लिथियम-आयन बैटरी पैक असंगत क्यों हो जाते हैं और क्या करें?

आप देख सकते हैं कि आपका लिथियम-आयन बैटरी पैक वैसा काम नहीं कर रहा जैसा आपने सोचा था। यहां तक ​​कि नए पैक में भी छोटी समस्याएं हो सकती हैं जो समय के साथ बड़ी हो जाती हैं। जब बैटरी में सेल समान कार्य नहीं करते हैं, तो आपका उपकरण अचानक बंद हो सकता है या लंबे समय तक नहीं चल सकता है। यदि चार्ज करते समय या बैटरी का उपयोग करते समय ऊर्जा समान रूप से प्रवाहित नहीं होती है, तो यह बहुत अधिक या बहुत कम चार्ज हो सकती है। इससे आपका उपकरण कम बिजली धारण कर सकता है और लंबे समय तक नहीं चल सकता है।

चाबी छीनना

• लिथियम-आयन बैटरी पैक अलग तरह से कार्य कर सकते हैं। ऐसा उनके बनने के तरीके, उनकी उम्र और पर्यावरण के कारण होता है। ऐसा क्यों होता है यह जानने से आपको अपनी बैटरी को अच्छी तरह से काम करने में मदद मिलती है।

• अपनी बैटरी के वोल्टेज, क्षमता और आंतरिक प्रतिरोध की अक्सर जाँच करें। इससे आपको समस्याओं का शीघ्र पता लगाने में मदद मिलती है. ऐसा करने से बाद में होने वाली बड़ी समस्याओं को रोका जा सकता है।

• बैटरियों को ठंडी, सूखी जगह पर 40-50% चार्ज पर रखें। इससे उम्र बढ़ने की गति धीमी हो जाती है और वे अच्छे से काम करते रहते हैं। इन्हें लंबे समय तक गर्म स्थान पर या पूरी तरह चार्ज करके न रखें।

• कोशिकाओं पर नजर रखने और उन्हें संतुलित करने के लिए बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) का उपयोग करें। यह उपकरण कोशिकाओं को समान रूप से चार्ज करने में मदद करता है। यह आपके बैटरी पैक को लंबे समय तक चलने वाला भी बना सकता है।

• यदि आपके बैटरी पैक में एक सेल काम करना बंद कर दे, तो उसे मिलते-जुलते सेल से बदल दें। गलत सेल का उपयोग अधिक समस्याएँ और सुरक्षा खतरे पैदा कर सकता है।

लिथियम-आयन बैटरी पैक में असंगति के मुख्य कारण

विनिर्माण अंतर

कभी-कभी, एक ही फ़ैक्टरी से भी, बैटरी सेल एक समान काम नहीं करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि बैटरी सेल बनाते समय छोटे-छोटे बदलाव होते रहते हैं। ये छोटे परिवर्तन प्रत्येक कोशिका को अलग ढंग से कार्य करने पर मजबूर करते हैं। कुछ सेल दूसरों की तुलना में तेजी से चार्ज होते हैं, अधिक ऊर्जा रखते हैं, या जल्दी बिजली खो देते हैं।

यहां एक तालिका है जो कुछ सामान्य विनिर्माण अंतर दिखाती है और वे बैटरी पैक को कैसे प्रभावित करते हैं:

रम्पफ एट अल. पाया गया कि कोशिकाओं के निर्माण के तरीके में छोटे-छोटे बदलाव भी उनके काम करने के तरीके में बड़ा अंतर पैदा कर सकते हैं। वे एक हजार से अधिक लिथियम-आयन कोशिकाओं का परीक्षण किया गया और देखा गया कि क्षमता और प्रतिबाधा 0.72% तक बदल सकती है। यदि आप समान क्षमता और प्रतिरोध वाली कोशिकाओं से मेल नहीं खाते हैं, तो आपको ओवरचार्ज या ओवरडिस्चार्ज की समस्याएँ दिखाई दे सकती हैं। इससे आपका बैटरी पैक लंबे समय तक नहीं चल सकता है और कम सुरक्षित हो सकता है।

