LiFePO4 (लिथियम-आयन) बैटरी से खुशी कैसे पाएं

लिथियम आयन बैटरी का मूल्य निर्धारण धीरे-धीरे अश्लील रूप से महंगे से मामूली रूप से अप्रभावी में बदल रहा है, और हम BSLBATT में इस प्रकार की बैटरी की बिक्री में लगातार वृद्धि देख रहे हैं।अधिकांश उपयोगकर्ता उन्हें आरवी, पांचवें पहियों, कैंपर और इसी तरह के वाहनों में काम करने लगते हैं, जबकि कुछ वास्तविक स्थिर ऑफ-ग्रिड सिस्टम में जा रहे हैं।

यह लेख लिथियम-आयन बैटरी की एक विशिष्ट श्रेणी के बारे में बात करेगा;लिथियम-आयरन-फॉस्फेट या LiFePO4 अपने रासायनिक सूत्र में, LFP बैटरी के रूप में भी संक्षिप्त है।ये आपके सेल फोन और लैपटॉप में मौजूद चीज़ों से थोड़े अलग हैं, ये (ज्यादातर) लिथियम-कोबाल्ट बैटरी हैं।एलएफपी का लाभ यह है कि यह अधिक स्थिर है, और आत्म-दहन की संभावना नहीं है।इसका मतलब यह नहीं है कि क्षति के मामले में बैटरी जल नहीं सकती है: चार्ज बैटरी में बहुत सारी ऊर्जा संग्रहीत होती है और अनियोजित डिस्चार्ज के मामले में परिणाम बहुत जल्दी बहुत दिलचस्प हो सकते हैं!LFP भी लिथियम-कोबाल्ट की तुलना में अधिक समय तक रहता है, और अधिक तापमान-स्थिर है।सभी विभिन्न लिथियम बैटरी प्रौद्योगिकियों में से यह एलएफपी को गहरे-चक्र अनुप्रयोगों के लिए सबसे उपयुक्त बनाता है!

हम मान लेंगे कि बैटरी में एक BMS या बैटरी प्रबंधन प्रणाली है, जैसा कि लगभग सभी LFP बैटरी हैं जो 12/24/48 वोल्ट पैक के रूप में बेची जाती हैं।BMS बैटरी की सुरक्षा का ध्यान रखता है;यह बैटरी के डिस्चार्ज होने पर डिस्कनेक्ट कर देता है, या ओवर-चार्ज होने का खतरा होता है।बीएमएस चार्ज और डिस्चार्ज धाराओं को सीमित करने का भी ख्याल रखता है, सेल तापमान पर नज़र रखता है (और यदि आवश्यक हो तो चार्ज/डिस्चार्ज कम करता है), और प्रत्येक बार एक पूर्ण चार्ज होने पर कोशिकाओं को संतुलित करेगा (सभी कोशिकाओं को अंदर लाने के रूप में संतुलन के बारे में सोचें) बैटरी पैक उसी चार्ज की स्थिति में, लेड-एसिड बैटरी के बराबर करने के समान)।जब तक आप किनारे पर रहना पसंद नहीं करते, बीएमएस के बिना बैटरी न खरीदें!

बड़ी संख्या में वेब लेख, ब्लॉग पेज, वैज्ञानिक प्रकाशन और एलएफपी निर्माताओं के साथ चर्चा को पढ़ने से प्राप्त ज्ञान नीचे दिया गया है।सावधान रहें कि आप क्या मानते हैं, वहाँ बहुत गलत सूचनाएँ हैं!जबकि हम यहां जो लिखते हैं उसका मतलब एलएफपी बैटरी के लिए अंतिम गाइड के रूप में नहीं है, हमारी आशा है कि यह लेख गोजातीय मलमूत्र में कटौती करता है और आपकी लिथियम-आयन बैटरी से अधिकतम लाभ उठाने के लिए ठोस दिशा-निर्देश देता है।

लिथियम-आयन क्यों?

हमने अपने लेड-एसिड बैटरी लेख में समझाया कि कैसे उस रसायन की एच्लीस एड़ी आंशिक चार्ज पर बहुत लंबे समय तक बैठी रहती है।एक महंगे लेड-एसिड बैटरी बैंक को केवल महीनों में आंशिक चार्ज पर बैठने देना बहुत आसान है।एलएफपी के लिए यह बहुत अलग है!आप लिथियम-आयन बैटरी को आंशिक चार्ज पर बिना नुकसान के हमेशा के लिए बैठने दे सकते हैं।वास्तव में, एलएफपी पूरी तरह से पूर्ण या खाली होने के बजाय आंशिक चार्ज पर बैठना पसंद करता है, और लंबी अवधि के लिए, बैटरी को चक्रित करना या इसे आंशिक चार्ज पर बैठने देना बेहतर होता है।

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लिथियम-आयन बैटरी लगभग बैटरी की पवित्र कब्र हैं: सही चार्ज मापदंडों के साथ, आप लगभग भूल सकते हैं कि एक बैटरी है।कोई रखरखाव नहीं है।BMS इसका ख्याल रखेगा, और आप खुशी-खुशी साइकिल चला सकते हैं!

