LiFePO4 (لتیم آئن) بیٹریوں کے ساتھ خوشی کیسے تلاش کی جائے۔

لتیم آئن بیٹریوں کی قیمتوں کا تعین دھیرے دھیرے فحش مہنگی سے صرف اعتدال سے ناقابل برداشت میں بدل رہا ہے، اور ہم BSLBATT میں اس قسم کی بیٹری کی فروخت میں مسلسل اضافہ دیکھ رہے ہیں۔ایسا لگتا ہے کہ زیادہ تر صارفین انہیں RVs، پانچویں پہیوں، کیمپرز اور اسی طرح کی گاڑیوں میں کام پر لگاتے ہیں، جب کہ کچھ اصل اسٹیشنری آف گرڈ سسٹم میں جا رہے ہیں۔

یہ مضمون لیتھیم آئن بیٹریوں کی ایک مخصوص قسم کے بارے میں بات کرے گا۔Lithium-Iron-Phosphate یا LiFePO4 اپنے کیمیائی فارمولے میں، جسے مختصراً LFP بیٹریاں بھی کہا جاتا ہے۔یہ آپ کے سیل فون اور لیپ ٹاپ میں موجود چیزوں سے کچھ مختلف ہیں، یہ (زیادہ تر) لیتھیم کوبالٹ بیٹریاں ہیں۔LFP کا فائدہ یہ ہے کہ یہ بہت زیادہ مستحکم ہے، اور خود دہن کا شکار نہیں ہے۔اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ بیٹری خراب ہونے کی صورت میں جل نہیں سکتی: چارج شدہ بیٹری میں بہت ساری توانائی ذخیرہ ہوتی ہے اور غیر منصوبہ بند خارج ہونے کی صورت میں نتائج بہت جلد بہت دلچسپ ہو سکتے ہیں!LFP لتیم کوبالٹ کے مقابلے میں زیادہ دیر تک رہتا ہے، اور زیادہ درجہ حرارت پر مستحکم ہے۔وہاں موجود تمام مختلف لیتھیم بیٹری ٹیکنالوجیز میں سے یہ ایل ایف پی کو ڈیپ سائیکل ایپلی کیشنز کے لیے بہترین بناتی ہے!

ہم فرض کریں گے کہ بیٹری میں BMS یا بیٹری مینجمنٹ سسٹم ہے، جیسا کہ تقریباً تمام LFP بیٹریاں جو 12/24/48 وولٹ پیک کے طور پر فروخت ہوتی ہیں۔BMS بیٹری کی حفاظت کا خیال رکھتا ہے۔یہ بیٹری کے ڈسچارج ہونے پر اسے منقطع کر دیتا ہے، یا زیادہ چارج ہونے کی دھمکی دیتا ہے۔بی ایم ایس چارج اور ڈسچارج کرنٹ کو محدود کرنے کا بھی خیال رکھتا ہے، سیل کے درجہ حرارت کی نگرانی کرتا ہے (اور ضرورت پڑنے پر چارج/ڈسچارج کو کم کرتا ہے)، اور جب بھی مکمل چارج کیا جائے گا تو زیادہ تر سیلز کو بیلنس کرے گا (توازن کے بارے میں سوچیں کہ تمام سیلز کو اندر لاتے ہیں۔ بیٹری پیک کو ایک ہی حالت میں چارج کرنا، لیڈ ایسڈ بیٹری کے برابر کرنے کی طرح)۔جب تک کہ آپ کنارے پر رہنا پسند نہ کریں، بی ایم ایس کے بغیر بیٹری نہ خریدیں!