इलेक्ट्रोड के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियां, जैसे निकल, कोबाल्ट और मैंगनीज, यह भी बदलती हैं कि कोई सेल कितनी अच्छी तरह ऊर्जा संग्रहीत कर सकता है और दे सकता है। ये परिवर्तन कुछ कोशिकाओं को कमज़ोर बना सकते हैं, जिससे कोशिका असंगति पैदा होती है।

कोशिका का बुढ़ापा और क्षरण

जब आप अपनी लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करते हैं, तो यह पुरानी हो जाती है। ऐसा तब भी होता है जब आप बैटरी का ज्यादा इस्तेमाल नहीं करते। समय के साथ, बैटरी पैक में प्रत्येक सेल अपने तरीके से बदलता है। इससे बैटरी अलग तरह से काम करती है।

• एसईआई (सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट इंटरफ़ेज़) परत पहले चार्ज के दौरान एनोड पर बनती है और जैसे-जैसे आप बैटरी का उपयोग करते हैं, बढ़ती रहती है।

• जैसे-जैसे एसईआई बढ़ता है, यह लिथियम आयनों को फँसा लेता है। इसका मतलब है कि इलेक्ट्रोड के बीच जाने के लिए कम आयन बचे हैं, इसलिए बैटरी कम चार्ज रखती है।

• यहां तक ​​कि जब आप बैटरी का उपयोग नहीं करते हैं, तब भी अंदर होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण यह पुरानी हो जाती है। इसे कैलेंडर एजिंग कहा जाता है।

• एसईआई परत उच्च तापमान पर तेजी से मोटी हो जाती है। मोटा एसईआई लिथियम आयनों के लिए चलना कठिन बना देता है, जिससे क्षमता कम हो जाती है और आंतरिक प्रतिरोध बढ़ जाता है।

यहां एक तालिका है जो दिखाती है कि उम्र बढ़ने का बैटरी कोशिकाओं पर क्या प्रभाव पड़ता है:

यदि कुछ कोशिकाएँ दूसरों की तुलना में तेजी से पुरानी हो जाती हैं, तो आपको कोशिका असंगति मिलती है। यह पूरे बैटरी पैक को कमज़ोर और विश्वसनीय नहीं बनाता है।

पर्यावरण और उपयोग कारक

आप अपनी बैटरी का उपयोग और भंडारण कैसे करते हैं इससे यह भी बदल जाता है कि यह कितनी अच्छी तरह काम करती है। यदि आप अपनी बैटरी को गर्म स्थान पर रखते हैं, तो सेल तेजी से पुराने हो जाएंगे। यदि आप बैटरी को बहुत तेज़ी से चार्ज करते हैं या उपयोग करते हैं, तो कुछ सेल दूसरों की तुलना में अधिक तनावग्रस्त हो सकते हैं।

• उच्च तापमान बैटरी के अंदर रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज़ करता है, जो कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है।

• तेजी से चार्ज करने या डिस्चार्ज करने से कुछ कोशिकाएं अधिक गर्म हो सकती हैं, जिससे असमान घिसाव हो सकता है।

• यदि आप अपनी बैटरी को लंबे समय तक फुल चार्ज पर रखते हैं, तो इसकी क्षमता तेजी से कम हो सकती है।

• खराब कनेक्शन या क्षतिग्रस्त तारों के कारण असमान धारा प्रवाह, कुछ कोशिकाओं को दूसरों की तुलना में अधिक मेहनत करने पर मजबूर कर सकता है।

कई चीज़ें लिथियम-आयन बैटरी पैक को असंगत बना सकती हैं। विनिर्माण में अंतर, सेल की उम्र बढ़ना, और आप अपनी बैटरी का उपयोग और भंडारण कैसे करते हैं, यह सब मायने रखता है। जब ये चीजें बढ़ती हैं, तो आपकी बैटरी उतने लंबे समय तक नहीं चल सकती है या उतनी अच्छी तरह से काम नहीं कर सकती जितनी आप चाहते हैं।