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एलएफपी बैटरी भी बहुत लंबे समय तक चल सकती हैं।हमारी बीएसएलबीएटीटी एलएफपी बैटरी पूर्ण 100% चार्ज/डिस्चार्ज चक्र पर 3000 चक्रों पर रेट किया गया है।यदि आप हर दिन ऐसा करते हैं तो यह 8 साल से अधिक साइकिल चलाने के लिए बनाता है!100% से कम चक्रों में उपयोग किए जाने पर वे और भी लंबे समय तक चलते हैं, वास्तव में सादगी के लिए आप एक रैखिक संबंध का उपयोग कर सकते हैं: 50% निर्वहन चक्र का मतलब दो बार चक्र, 33% निर्वहन चक्र और आप तीन बार चक्रों की यथोचित अपेक्षा कर सकते हैं।

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एक LiFePO4 बैटरी का वजन भी समान क्षमता वाली लीड-एसिड बैटरी के 1/2 से कम होता है।यह बड़े चार्ज करंट को संभाल सकता है (Ah रेटिंग का 100% कोई समस्या नहीं है, कोशिश करें कि लीड-एसिड के साथ!), तेजी से चार्ज करने की अनुमति देता है, इसे सील कर दिया जाता है ताकि कोई धूआं न हो, और इसकी बहुत कम स्व-निर्वहन दर हो ( 3% एक महीने या उससे कम)।

LFP के लिए बैटरी बैंक का आकार

हमने इस पर ऊपर संकेत दिया है: लिथियम-आयन बैटरी में 100% प्रयोग करने योग्य क्षमता होती है, जबकि लेड-एसिड वास्तव में 80% पर समाप्त होता है।इसका मतलब है कि आप एक एलएफपी बैटरी बैंक को लीड-एसिड बैंक से छोटा आकार दे सकते हैं, और अभी भी यह कार्यात्मक रूप से समान है।संख्याएँ बताती हैं कि LFP लेड-एसिड के Amp-hour आकार का 80% हो सकता है।हालांकि इसमें और भी बहुत कुछ है।

दीर्घायु के लिए लेड-एसिड बैटरी बैंकों का आकार नहीं होना चाहिए जहां वे नियमित रूप से 50% एसओसी से कम निर्वहन देखते हैं।एलएफपी के साथ कोई समस्या नहीं है!LFP के लिए राउंड-ट्रिप ऊर्जा दक्षता लेड-एसिड की तुलना में काफी बेहतर है, जिसका अर्थ है कि एक निश्चित स्तर के निर्वहन के बाद टैंक को भरने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।इसके परिणामस्वरूप तेजी से 100% रिकवरी होती है, जबकि हमारे पास पहले से ही एक छोटा बैटरी बैंक था, जो इस प्रभाव को और भी मजबूत करता है।

लब्बोलुआब यह है कि हम लिथियम-आयन बैटरी बैंक को समतुल्य लीड-एसिड बैंक के आकार के 75% पर आकार देने में सहज होंगे, और समान (या बेहतर!) प्रदर्शन की अपेक्षा करेंगे।उन अंधेरे सर्दियों के दिनों में भी शामिल है जब सूरज की आपूर्ति कम होती है।

लेकिन एक मिनट रुकिए!

क्या लिथियम-आयन वास्तव में हमारी सभी बैटरी समस्याओं का समाधान है?खैर, बिल्कुल नहीं...

LFP बैटरियों की भी अपनी सीमाएँ हैं।एक बड़ा तापमान है: आप लिथियम-आयन बैटरी को फ्रीज़िंग से नीचे या शून्य सेंटीग्रेड पर चार्ज नहीं कर सकते।लेड-एसिड इसकी परवाह कम नहीं कर सकता था।आप अभी भी बैटरी डिस्चार्ज कर सकते हैं (अस्थायी क्षमता हानि पर), लेकिन चार्जिंग नहीं होने वाली है।BMS को आकस्मिक क्षति से बचने के लिए हिमांक तापमान पर चार्जिंग को ब्लॉक करने का ध्यान रखना चाहिए।

उच्च अंत में तापमान भी एक मुद्दा है।बैटरियों के पुराने होने का सबसे बड़ा एकल कारण उपयोग या उच्च तापमान पर भंडारण भी है।लगभग 30 सेंटीग्रेड तक कोई समस्या नहीं है।यहां तक ​​कि 45 सेंटीग्रेड पर भी बहुत अधिक जुर्माना नहीं लगता है।कुछ भी उच्च वास्तव में उम्र बढ़ने और अंततः बैटरी के अंत को तेज करता है।इसमें बैटरी को स्टोर करना शामिल है जब इसे साइकिल नहीं किया जा रहा हो।हम इस बारे में बाद में और अधिक विस्तार से बात करेंगे जब चर्चा होगी कि एलएफपी बैटरी कैसे विफल होती हैं।

