারির ভিতরে ইলেকট্রনের মুক্ত প্রবাহকে বাধা দেয়, যা তাদের যোগাযোগের দিকে ঠেলে দেয়।
যখন আপনি একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চার্জ করেন, তখন ক্যাথোড লিথিয়াম আয়ন নির্গত করে এবং তারা অ্যানোডের দিকে চলে যায়। ডিসচার্জ করার সময়, লিথিয়াম আয়নগুলি অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে চলে যায়, যা কারেন্ট প্রবাহ তৈরি করে।
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কখন আবিষ্কৃত হয়েছিল?
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি প্রথম কল্পনা করেছিলেন ৭০-এর দশকে ইংরেজ রসায়নবিদ স্ট্যানলি হুইটিংহাম। তার পরীক্ষা-নিরীক্ষার সময়, বিজ্ঞানীরা এমন একটি ব্যাটারির জন্য বিভিন্ন রসায়ন গবেষণা করেছিলেন যা নিজেকে রিচার্জ করতে পারে। তার প্রথম পরীক্ষায় টাইটানিয়াম ডাইসালফাইড এবং লিথিয়ামকে ইলেক্ট্রোড হিসেবে ব্যবহার করা হয়েছিল। তবে, ব্যাটারিগুলি শর্ট-সার্কিট হবে এবং বিস্ফোরিত হবে।
আশির দশকে, আরেক বিজ্ঞানী, জন বি. গুডেনাফ, এই চ্যালেঞ্জটি গ্রহণ করেন। এর পরপরই, জাপানি রসায়নবিদ আকিরা ইয়োশিনো, প্রযুক্তি নিয়ে গবেষণা শুরু করেন। ইয়োশিনো এবং গুডেনাফ প্রমাণ করেন যে লিথিয়াম ধাতু বিস্ফোরণের প্রধান কারণ।
নব্বইয়ের দশকে, লিথিয়াম-আয়ন প্রযুক্তির জনপ্রিয়তা বৃদ্ধি পেতে থাকে এবং দশকের শেষের দিকে দ্রুত একটি জনপ্রিয় শক্তির উৎস হয়ে ওঠে। এটিই প্রথমবারের মতো সনি এই প্রযুক্তির বাণিজ্যিকীকরণ শুরু করে। লিথিয়াম ব্যাটারির দুর্বল নিরাপত্তা রেকর্ড লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিকাশকে উৎসাহিত করে।
লিথিয়াম ব্যাটারি উচ্চ শক্তি ঘনত্ব ধরে রাখতে পারে, তবে চার্জিং এবং ডিসচার্জের সময় এগুলি অনিরাপদ। অন্যদিকে, ব্যবহারকারীরা মৌলিক সুরক্ষা নির্দেশিকা মেনে চললে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চার্জ এবং ডিসচার্জ করা বেশ নিরাপদ।
সেরা লিথিয়াম আয়ন রসায়ন কী?