बैटरी पैक में असंगति के प्रकार और प्रभाव

जब आप लिथियम-आयन बैटरी पैक का उपयोग करते हैं, तो आप देख सकते हैं कि सभी सेल समान रूप से कार्य नहीं करते हैं। इन भिन्नताओं को विसंगतियाँ कहा जाता है। वे अलग-अलग तरीकों से दिख सकते हैं. प्रत्येक प्रकार की असंगति यह बदल सकती है कि बैटरी कितनी अच्छी तरह काम करती है, कितने समय तक चलती है और कितनी सुरक्षित है।

वोल्टेज भिन्नता

वोल्टेज भिन्नता तब होती है जब आपके बैटरी पैक में प्रत्येक सेल में एक अलग वोल्टेज होता है। आप प्रत्येक सेल के वोल्टेज को मापकर इसकी जांच कर सकते हैं। आपको छोटे या बड़े अंतर मिल सकते हैं. ये अंतर इस बात से आ सकते हैं कि सेल कैसे बनाए गए, वे कितने पुराने हैं, या आप बैटरी का उपयोग कैसे करते हैं।

यहां एक तालिका है जो विभिन्न सेल प्रकारों के लिए सामान्य वोल्टेज दिखाती है:

जब आप सेलों को एक लाइन में जोड़ते हैं, तो वोल्टेज एक साथ जुड़ जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक पंक्ति में चार 3.6V ली-आयन सेल आपको 14.4V देते हैं। यदि एक सेल में कम वोल्टेज है, तो यह पूरे पैक को रोक सकता है। इसका मतलब है कि आपका उपकरण जल्दी बंद हो सकता है या पूरी तरह चार्ज नहीं हो सकता है।

वोल्टेज भिन्नता के कारण कुछ कोशिकाएं दूसरों से पहले अपनी वोल्टेज सीमा तक पहुंच सकती हैं। इससे ओवरचार्जिंग या ओवर-डिस्चार्जिंग हो सकती है। इससे कोशिकाओं को नुकसान पहुंच सकता है और बैटरी खराब हो सकती है।

क्षमता असंतुलन

क्षमता असंतुलन का मतलब है कि कुछ कोशिकाएं दूसरों की तुलना में अधिक ऊर्जा धारण कर सकती हैं। आप आवेश की स्थिति और प्रत्येक सेल की वास्तविक क्षमता को देखकर इसकी जांच कर सकते हैं। यहां तक ​​कि एक छोटा सा अंतर भी, जैसे कि चार्ज असंतुलन की 10% स्थिति , बैटरी को अपनी शक्ति का 20% तक खो सकती है। यदि क्षमता में अंतर 5% से अधिक है, तो बैटरी पैक लंबे समय तक नहीं चल सकता है, कभी-कभी 30% या उससे भी अधिक।

• आप देख सकते हैं कि कुछ कोशिकाएँ दूसरों की तुलना में तेजी से भरती या खाली होती हैं।

• कमज़ोर कोशिकाएँ जल्दी बूढ़ी हो जाती हैं क्योंकि वे अधिक तनावग्रस्त हो जाती हैं।

• पूरा बैटरी पैक ऊर्जा खो देता है और लंबे समय तक नहीं चलता है।

क्षमता असंगति कुछ कोशिकाओं को अधिक मेहनत करने पर मजबूर कर देती है। इससे वे तेजी से खराब हो जाते हैं और बैटरी पैक का जीवन छोटा हो जाता है।

आंतरिक प्रतिरोध अंतर

आंतरिक प्रतिरोध यह है कि कोई सेल बिजली को कितना धीमा कर देता है। जब कोशिकाओं का प्रतिरोध अलग-अलग होता है, तो आपको प्रतिरोध असंगतता मिलती है। बैटरी चार्ज करने या उपयोग करने पर उच्च प्रतिरोध वाले सेल अधिक गर्म हो जाते हैं। यह अतिरिक्त गर्मी कोशिकाओं को तेजी से बूढ़ा कर सकती है और अधिक तेजी से ऊर्जा खो सकती है।

जब प्रतिरोध असंगतता होती है, तो कुछ कोशिकाएं तेजी से ऊर्जा खो देती हैं। बैटरी पैक कम विश्वसनीय हो जाता है.