संभावित रूप से उच्च वोल्टेज प्रदान करने वाले चार्जिंग स्रोतों का उपयोग करते समय एक गुप्त समस्या उत्पन्न हो सकती है: जब बैटरी भर जाती है तो वोल्टेज तब तक बढ़ जाएगा जब तक चार्जिंग स्रोत चार्ज करना बंद नहीं कर देता।यदि यह पर्याप्त रूप से बढ़ता है तो BMS बैटरी की सुरक्षा करेगा और इसे डिस्कनेक्ट कर देगा, जिससे चार्जिंग स्रोत और भी अधिक बढ़ जाएगा!यह (खराब) कार अल्टरनेटर वोल्टेज रेगुलेटर के साथ एक समस्या हो सकती है, जिसे हमेशा लोड देखने की आवश्यकता होती है या वोल्टेज बढ़ जाएगा और डायोड अपना जादुई धुआं छोड़ देंगे।यह छोटी पवन टर्बाइनों के साथ भी एक समस्या हो सकती है जो उन्हें नियंत्रण में रखने के लिए बैटरी पर निर्भर करती हैं।बैटरी गायब होने पर वे भाग सकते हैं।

फिर वह खड़ी, खड़ी, शुरुआती खरीद कीमत है!

लेकिन हम शर्त लगाते हैं कि आप अभी भी एक चाहते हैं!…

LiFePO4 बैटरी कैसे काम करती है?

लिथियम-आयन बैटरी को एक प्रकार की 'रॉकिंग-चेयर' बैटरी के रूप में संदर्भित किया जाता है: वे आयनों को स्थानांतरित करते हैं, इस मामले में, लिथियम आयन, डिस्चार्ज करते समय नकारात्मक से सकारात्मक इलेक्ट्रोड तक, और चार्ज करते समय फिर से वापस आ जाते हैं।दायीं ओर का चित्र दिखाता है कि अंदर क्या चल रहा है।छोटी लाल गेंदें लिथियम आयन हैं, जो नकारात्मक और सकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच आगे और पीछे चलती हैं। बाईं ओर सकारात्मक इलेक्ट्रोड है, जो लिथियम-आयरन-फॉस्फेट (LiFePO4) से निर्मित है।इससे इस प्रकार की बैटरी के नाम की व्याख्या करने में मदद मिलेगी!लोहा और फॉस्फेट आयन एक ग्रिड बनाते हैं जो लिथियम आयनों को शिथिल रूप से फँसाता है।जब सेल चार्ज हो रहा होता है, तो वे लिथियम आयन बीच में झिल्ली के माध्यम से दाहिनी ओर नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ओर खींचे जाते हैं।झिल्ली एक प्रकार के बहुलक (प्लास्टिक) से बनी होती है, जिसमें बहुत सारे छोटे छोटे छिद्र होते हैं, जिससे लिथियम आयनों को गुजरना आसान हो जाता है।नकारात्मक पक्ष पर, हमें कार्बन परमाणुओं से बनी एक जाली मिलती है, जो उन लिथियम आयनों को फंसा सकती है और पकड़ सकती है जो पार हो जाते हैं।

बैटरी को डिस्चार्ज करने का काम उल्टा होता है: जैसे ही इलेक्ट्रॉन नकारात्मक इलेक्ट्रोड के माध्यम से प्रवाहित होते हैं, लिथियम आयन एक बार फिर झिल्ली के माध्यम से, लोहे-फॉस्फेट जाली में वापस चले जाते हैं।जब तक बैटरी फिर से चार्ज नहीं हो जाती, तब तक वे एक बार फिर से सकारात्मक पक्ष पर जमा हो जाते हैं।

यदि आप वास्तव में ध्यान दे रहे हैं तो अब आप समझ गए हैं कि दाईं ओर की बैटरी ड्राइंग एक LFP बैटरी दिखाती है जो लगभग पूरी तरह से डिस्चार्ज हो चुकी है।लगभग सभी लिथियम आयन सकारात्मक इलेक्ट्रोड की तरफ होते हैं।एक पूरी तरह से चार्ज बैटरी में वे लिथियम आयन होंगे जो नकारात्मक इलेक्ट्रोड के कार्बन के अंदर जमा होंगे।

वास्तविक दुनिया में, लिथियम-आयन सेल अल्टरनेटिंग एल्युमिनियम - पॉलीमर - कॉपर फ़ॉइल की बहुत पतली परतों से बने होते हैं, जिन पर रसायन चिपकाए जाते हैं।अक्सर उन्हें जेली-रोल की तरह लपेटा जाता है, और एक स्टील कनस्तर में डाल दिया जाता है, बहुत हद तक AA बैटरी की तरह।आप जो 12 वोल्ट लिथियम-आयन बैटरी खरीदते हैं, उनमें से कई सेल से बनी होती हैं, जो वोल्टेज और एम्प-घंटे की क्षमता बढ़ाने के लिए श्रृंखला और समानांतर में जुड़ी होती हैं।प्रत्येक सेल लगभग 3.3 वोल्ट है, इसलिए श्रृंखला में उनमें से 4 13.2 वोल्ट बनाते हैं।12 वोल्ट की लीड-एसिड बैटरी को बदलने के लिए यह सही वोल्टेज है!