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির বিভিন্ন ধরণের রসায়ন রয়েছে। বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধগুলি হল:
- লিথিয়াম টাইটানেট
- লিথিয়াম নিকেল কোবাল্ট অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড
- লিথিয়াম নিকেল ম্যাঙ্গানিজ কোবাল্ট অক্সাইড
- লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড (LMO)
- লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড
- লিথিয়াম আয়রন ফসফেট (LiFePO4)
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য অসংখ্য ধরণের রসায়ন রয়েছে। প্রতিটিরই কিছু সুবিধা এবং অসুবিধা রয়েছে। তবে, কিছু শুধুমাত্র নির্দিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রে উপযুক্ত। অতএব, আপনি কোন ধরণের ব্যাটারি বেছে নেবেন তা আপনার বিদ্যুৎ চাহিদা, বাজেট, নিরাপত্তা সহনশীলতা এবং নির্দিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রের উপর নির্ভর করবে।
তবে, LiFePO4 ব্যাটারি হল সবচেয়ে বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ বিকল্প। এই ব্যাটারিগুলিতে একটি গ্রাফাইট কার্বন ইলেক্ট্রোড থাকে, যা অ্যানোড হিসেবে কাজ করে এবং ফসফেট ক্যাথোড হিসেবে কাজ করে। এগুলির দীর্ঘ চক্র জীবনকাল 10,000 চক্র পর্যন্ত।
উপরন্তু, তারা দুর্দান্ত তাপীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করে এবং চাহিদার স্বল্প উচ্ছ্বাস নিরাপদে পরিচালনা করতে পারে। LiFePO4 ব্যাটারিগুলি 510 ডিগ্রি ফারেনহাইট পর্যন্ত তাপীয় রানওয়ে থ্রেশহোল্ডের জন্য রেট করা হয়, যা বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ যেকোনো লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির ধরণের সর্বোচ্চ।
LiFePO4 ব্যাটারির সুবিধা
লিড অ্যাসিড এবং অন্যান্য লিথিয়াম-ভিত্তিক ব্যাটারির তুলনায়, লিথিয়াম আয়রন ফসফেট ব্যাটারির একটি বিশাল সুবিধা রয়েছে। এগুলি দক্ষতার সাথে চার্জ এবং ডিসচার্জ করে, দীর্ঘস্থায়ী হয় এবং গভীরভাবে ক্ষতি করতে পারেক্লেক্ষমতা হ্রাস না করে। এই সুবিধাগুলির অর্থ হল অন্যান্য ধরণের ব্যাটারির তুলনায় ব্যাটারিগুলি তাদের জীবদ্দশায় প্রচুর খরচ সাশ্রয় করে। নিম্ন-গতির বিদ্যুতের যানবাহন এবং শিল্প সরঞ্জামগুলিতে এই ব্যাটারিগুলির নির্দিষ্ট সুবিধাগুলি নীচে এক নজরে দেওয়া হল।
কম গতির যানবাহনে LiFePO4 ব্যাটারি
কম গতির বৈদ্যুতিক যানবাহন (LEV) হল চার চাকার যানবাহন যার ওজন ৩০০০ পাউন্ডের কম। এগুলি বৈদ্যুতিক ব্যাটারি দ্বারা চালিত হয়, যা এগুলিকে গল্ফ কার্ট এবং অন্যান্য বিনোদনমূলক ব্যবহারের জন্য একটি জনপ্রিয় পছন্দ করে তোলে।
আপনার LEV-এর জন্য ব্যাটারি বিকল্পটি বেছে নেওয়ার সময়, সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়গুলির মধ্যে একটি হল দীর্ঘায়ু। উদাহরণস্বরূপ, ব্যাটারি চালিত গল্ফ কার্টগুলিতে পর্যাপ্ত শক্তি থাকা উচিত যাতে রিচার্জ না করেই 18-গর্তের গল্ফ কোর্সে গাড়ি চালানো যায়।
আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয় হল রক্ষণাবেক্ষণের সময়সূচী। আপনার অবসর কার্যকলাপের সর্বাধিক উপভোগ নিশ্চিত করার জন্য একটি ভালো ব্যাটারির কোনও রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না।
ব্যাটারিটি বিভিন্ন আবহাওয়ায়ও কাজ করতে সক্ষম হওয়া উচিত। উদাহরণস্বরূপ, এটি আপনাকে গ্রীষ্মের তাপে এবং শরৎকালে যখন তাপমাত্রা কমে যায় তখন উভয় সময়েই গল্ফ খেলার সুযোগ করে দেবে।
একটি ভালো ব্যাটারিতে এমন একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা থাকা উচিত যা নিশ্চিত করে যে এটি অতিরিক্ত গরম বা ঠান্ডা না হয়, যার ফলে এর ক্ষমতা হ্রাস পায়।
এই সমস্ত মৌলিক কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ শর্ত পূরণ করে এমন সেরা ব্র্যান্ডগুলির মধ্যে একটি হল ROYPOW। তাদের LiFePO4 লিথিয়াম ব্যাটারির লাইন 4°F থেকে 131°F তাপমাত্রার জন্য রেট করা হয়। ব্যাটারিগুলি একটি অন্তর্নির্মিত ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা সিস্টেমের সাথে আসে এবং ইনস্টল করা অত্যন্ত সহজ।
লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জন্য শিল্প অ্যাপ্লিকেশন
শিল্পক্ষেত্রে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি একটি জনপ্রিয় বিকল্প। সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত রসায়ন হল LiFePO4 ব্যাটারি। এই ব্যাটারি ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে সাধারণ কিছু সরঞ্জাম হল:
- সংকীর্ণ আইল ফর্কলিফ্ট
- ভারসাম্যহীন ফর্কলিফ্ট
- ৩ চাকার ফর্কলিফ্ট
- ওয়াকি স্ট্যাকার
- এন্ড এবং সেন্টার রাইডাররা
শিল্পক্ষেত্রে লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারির জনপ্রিয়তা বৃদ্ধির অনেক কারণ রয়েছে। এর মধ্যে প্রধান কারণগুলি হল:
উচ্চ ক্ষমতা এবং দীর্ঘায়ু
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির শক্তি ঘনত্ব এবং স্থায়িত্ব সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায় বেশি। এগুলি ওজনের এক তৃতীয়াংশ ওজন করতে পারে এবং একই আউটপুট প্রদান করতে পারে।
এদের জীবনচক্র আরেকটি বড় সুবিধা। শিল্প পরিচালনার জন্য, লক্ষ্য হল স্বল্পমেয়াদী পুনরাবৃত্ত খরচ সর্বনিম্ন রাখা। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সাহায্যে, ফর্কলিফ্ট ব্যাটারি তিনগুণ বেশি সময় ধরে চলতে পারে, যার ফলে দীর্ঘমেয়াদে বিপুল খরচ সাশ্রয় হয়।
এগুলি ৮০% পর্যন্ত বেশি গভীরতার ডিসচার্জে কাজ করতে পারে, যার ফলে তাদের ক্ষমতার উপর কোনও প্রভাব পড়বে না। এর আরেকটি সুবিধা হল সময় সাশ্রয়। ব্যাটারি পরিবর্তনের জন্য মাঝপথে কাজ বন্ধ করতে হয় না, যার ফলে যথেষ্ট সময় ধরে হাজার হাজার ম্যান-আওয়ার সাশ্রয় হতে পারে।
উচ্চ-গতির চার্জিং