प्रदर्शन और सुरक्षा पर प्रभाव

आपके बैटरी पैक में असंगति उसके काम करने की अवधि से भी अधिक परिवर्तन लाती है। यह बैटरी को कम सुरक्षित भी बना सकता है। यहां कुछ मुख्य प्रभाव दिए गए हैं:

• कम बैटरी प्रदर्शन: पैक उतनी शक्ति या ऊर्जा नहीं दे सकता जितनी उसे देनी चाहिए।

• कम जीवन: कोशिकाएं अलग-अलग गति से पुरानी होती हैं, इसलिए सबसे कमजोर कोशिका पूरे समूह को सीमित कर देती है।

• विफलता का अधिक जोखिम: उच्च प्रतिरोध या कम क्षमता वाली कोशिकाएं बहुत अधिक गर्म हो सकती हैं, जो खतरनाक हो सकती है।

• थर्मल रनवे की अधिक संभावना: यदि एक कोशिका विफल हो जाती है, तो यह गर्म हो सकती है और अन्य कोशिकाओं को भी विफल कर सकती है। इससे आग या विस्फोट हो सकता है.

असंगत बैटरी पैक से कुछ सेल अत्यधिक गर्म हो सकते हैं, गैस निकल सकती है, या आग भी लग सकती है। एक कोशिका से तेज़ गर्मी दूसरों में फैल सकती है और हालात बदतर बना सकती है।

आप वोल्टेज, क्षमता और प्रतिरोध को मापकर इन विसंगतियों की जांच और नियंत्रण कर सकते हैं। पैक बनाते समय और बैटरी प्रबंधन प्रणाली का उपयोग करते समय कोशिकाओं का मिलान करने से आपकी बैटरी को सुरक्षित रखने और अच्छी तरह से काम करने में मदद मिल सकती है।

लिथियम-आयन बैटरी पैक में असंगतता को रोकना

सामग्री और सेल चयन

आप सही सामग्री और सेल चुनकर कई समस्याओं को रोक सकते हैं। जब आप कोशिकाएं चुनते हैं, तो भिन्न आंतरिक प्रतिरोध, क्षमता या स्वास्थ्य वाली कोशिकाओं को न मिलाएं। यह बैटरी चार्ज करते समय या उपयोग करते समय समस्याओं को रोकने में मदद करता है। हमेशा सामग्रियों के एक ही बैच से बनी कोशिकाओं का उपयोग करें। कण आकार, सतह क्षेत्र और अशुद्धता स्तर जैसी चीज़ों पर नज़र रखें। ये कदम आपकी बैटरी को अच्छी तरह से काम करने और स्थिर रहने में मदद करते हैं।

• करीबी आंतरिक प्रतिरोध और क्षमता वाले सेल चुनें।

• सभी कोशिकाओं के लिए एक ही बैच की सामग्री का उपयोग करें।

• कच्चे माल की गुणवत्ता की जाँच करें.