LFP बैटरी चार्ज करना

अधिकांश नियमित सौर चार्ज नियंत्रकों को लिथियम-आयन बैटरी चार्ज करने में कोई परेशानी नहीं होती है।आवश्यक वोल्टेज एजीएम बैटरी (सीलबंद लीड-एसिड बैटरी का एक प्रकार) के लिए उपयोग किए जाने वाले समान हैं।बीएमएस भी मदद करता है, यह सुनिश्चित करने में कि बैटरी सेल सही वोल्टेज देखें, ओवरचार्ज न हों, या अत्यधिक डिस्चार्ज न हों, यह कोशिकाओं को संतुलित करता है और यह सुनिश्चित करता है कि चार्ज होने के दौरान सेल का तापमान कारण के भीतर हो।

नीचे दिया गया ग्राफ़ LiFePO4 बैटरी के चार्ज होने की एक विशिष्ट प्रोफ़ाइल दिखाता है।पढ़ने में आसान बनाने के लिए वोल्टेज को 12 वोल्ट एलएफपी बैटरी पैक (4x सिंगल-सेल वोल्टेज) में परिवर्तित कर दिया गया है।

ग्राफ में दिखाया गया चार्ज दर 0.5C है, या आह क्षमता का आधा है, दूसरे शब्दों में 100Ah बैटरी के लिए यह 50 Amp की चार्ज दर होगी।चार्ज वोल्टेज (लाल रंग में) उच्च या निम्न चार्ज दरों (नीले रंग में) के लिए वास्तव में ज्यादा नहीं बदलेगा, एलएफपी बैटरी में बहुत ही फ्लैट वोल्टेज वक्र होता है।

लिथियम-आयन बैटरी को दो चरणों में चार्ज किया जाता है: सबसे पहले, करंट को स्थिर रखा जाता है, या सोलर पीवी के साथ, जिसका आम तौर पर मतलब है कि हम कोशिश करते हैं और सूरज से उपलब्ध करंट को बैटरी में भेजते हैं।इस समय के दौरान वोल्टेज धीरे-धीरे बढ़ेगा, जब तक कि यह ऊपर ग्राफ में 'अवशोषित' वोल्टेज, 14.6V तक नहीं पहुंच जाता।एक बार अवशोषित हो जाने के बाद बैटरी लगभग 90% भर जाती है, और बाकी के तरीके को भरने के लिए वोल्टेज को स्थिर रखा जाता है, जबकि करंट धीरे-धीरे बंद हो जाता है।एक बार जब करंट बैटरी की आह रेटिंग के लगभग 5% - 10% तक गिर जाता है तो यह 100% स्टेट-ऑफ-चार्ज पर होता है।

लीड-एसिड बैटरी की तुलना में लिथियम-आयन बैटरी को चार्ज करना कई मायनों में आसान होता है: जब तक चार्ज वोल्टेज आयनों को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त उच्च होता है, तब तक यह चार्ज होता है।लिथियम-आयन बैटरी परवाह नहीं करती है अगर वे पूरी तरह से 100% चार्ज नहीं हैं, वास्तव में, वे अधिक समय तक चलती हैं यदि वे नहीं हैं।कोई सल्फेटिंग नहीं है कोई समानता नहीं है, अवशोषित समय वास्तव में मायने नहीं रखता है, आप वास्तव में बैटरी को ओवरचार्ज नहीं कर सकते हैं, और बीएमएस उचित सीमाओं के भीतर चीजों को रखने का ख्याल रखता है।

तो उन आयनों को गतिमान करने के लिए कौन सा वोल्टेज पर्याप्त है?एक छोटे से प्रयोग से पता चलता है कि 13.6 वोल्ट (3.4V प्रति सेल) कट-ऑफ बिंदु है;नीचे यह बहुत कम होता है, जबकि इसके ऊपर पर्याप्त समय दिए जाने पर बैटरी कम से कम 95% फुल हो जाएगी।14.0 वोल्ट (3.5V प्रति सेल) पर बैटरी आसानी से 95+ प्रतिशत तक चार्ज होती है, कुछ घंटों में समय अवशोषित होता है और सभी उद्देश्यों और उद्देश्यों के लिए 14.0 या उच्च वोल्टेज के बीच चार्ज करने में थोड़ा अंतर होता है, चीजें 14.2 पर थोड़ी तेज होती हैं वोल्ट और ऊपर।