ذیل میں جو علم حاصل ہوتا ہے وہ بڑی تعداد میں ویب مضامین، بلاگ کے صفحات، سائنسی اشاعتوں، اور LFP مینوفیکچررز کے ساتھ گفتگو سے حاصل کیا گیا ہے۔محتاط رہیں کہ آپ کیا مانتے ہیں، وہاں بہت ساری غلط معلومات موجود ہیں!اگرچہ ہم یہاں جو کچھ لکھ رہے ہیں اس کا مطلب کسی بھی طرح سے LFP بیٹریوں کی حتمی رہنمائی نہیں ہے، لیکن ہماری امید ہے کہ یہ مضمون بوائین کے اخراج کو ختم کرتا ہے اور آپ کی لیتھیم آئن بیٹریوں سے زیادہ سے زیادہ فائدہ اٹھانے کے لیے ٹھوس رہنما اصول فراہم کرتا ہے۔

لتیم آئن کیوں؟

ہم نے اپنے لیڈ ایسڈ بیٹری آرٹیکل میں وضاحت کی کہ کس طرح اس کیمسٹری کی اچیلز ہیل جزوی چارج پر بہت دیر تک بیٹھی رہتی ہے۔ایک مہنگی لیڈ ایسڈ بیٹری بینک کو صرف مہینوں میں جزوی چارج پر بیٹھنے کی اجازت دے کر اسے چھیننا بہت آسان ہے۔یہ LFP کے لیے بہت مختلف ہے!آپ لیتھیم آئن بیٹریوں کو بغیر کسی نقصان کے ہمیشہ کے لیے جزوی چارج پر بیٹھنے دے سکتے ہیں۔درحقیقت، LFP مکمل طور پر بھرے یا خالی ہونے کے بجائے جزوی چارج پر بیٹھنے کو ترجیح دیتا ہے، اور لمبی عمر کے لیے، بیٹری کو سائیکل کرنا یا اسے جزوی چارج پر بیٹھنے دینا بہتر ہے۔

لیکن انتظار کیجیے!اور بھی ہے!

لیتھیم آئن بیٹریاں بیٹریوں کا تقریباً مقدس گریل ہیں: درست چارج پیرامیٹرز کے ساتھ، آپ تقریباً بھول سکتے ہیں کہ بیٹری موجود ہے۔کوئی دیکھ بھال نہیں ہے۔BMS اس کا خیال رکھے گا، اور آپ خوشی سے سائیکل چلا سکتے ہیں!

لیکن انتظار کیجیے!ابھی اور بھی ہے!(بعض معلومات کے ساتھ کوئی مماثلت خالصتاً اتفاقی ہے، اور واضح طور پر، ہم اس تجویز سے ناراض ہیں!)…

LFP بیٹریاں بھی بہت طویل عرصے تک چل سکتی ہیں۔ہماری BSLBATT LFP بیٹریاں مکمل 100% چارج/ڈسچارج سائیکل پر 3000 سائیکلوں پر درجہ بندی کی جاتی ہے۔اگر آپ ہر روز ایسا کرتے ہیں تو یہ 8 سال سے زیادہ سائیکل چلاتا ہے!100% سے کم سائیکلوں میں استعمال ہونے پر وہ زیادہ دیر تک چلتے ہیں، درحقیقت سادگی کے لیے آپ ایک لکیری تعلق استعمال کر سکتے ہیں: 50% ڈسچارج سائیکل کا مطلب ہے دو بار سائیکل، 33% ڈسچارج سائیکل اور آپ معقول طور پر تین گنا سائیکلوں کی توقع کر سکتے ہیں۔

لیکن انتظار کیجیے!ابھی اور بھی ہے!…

ایک LiFePO4 بیٹری کا وزن بھی اسی طرح کی لیڈ ایسڈ بیٹری کے 1/2 سے کم ہے۔یہ بڑے چارج کرنٹ کو ہینڈل کر سکتا ہے (100% Ah ریٹنگ کوئی مسئلہ نہیں ہے، اسے لیڈ ایسڈ کے ساتھ آزمائیں!)، تیزی سے چارج ہونے کی اجازت دیتا ہے، اسے سیل کر دیا جاتا ہے تاکہ کوئی دھوئیں نہ ہوں، اور اس میں خود خارج ہونے کی شرح بہت کم ہے ( 3% ایک ماہ یا اس سے کم)۔