শিল্প-কারখানার লিড-অ্যাসিড ব্যাটারির ক্ষেত্রে, স্বাভাবিক চার্জিং সময় প্রায় আট ঘন্টা। এর অর্থ হল পুরো ৮ ঘন্টার শিফট যেখানে ব্যাটারি ব্যবহারের জন্য অনুপলব্ধ থাকে। ফলস্বরূপ, একজন ব্যবস্থাপককে এই ডাউনটাইমের হিসাব রাখতে হবে এবং অতিরিক্ত ব্যাটারি কিনতে হবে।
LiFePO4 ব্যাটারির ক্ষেত্রে, এটি কোনও চ্যালেঞ্জ নয়। এর একটি ভালো উদাহরণ হলROYPOW ইন্ডাস্ট্রিয়াল লাইফপো৪ লিথিয়াম ব্যাটারি, যা লিড অ্যাসিড ব্যাটারির তুলনায় চারগুণ দ্রুত চার্জ হয়। আরেকটি সুবিধা হলো ডিসচার্জের সময় দক্ষতা বজায় রাখার ক্ষমতা। ডিসচার্জের সময় লিড অ্যাসিড ব্যাটারির কার্যক্ষমতা প্রায়শই পিছিয়ে থাকে।
ROYPOW লাইনের শিল্প ব্যাটারিগুলিতেও কোনও মেমোরি সমস্যা নেই, একটি দক্ষ ব্যাটারি ব্যবস্থাপনা ব্যবস্থার জন্য ধন্যবাদ। লিড অ্যাসিড ব্যাটারিগুলি প্রায়শই এই সমস্যায় ভোগে, যার ফলে পূর্ণ ক্ষমতায় পৌঁছাতে ব্যর্থ হতে পারে।
সময়ের সাথে সাথে, এটি সালফেশন সৃষ্টি করে, যা তাদের ইতিমধ্যেই স্বল্প আয়ু অর্ধেক করে দিতে পারে। সমস্যাটি প্রায়শই ঘটে যখন সীসা অ্যাসিড ব্যাটারি সম্পূর্ণ চার্জ ছাড়াই সংরক্ষণ করা হয়। লিথিয়াম ব্যাটারিগুলি অল্প সময়ের ব্যবধানে চার্জ করা যেতে পারে এবং কোনও সমস্যা ছাড়াই শূন্যের উপরে যেকোনো ক্ষমতায় সংরক্ষণ করা যেতে পারে।
নিরাপত্তা এবং পরিচালনা
শিল্প পরিবেশে LiFePO4 ব্যাটারির বিশাল সুবিধা রয়েছে। প্রথমত, এগুলির তাপীয় স্থিতিশীলতা দুর্দান্ত। এই ব্যাটারিগুলি কোনও ক্ষতি ছাড়াই 131°F পর্যন্ত তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে। একই তাপমাত্রায় লিড অ্যাসিড ব্যাটারিগুলি তাদের জীবনচক্রের 80% পর্যন্ত হারাতে পারে।
আরেকটি সমস্যা হলো ব্যাটারির ওজন। একই রকম ব্যাটারি ধারণক্ষমতার জন্য, সীসা অ্যাসিড ব্যাটারির ওজন উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি হয়। ফলে, প্রায়শই তাদের নির্দিষ্ট সরঞ্জাম এবং দীর্ঘ ইনস্টলেশন সময়ের প্রয়োজন হয়, যার ফলে কাজে কম কর্মী-ঘন্টা ব্যয় হতে পারে।
আরেকটি বিষয় হল কর্মীদের নিরাপত্তা। সাধারণভাবে, LiFePO4 ব্যাটারি সীসা-অ্যাসিড ব্যাটারির চেয়ে নিরাপদ। OSHA নির্দেশিকা অনুসারে, সীসা অ্যাসিড ব্যাটারিগুলিকে একটি বিশেষ ঘরে সংরক্ষণ করতে হবে যেখানে বিপজ্জনক ধোঁয়া দূর করার জন্য ডিজাইন করা সরঞ্জাম থাকবে। এটি একটি শিল্প পরিচালনায় অতিরিক্ত খরচ এবং জটিলতার পরিচয় দেয়।
উপসংহার
শিল্প পরিবেশে এবং কম গতির বৈদ্যুতিক যানবাহনের ক্ষেত্রে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির স্পষ্ট সুবিধা রয়েছে। এগুলি দীর্ঘস্থায়ী হয়, ফলস্বরূপ ব্যবহারকারীদের অর্থ সাশ্রয় হয়। এই ব্যাটারিগুলির রক্ষণাবেক্ষণও সম্পূর্ণ হয় না, যা বিশেষ করে এমন একটি শিল্প পরিবেশে গুরুত্বপূর্ণ যেখানে খরচ সাশ্রয় অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
সম্পর্কিত প্রবন্ধ:
লিথিয়াম ফসফেট ব্যাটারি কি টার্নারি লিথিয়াম ব্যাটারির চেয়ে ভালো?
ইয়ামাহা গল্ফ কার্টে কি লিথিয়াম ব্যাটারি থাকে?
ক্লাব গাড়িতে কি লিথিয়াম ব্যাটারি রাখা সম্ভব?