थोक/अवशोषित वोल्टेज

इसे सारांशित करने के लिए, 14.2 और 14.6 वोल्ट के बीच बल्क/अवशोषित सेटिंग LiFePO4 के लिए बहुत अच्छा काम करेगी!कुछ अवशोषित समय की मदद से लगभग 14.0 वोल्ट तक कम भी संभव है।थोड़ा अधिक वोल्टेज संभव है, अधिकांश बैटरी के लिए बीएमएस बैटरी को डिस्कनेक्ट करने से पहले लगभग 14.8 - 15.0 वोल्ट की अनुमति देगा।हालांकि उच्च वोल्टेज का कोई लाभ नहीं है, और बीएमएस द्वारा कटने का अधिक जोखिम, और संभवतः नुकसान।

फ्लोट वोल्टेज

एलएफपी बैटरी को तैरने की जरूरत नहीं है।चार्ज नियंत्रकों के पास यह इसलिए होता है क्योंकि लेड-एसिड बैटरियों में स्व-निर्वहन की इतनी उच्च दर होती है कि उन्हें खुश रखने के लिए अधिक चार्ज में उलझते रहना समझ में आता है।लिथियम-आयन बैटरी के लिए, यह बहुत अच्छा नहीं है अगर बैटरी लगातार उच्च स्टेट-ऑफ-चार्ज पर बैठती है, इसलिए यदि आपका चार्ज कंट्रोलर फ्लोट को अक्षम नहीं कर सकता है, तो बस इसे कम पर्याप्त वोल्टेज पर सेट करें कि कोई वास्तविक चार्जिंग नहीं होगी।13.6 वोल्ट या उससे कम का कोई भी वोल्टेज करेगा।

वोल्टेज बराबर करें

14.6 वोल्ट से अधिक के चार्ज वोल्टेज को सक्रिय रूप से हतोत्साहित करने के साथ, यह स्पष्ट होना चाहिए कि लिथियम-आयन बैटरी के साथ कोई बराबरी नहीं की जानी चाहिए!यदि इक्विलाइज को अक्षम नहीं किया जा सकता है, तो इसे 14.6V या उससे कम पर सेट करें, ताकि यह केवल एक नियमित अवशोषण चार्ज चक्र बन जाए।

अवशोषित समय

अवशोषित वोल्टेज को केवल 14.4V या 14.6V पर सेट करने के लिए बहुत कुछ कहा जा सकता है, और बैटरी के उस वोल्टेज तक पहुंचने के बाद बस चार्ज करना बंद कर दें!संक्षेप में, शून्य (या छोटा) समय को अवशोषित करता है।उस समय, आपकी बैटरी लगभग 90% भर चुकी होगी।LiFePO4 बैटरी लंबे समय तक खुश रहेंगी जब वे बहुत लंबे समय तक 100% एसओसी पर नहीं बैठती हैं, इसलिए यह अभ्यास बैटरी जीवन का विस्तार करेगा।अगर आपको अपनी बैटरी में 100% एसओसी रखना है तो अब्ज़ॉर्ब कर लेगा!आधिकारिक तौर पर यह तब होता है जब चार्ज करंट बैटरी की आह रेटिंग के 5% - 10% तक गिर जाता है, इसलिए 100Ah बैटरी के लिए 5 - 10 Amp।यदि आप करंट के आधार पर अवशोषित करना बंद नहीं कर सकते हैं, तो समय को लगभग 2 घंटे तक सेट करें और इसे एक दिन कहें।

तापमान प्रतिकरण

LiFePO4 बैटरियों को तापमान क्षतिपूर्ति की आवश्यकता नहीं है!कृपया इसे अपने चार्ज कंट्रोलर में बंद कर दें, या बहुत गर्म या ठंडा होने पर आपका चार्ज वोल्टेज बेतहाशा बंद हो जाएगा।

एक अच्छी गुणवत्ता वाले डिजिटल मल्टीमीटर के साथ वास्तव में मापा गया उनके खिलाफ अपने चार्ज कंट्रोलर वोल्टेज सेटिंग्स की जांच करना सुनिश्चित करें!लिथियम-आयन बैटरी चार्ज करते समय वोल्टेज में छोटे बदलाव का बड़ा प्रभाव हो सकता है!तदनुसार चार्ज सेटिंग बदलें!

एलएफपी बैटरी का निर्वहन

लीड-एसिड बैटरी के विपरीत, लिथियम-आयन बैटरी का वोल्टेज डिस्चार्ज के दौरान बहुत स्थिर रहता है।इससे स्टेट-ऑफ-चार्ज को अकेले वोल्टेज से विभाजित करना मुश्किल हो जाता है।मध्यम भार वाली बैटरी के लिए, डिस्चार्ज कर्व निम्नानुसार दिखता है।