LFP کے لیے بیٹری بینک کا سائز

ہم نے اوپر اس کی طرف اشارہ کیا: لیتھیم آئن بیٹریاں 100% قابل استعمال صلاحیت رکھتی ہیں، جبکہ لیڈ ایسڈ واقعی 80% پر ختم ہوتا ہے۔اس کا مطلب ہے کہ آپ ایک LFP بیٹری بینک کا سائز لیڈ ایسڈ بینک سے چھوٹا کر سکتے ہیں، اور پھر بھی اسے فعال طور پر ایک جیسا رکھیں۔اعداد بتاتے ہیں کہ LFP لیڈ ایسڈ کے Amp-hour سائز کا 80% ہو سکتا ہے۔اگرچہ اس میں اور بھی ہے۔

لمبی عمر کے لیے لیڈ ایسڈ بیٹری کے بینکوں کا سائز نہیں ہونا چاہیے جہاں وہ باقاعدگی سے 50% SOC سے کم ڈسچارج دیکھتے ہیں۔LFP کے ساتھ یہ کوئی مسئلہ نہیں ہے!ایل ایف پی کے لیے راؤنڈ ٹرپ توانائی کی کارکردگی لیڈ ایسڈ کے مقابلے میں بھی کافی بہتر ہے، مطلب یہ ہے کہ خارج ہونے کی ایک خاص سطح کے بعد ٹینک کو بھرنے کے لیے کم توانائی کی ضرورت ہوتی ہے۔اس کے نتیجے میں 100% تک تیزی سے بحالی ہوتی ہے، جبکہ ہمارے پاس پہلے سے ہی ایک چھوٹا بیٹری بینک تھا، جو اس اثر کو مزید تقویت دیتا ہے۔

سب سے اہم بات یہ ہے کہ ہم لیتھیم آئن بیٹری بینک کے سائز کے برابر لیڈ ایسڈ بینک کے سائز کے 75% پر آرام سے ہوں گے، اور اسی (یا بہتر!) کارکردگی کی توقع رکھتے ہیں۔سردیوں کے ان تاریک دنوں سمیت جب سورج کی فراہمی کم ہوتی ہے۔

لیکن ایک منٹ انتظار کرو!

کیا واقعی لتیم آئن ہماری تمام بیٹریوں کا حل ہے؟ٹھیک ہے، بالکل نہیں…

LFP بیٹریاں بھی اپنی حدود رکھتی ہیں۔ایک بڑا درجہ حرارت ہے: آپ لتیم آئن بیٹری کو منجمد یا صفر سنٹی گریڈ سے کم چارج نہیں کر سکتے۔لیڈ ایسڈ اس کی کم پرواہ نہیں کر سکتا تھا۔آپ اب بھی بیٹری کو ڈسچارج کر سکتے ہیں (عارضی صلاحیت کے نقصان پر)، لیکن چارجنگ نہیں ہونے والی ہے۔BMS کو حادثاتی نقصان سے بچنے کے لیے منجمد درجہ حرارت پر چارجنگ کو روکنے کا خیال رکھنا چاہیے۔

اعلی سرے پر درجہ حرارت بھی ایک مسئلہ ہے۔بیٹریوں کی عمر بڑھنے کی سب سے بڑی وجہ زیادہ درجہ حرارت پر استعمال یا یہاں تک کہ صرف ذخیرہ کرنا ہے۔تقریباً 30 سینٹی گریڈ تک، کوئی مسئلہ نہیں ہے۔یہاں تک کہ 45 سینٹی گریڈ پر بھی بہت زیادہ جرمانہ نہیں ہوتا۔کوئی بھی چیز واقعی بڑھاپے کو تیز کرتی ہے اور بالآخر بیٹری کا خاتمہ۔اس میں بیٹری کو ذخیرہ کرنا شامل ہے جب اسے سائیکل نہیں کیا جا رہا ہو۔ہم اس کے بارے میں بعد میں مزید تفصیل سے بات کریں گے جب بحث کریں گے کہ LFP بیٹریاں کیسے ناکام ہوتی ہیں۔