विनिर्माण में गुणवत्ता नियंत्रण

अच्छे बैटरी पैक बनाने के लिए गुणवत्ता नियंत्रण बहुत महत्वपूर्ण है । बैटरी बनाते समय आपको प्रत्येक चरण की जाँच करनी होगी। समान तरीके से कार्य करने वाली कोशिकाओं को समूहित करने के लिए छँटाई का उपयोग करें। प्रक्रिया को वास्तविक समय में देखें और समस्याओं का शीघ्र पता लगाने और बैटरी को सुरक्षित रखने के लिए गर्मी को नियंत्रित करें।

• वोल्टेज, प्रतिरोध और क्षमता के लिए प्रत्येक सेल का परीक्षण करें।

• ऐसे छँटाई उपकरण का उपयोग करें जो बहुत सटीक हों।

• उत्पादन के दौरान तापमान पर नजर रखें।

उचित संयोजन और मिलान

अच्छी असेंबली और मिलान आपके बैटरी पैक को लंबे समय तक चलने में मदद करता है। आपको कोशिकाओं को क्रमबद्ध करना चाहिए ताकि वे समान रूप से कार्य करें। नीचे दी गई तालिका ऐसा करने के दो मुख्य तरीके दिखाती है:

आप उपयोग के दौरान पैक को एकसमान रखने के लिए संतुलन का भी उपयोग कर सकते हैं।

भंडारण और रख-रखाव अभ्यास

अच्छा भंडारण और प्रबंधन आपकी बैटरी को सुरक्षित और मजबूत रखता है। बैटरियों को 40-50% चार्ज पर ठंडी, सूखी जगह पर रखें। उन्हें ज़्यादा गर्म न होने दें और बार-बार उनकी जांच करते रहें। बैटरियों को पूरी तरह भरकर या गर्मी में रखने से उनकी बिजली तेजी से खत्म हो सकती है और वे काम भी नहीं कर सकतीं।

• 40-50% चार्ज पर स्टोर करें।

• ठंडे और सूखे स्थान पर रखें।

• गर्मी से दूर रहें और बैटरियों को बार-बार जांचें।

युक्ति: सावधानीपूर्वक भंडारण और संचालन से वोल्टेज, प्रतिरोध और क्षमता को लंबे समय तक स्थिर रखने में मदद मिलती है।

बैटरी पैक में विसंगति को ठीक करना

संतुलन के तरीके

आप संतुलन बनाकर अपने लिथियम-आयन बैटरी पैक की समस्याओं को ठीक कर सकते हैं। संतुलन यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक सेल में समान वोल्टेज और चार्ज हो। कोशिकाओं को संतुलित करने के दो मुख्य तरीके हैं:

निष्क्रिय संतुलन आसान और सस्ता है। लेकिन यह ऊष्मा के रूप में ऊर्जा बर्बाद करता है। सक्रिय संतुलन तेजी से काम करता है और अधिक ऊर्जा बचाता है। इसका उपयोग करना कठिन है और पैसे भी अधिक खर्च होते हैं। वह तरीका चुनें जो आपकी ज़रूरत और आप कितना खर्च करना चाहते हैं, से मेल खाता हो।

नियमित परीक्षण एवं रखरखाव

आप अपने बैटरी पैक को बार-बार जांच कर उन्हें अच्छी तरह से काम करते रख सकते हैं। नियमित परीक्षण से आपको समस्याओं का शीघ्र पता लगाने में मदद मिलती है और आपकी बैटरी मजबूत रहती है।

1. हर महीने, अपनी बैटरी में गंदगी, ढीले तार या क्षति की जाँच करें।

2. हर तीन महीने में देखें कि आपका सिस्टम कैसे काम करता है। शक्ति में किसी भी गिरावट की तलाश करें।

3. साल में एक बार गहराई से जांच करें. हर चीज़ का परीक्षण करें और किसी भी समस्या का समाधान करें।

युक्ति: अपनी बैटरी की जांच करने से आपको अक्सर समस्याओं के खराब होने से पहले उनका पता लगाने में मदद मिलती है।