अधिकांश समय निर्वहन के दौरान, बैटरी वोल्टेज लगभग 13.2 वोल्ट के आसपास होगा।यह 99% से 30% एसओसी तक सभी तरह से सिर्फ 0.2 वोल्ट से भिन्न होता है।कुछ समय पहले लीफिपो4 बैटरी के लिए 20% एसओसी से नीचे जाना एक बहुत बुरा विचार था।यह बदल गया है, और एलएफपी बैटरी की वर्तमान फसल कई चक्रों के लिए 0% तक काफी हद तक पूरी तरह से डिस्चार्ज हो जाएगी।हालांकि, कम गहराई में साइकिल चलाने से फायदा होता है।ऐसा नहीं है कि 30% एसओसी तक साइकिल चलाने से आपको 0% तक साइकिल चलाने की तुलना में 1/3 अधिक चक्र मिलेंगे, आपकी बैटरी संभवतः उससे अधिक चक्रों तक जीवित रहेगी।कठिन संख्याएँ, अच्छी तरह से, कठिन हैं, लेकिन 50% एसओसी तक साइकिल चलाना लगभग 3x चक्र जीवन बनाम साइकिल चलाना 100% दिखाता है।

नीचे एक तालिका है जो 12 वोल्ट बैटरी पैक बनाम डेप्थ-ऑफ-डिस्चार्ज के लिए बैटरी वोल्टेज दिखाती है।नमक के एक दाने के साथ इन वोल्टेज मूल्यों को लें, डिस्चार्ज कर्व इतना सपाट है कि एसओसी को अकेले वोल्टेज से निर्धारित करना वास्तव में कठिन है।भार में छोटे बदलाव, और वोल्ट मीटर की सटीकता माप को विफल कर देगी।

लिथियम-आयन बैटरियों का भंडारण  

बहुत कम स्व-निर्वहन दर एलएफपी बैटरी को लंबे समय तक स्टोर करना आसान बनाती है।लिथियम-आयन बैटरी को एक साल के लिए दूर रखने में कोई समस्या नहीं है, बस इसे स्टोरेज में रखने से पहले यह सुनिश्चित कर लें कि इसमें कुछ चार्ज है।50% - 70% के बीच कुछ ठीक है, जो स्व-निर्वहन से पहले वोल्टेज को खतरे के बिंदु के करीब लाने से पहले बैटरी को बहुत लंबा समय देगा।

बैटरियों को फ्रीज़िंग के नीचे रखना ठीक है, वे जमती नहीं हैं और तापमान की ज़्यादा परवाह नहीं करती हैं।उच्च तापमान (45 सेंटीग्रेड और ऊपर) पर उन्हें स्टोर करने से बचने की कोशिश करें, और यदि संभव हो तो उन्हें पूरी तरह से (या लगभग खाली) स्टोर करने से बचने की कोशिश करें।

यदि आपको बैटरी को अधिक समय तक स्टोर करने की आवश्यकता है, तो सुनिश्चित करें कि उनसे सभी तारों को डिस्कनेक्ट कर दें।इस तरह से कोई भी आवारा भार नहीं हो सकता है जो बैटरी को धीरे-धीरे डिस्चार्ज करता हो।

आपकी लिथियम-आयन बैटरियों का अंत

हम आपको डरावनी हांफते हुए सुनते हैं;आपके कीमती LFP बैटरी बैंक के बारे में सोचा जाना अब आपकी रीढ़ को कंपकंपी नहीं भेजता है!काश, सभी अच्छी चीजों का अंत होना ही होता।हम जो रोकना चाहते हैं वह समय से पहले समाप्त होना है, और ऐसा करने के लिए हमें यह समझना होगा कि लिथियम-आयन बैटरी कैसे मरती हैं।

बैटरी निर्माता बैटरी को "मृत" मानते हैं जब इसकी क्षमता 80% तक गिर जाती है जो इसे होनी चाहिए।तो, 100Ah की बैटरी के लिए, इसका अंत तब होता है जब इसकी क्षमता 80Ah तक कम हो जाती है।आपकी बैटरी खत्म होने की दिशा में दो तंत्र काम कर रहे हैं: साइकिल चलाना और उम्र बढ़ना।हर बार जब आप बैटरी को डिस्चार्ज और रिचार्ज करते हैं तो इससे थोड़ा नुकसान होता है, और आप थोड़ी क्षमता खो देते हैं।लेकिन भले ही आप अपनी कीमती बैटरी को एक सुंदर कांच से बंद मंदिर में रखते हैं, जिसे कभी भी साइकिल से नहीं चलाया जा सकता है, फिर भी यह समाप्त हो जाएगा।उस अंतिम को कैलेंडर जीवन कहा जाता है।

LiFePO4 बैटरी के लिए कैलेंडर जीवन पर कठिन डेटा खोजना मुश्किल है, बहुत कम उपलब्ध है।कैलेंडर जीवन पर चरम सीमाओं (तापमान, और एसओसी में) के प्रभाव पर कुछ वैज्ञानिक अध्ययन किए गए थे, और वे सीमाएँ निर्धारित करने में मदद करते हैं।हम जो इकट्ठा करते हैं वह यह है कि यदि आप अपने बैटरी बैंक का दुरुपयोग नहीं करते हैं, चरम सीमा से बचते हैं, और आम तौर पर केवल उचित सीमा के भीतर ही अपनी बैटरी का उपयोग करते हैं, तो कैलेंडर जीवन पर लगभग 20 वर्ष की ऊपरी सीमा होती है।

बैटरी के अंदर कोशिकाओं के अलावा, बीएमएस भी होता है, जो इलेक्ट्रॉनिक भागों से बना होता है।जब BMS विफल हो जाता है, तो आपकी बैटरी भी विफल हो जाएगी।बिल्ट-इन बीएमएस वाली लिथियम-आयन बैटरी अभी भी बहुत नई हैं, और हमें देखना होगा, लेकिन अंततः बैटरी प्रबंधन प्रणाली को तब तक जीवित रहना होगा जब तक लिथियम-आयन कोशिकाएं भी करती हैं।

बैटरी के अंदर की प्रक्रिया समय के साथ रासायनिक यौगिकों के साथ इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच की सीमा परत को कोट करने के लिए होती है जो लिथियम आयनों को इलेक्ट्रोड में प्रवेश करने और छोड़ने से रोकती है।प्रक्रियाएं लिथियम आयनों को नए रासायनिक यौगिकों में बांधती हैं, इसलिए वे अब इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रोड तक जाने के लिए उपलब्ध नहीं हैं।वे प्रक्रियाएँ होंगी चाहे हम कुछ भी करें, लेकिन वे तापमान पर बहुत अधिक निर्भर हैं!अपनी बैटरी को 30 सेंटीग्रेड के नीचे रखें और वे बहुत धीमी हैं।45 सेंटीग्रेड से ऊपर जाने पर चीजें काफी तेज हो जाती हैं!जनता के दुश्मन नं.लिथियम-आयन बैटरी के लिए नंबर 1, अब तक, गर्मी है!

कैलेंडर जीवन के लिए और भी बहुत कुछ है और LiFePO4 बैटरी कितनी जल्दी पुरानी होगी: स्टेट-ऑफ़-चार्ज का इससे भी कुछ लेना-देना है।जबकि उच्च तापमान खराब हैं, ये बैटरी वास्तव में 0% एसओसी और बहुत उच्च तापमान पर बैठना पसंद नहीं करती हैं!इसके अलावा बुरा, हालांकि 0% एसओसी जितना बुरा नहीं है, उनके लिए 100% एसओसी और उच्च तापमान पर बैठना है।बहुत कम तापमान का प्रभाव कम होता है।जैसा कि हमने चर्चा की, आप LFP बैटरियों को फ्रीज़िंग से नीचे चार्ज नहीं कर सकते (और BMS आपको नहीं करने देंगे)।जैसा कि यह पता चला है, उन्हें ठंड से नीचे निर्वहन करना, जबकि संभव है, उम्र बढ़ने पर भी त्वरित प्रभाव पड़ता है।अपनी बैटरी को उच्च तापमान पर रखने से कहीं ज्यादा बुरा नहीं है, लेकिन अगर आप अपनी बैटरी को फ्रीजिंग तापमान के अधीन करने जा रहे हैं तो ऐसा करना बेहतर है जबकि यह न तो चार्ज हो रहा है और न ही डिस्चार्ज हो रहा है और टैंक में कुछ गैस के साथ (हालांकि एक नहीं पूरी टंकी)।अधिक सामान्य अर्थों में, इन बैटरियों को लगभग 50% - 60% एसओसी पर दूर रखना बेहतर होता है, अगर उन्हें लंबी अवधि के भंडारण की आवश्यकता होती है।

पिघली हुई बैटरी

यदि आप वास्तव में जानना चाहते हैं, तो क्या होता है जब लिथियम-आयन बैटरी ठंड से नीचे चार्ज हो जाती है, धातु लिथियम नकारात्मक (कार्बन) इलेक्ट्रोड पर जमा हो जाती है।अच्छे तरीके से भी नहीं, यह तेज, सुई जैसी संरचनाओं में बढ़ता है, जो अंततः झिल्ली को पंचर कर देता है और बैटरी को छोटा कर देता है (नासा के रूप में एक शानदार रैपिड अनशेड्यूल्ड डिसएस्पेशन इवेंट के लिए अग्रणी होता है, जिसमें धुआं, अत्यधिक गर्मी और काफी संभवतः शामिल होता है) आग भी)।हमारे लिए सौभाग्य की बात है कि बीएमएस ऐसा होने से रोकता है।

हम जीवन चक्र की ओर बढ़ रहे हैं।लिथियम-आयन बैटरी से पूर्ण 100% चार्ज-डिस्चार्ज चक्र पर भी हजारों चक्र प्राप्त करना आम हो गया है।हालांकि साइकिल लाइफ को अधिकतम करने के लिए आप कुछ चीजें कर सकते हैं।