सेल प्रतिस्थापन

कभी-कभी, आपके बैटरी पैक में एक सेल कमजोर हो जाता है या काम करना बंद कर देता है। आप अपनी बैटरी को बेहतर ढंग से चलाने और सुरक्षित रहने के लिए खराब सेल को बदल सकते हैं। हमेशा एक नए सेल का उपयोग करें जो अन्य के समान प्रकार, आकार और गुणवत्ता वाला हो। इससे बैटरी संतुलित रहती है और अच्छी तरह काम करती है। यदि आप गलत सेल का उपयोग करते हैं, तो आपको नई समस्याएं आ सकती हैं और आपकी बैटरी लंबे समय तक नहीं चलेगी।

बैटरी प्रबंधन प्रणाली

एक बैटरी प्रबंधन प्रणाली आपकी बैटरी पर नज़र रखने और उसकी सुरक्षा करने में आपकी सहायता करती है। यह हर समय वोल्टेज, करंट और तापमान की जाँच करता है। कुछ सिस्टम समस्याओं का तेजी से पता लगाने के लिए मशीन लर्निंग जैसे स्मार्ट टूल का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, डीप एंबेडेड क्लस्टरिंग वोल्टेज परिवर्तनों को देखकर कमजोर कोशिकाओं का पता लगा सकती है। अन्य प्रणालियाँ वास्तविक समय पर अलर्ट देती हैं और बहुत अधिक गर्म होने पर बैटरी के कुछ हिस्सों को बंद कर सकती हैं।

एक अच्छा बैटरी प्रबंधन सिस्टम आपकी बैटरी को सुरक्षित रखता है। यह आपकी बैटरी को बेहतर ढंग से काम करने और लंबे समय तक चलने में मदद करता है।

निष्कर्ष

आप अपना रख सकते हैं लिथियम-आयन बैटरी पैक अच्छी तरह से काम करता है। यदि आप जानते हैं कि समस्याओं का कारण क्या है तो कुछ सामान्य समस्याएँ तब होती हैं जब कोशिकाओं में अलग-अलग वोल्टेज, आंतरिक प्रतिरोध या चार्जिंग आदतें होती हैं। अच्छी आदतें इन समस्याओं को रोकने में मदद कर सकती हैं:

• बैटरियों को 50°F और 80°F के बीच के स्थान पर संग्रहित करें।

• चार्ज को 20% से 80% के बीच रखें।

• अच्छे चार्जर का उपयोग करें और वोल्टेज को अक्सर जांचते रहें।

अपनी बैटरी अक्सर जांचें। यदि आपको कोई समस्या दिखे तो किसी विशेषज्ञ से मदद मांगें।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मेरा नया लिथियम-आयन बैटरी पैक अलग तरह से कैसे कार्य करता है?

नए पैक में भी समस्या हो सकती है. बैटरी बनाते, भंडारण करते या संभालते समय छोटे-छोटे बदलाव कोशिकाओं को अलग-अलग गति से पुराना बना सकते हैं। इससे वोल्टेज, क्षमता या प्रतिरोध में अंतर होता है।

मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरा बैटरी पैक बराबर नहीं है?

आप प्रत्येक सेल के वोल्टेज की जांच के लिए वोल्टमीटर का उपयोग कर सकते हैं। यदि एक सेल दूसरे से 0.05V से अधिक भिन्न है, तो आपके पैक में असंगतता हो सकती है।

क्या मैं उस बैटरी पैक को ठीक कर सकता हूँ जो घर पर भी नहीं है?

आप स्मार्ट चार्जर या बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) से कोशिकाओं को संतुलित करने का प्रयास कर सकते हैं। यदि आपके पास ये उपकरण नहीं हैं, तो किसी विशेषज्ञ से मदद मांगें। जब तक आप प्रशिक्षित न हों, बैटरी पैक कभी न खोलें।

मैं अपने बैटरी पैक को असमान होने से कैसे रोक सकता हूँ?

• अपनी बैटरी को ठंडी, सूखी जगह पर रखें।

• यदि आप इसे लंबे समय तक उपयोग नहीं करेंगे तो इसे लगभग आधा चार्ज करें।

• ऐसे चार्जर का उपयोग करें जो आपकी बैटरी के लिए बना हो।