हमने बात की कि LiFePO4 बैटरी कैसे काम करती है: वे इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों को स्थानांतरित करती हैं।यह समझना महत्वपूर्ण है कि ये वास्तविक, भौतिक कण हैं, जिनका एक आकार होता है।हर बार जब आप बैटरी को चार्ज-डिस्चार्ज करते हैं तो उन्हें एक इलेक्ट्रोड से बाहर निकाला जाता है और दूसरे में भर दिया जाता है।यह विशेष रूप से नकारात्मक इलेक्ट्रोड के कार्बन को नुकसान पहुंचाता है।हर बार बैटरी चार्ज होने पर इलेक्ट्रोड थोड़ा फूल जाता है, और प्रत्येक डिस्चार्ज के बाद यह फिर से कम हो जाता है।समय के साथ जो सूक्ष्म दरारें पैदा करता है।यह इस वजह से है कि 100% से थोड़ा कम चार्ज करने पर आपको अधिक साइकिलें मिलेंगी, क्योंकि 0% से थोड़ा अधिक चार्ज करने पर आपको अधिक साइकिलें मिलेंगी।इसके अलावा, उन आयनों को "दबाव" के रूप में सोचें, और अत्यधिक स्टेट-ऑफ-चार्ज नंबर अधिक दबाव डालते हैं, जिससे रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं जो बैटरी के लाभ के लिए नहीं होती हैं।यही कारण है कि एलएफपी बैटरी को 100% एसओसी पर दूर रखना या फ्लोट-चार्जिंग में 100% (करीब) डालना पसंद नहीं है।

वे लिथियम आयन कितनी तेजी से इधर-उधर जाते हैं और योन का चक्र जीवन पर भी प्रभाव पड़ता है।उपरोक्त के प्रकाश में, इसमें कोई आश्चर्य नहीं होना चाहिए।जबकि LFP बैटरी नियमित रूप से 1C (यानी 100Ah बैटरी के लिए 100 Amp) पर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग करती हैं, यदि आप इसे अधिक उचित मूल्यों तक सीमित करते हैं तो आप अपनी बैटरी से अधिक चक्र देखेंगे।लेड-एसिड बैटरी की आह रेटिंग की लगभग 20% की सीमा होती है, और लिथियम-आयन के लिए इसके भीतर रहने से बैटरी के लंबे जीवन के लिए भी लाभ होगा।

उल्लेख के लायक अंतिम कारक वोल्टेज है, हालांकि यह वास्तव में बीएमएस को जांच में रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है।चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दोनों के लिए लिथियम-आयन बैटरी में एक संकीर्ण वोल्टेज विंडो होती है।उस खिड़की के बाहर जाने से बहुत जल्दी स्थायी क्षति होती है और उच्च अंत में एक संभावित आरयूडी घटना (नासा-टॉक, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है)।LiFePO4 के लिए वह विंडो लगभग 8.0V (2.0V प्रति सेल) से 16.8 वोल्ट (4.2V प्रति सेल) है।बिल्ट-इन BMS को बैटरी को उन सीमाओं के भीतर अच्छी तरह से रखने का ध्यान रखना चाहिए।

टेक-होम लेसन

अब जब हम जानते हैं कि लिथियम-आयन बैटरी कैसे काम करती हैं, उन्हें क्या पसंद है और क्या नापसंद है, और वे अंततः कैसे विफल हो जाती हैं, तो कुछ संकेत हैं जिन्हें दूर करना है।हमने नीचे एक छोटी सी लिस्ट बनाई है।यदि आप और कुछ नहीं करने जा रहे हैं, तो कृपया पहले दो पर ध्यान दें, वे अब तक आपके लिथियम-आयन बैटरी का आनंद लेने के समग्र समय पर सबसे अधिक प्रभाव डालते हैं!दूसरों का ध्यान रखने से भी आपकी बैटरी को और भी लंबे समय तक चलने में मदद मिलेगी।

संक्षेप में, लंबे और खुशहाल LFP बैटरी जीवन के लिए, महत्व के क्रम में, आपको निम्नलिखित बातों का ध्यान रखना चाहिए:

● बैटरी का तापमान 45 सेंटीग्रेड (यदि संभव हो तो 30C से कम) के नीचे रखें - यह अब तक का सबसे महत्वपूर्ण है !!
● चार्ज और डिस्चार्ज करंट को 0.5C (0.2C बेहतर) के तहत रखें
● यदि संभव हो तो डिस्चार्ज करते समय बैटरी का तापमान 0 सेंटीग्रेड से ऊपर रखें - यह, और नीचे सब कुछ उतना महत्वपूर्ण नहीं है जितना कि पहले दो
● जब तक आपको वास्तव में आवश्यकता न हो, 10% - 15% एसओसी से नीचे चक्र न करें
● यदि संभव हो तो बैटरी को 100% एसओसी पर फ्लोट न करें
● यदि आपको इसकी आवश्यकता नहीं है तो 100% एसओसी को चार्ज न करें

बस इतना ही!अब आप भी अपनी LiFePO4 बैटरियों से प्रसन्नता और पूर्ण जीवन पा सकते हैं!