ایک ڈرپوک مسئلہ ہے جو چارجنگ کے ذرائع کا استعمال کرتے وقت پیدا ہو سکتا ہے جو ممکنہ طور پر زیادہ وولٹیج فراہم کرتے ہیں: جب بیٹری بھر جائے گی تو وولٹیج بڑھے گا جب تک کہ چارج کرنے کا ذریعہ چارج کرنا بند نہ کر دے۔اگر یہ کافی حد تک بڑھتا ہے تو BMS بیٹری کی حفاظت کرے گا اور اسے منقطع کر دے گا، اس سے چارج کرنے کا ذریعہ اور بھی بڑھ جائے گا!یہ (خراب) کار الٹرنیٹر وولٹیج ریگولیٹرز کے ساتھ ایک مسئلہ ہو سکتا ہے، جس کو ہمیشہ بوجھ دیکھنا پڑتا ہے یا وولٹیج بڑھ جائے گا اور ڈائیوڈز اپنا جادو دھواں چھوڑ دیں گے۔یہ چھوٹی ونڈ ٹربائنز کا مسئلہ بھی ہو سکتا ہے جو بیٹری پر انحصار کرتے ہیں تاکہ انہیں قابو میں رکھا جا سکے۔بیٹری غائب ہونے پر وہ بھاگ سکتے ہیں۔

پھر وہ کھڑی، کھڑی، ابتدائی قیمت خرید ہے!

لیکن ہم شرط لگاتے ہیں کہ آپ اب بھی ایک چاہتے ہیں!…

LiFePO4 بیٹری کیسے کام کرتی ہے؟

لیتھیم آئن بیٹریوں کو 'راکنگ چیئر' بیٹری کی ایک قسم کہا جاتا ہے: وہ آئنوں کو منتقل کرتی ہیں، اس صورت میں، لیتھیم آئنز، خارج ہونے پر منفی سے مثبت الیکٹروڈ کی طرف، اور چارج ہونے پر دوبارہ واپس۔دائیں طرف کی ڈرائنگ ظاہر کرتی ہے کہ اندر کیا ہو رہا ہے۔چھوٹی سرخ گیندیں لتیم آئن ہیں، جو منفی اور مثبت الیکٹروڈ کے درمیان آگے پیچھے ہوتی ہیں۔ بائیں جانب مثبت الیکٹروڈ ہے، جو لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4) سے بنایا گیا ہے۔اس سے اس قسم کی بیٹری کے نام کی وضاحت میں مدد ملنی چاہیے!آئرن اور فاسفیٹ آئن ایک گرڈ بناتے ہیں جو لتیم آئنوں کو ڈھیلے طریقے سے پھنساتے ہیں۔جب سیل چارج ہو رہا ہوتا ہے، تو وہ لتیم آئن درمیان میں جھلی کے ذریعے دائیں طرف منفی الیکٹروڈ تک کھینچ جاتے ہیں۔جھلی ایک قسم کے پولیمر (پلاسٹک) سے بنی ہوتی ہے، اس میں بہت سے چھوٹے چھوٹے سوراخ ہوتے ہیں، جس سے لیتھیم آئنوں کا گزرنا آسان ہوجاتا ہے۔منفی پہلو پر، ہمیں کاربن کے ایٹموں سے بنی ایک جالی ملتی ہے، جو ان لتیم آئنوں کو پھنس سکتی ہے اور پکڑ سکتی ہے جو پار ہوتے ہیں۔

بیٹری کو ڈسچارج کرنا ریورس میں وہی کام کرتا ہے: جیسے ہی الیکٹران منفی الیکٹروڈ کے ذریعے بہہ جاتے ہیں، لیتھیم آئن ایک بار پھر، جھلی کے ذریعے، آئرن فاسفیٹ کی جالی کی طرف بڑھتے ہیں۔بیٹری کے دوبارہ چارج ہونے تک انہیں ایک بار پھر مثبت پہلو پر محفوظ کیا جاتا ہے۔

اگر آپ واقعی توجہ دے رہے ہیں تو اب آپ سمجھ گئے ہیں کہ دائیں طرف کی بیٹری ایک LFP بیٹری دکھاتی ہے جو تقریباً مکمل طور پر خارج ہو چکی ہے۔تقریبا تمام لتیم آئن مثبت الیکٹروڈ کی طرف ہیں.ایک مکمل چارج شدہ بیٹری میں وہ لتیم آئن تمام منفی الیکٹروڈ کے کاربن کے اندر محفوظ ہوں گے۔

حقیقی دنیا میں، لتیم آئن خلیے باری باری ایلومینیم - پولیمر - تانبے کے ورقوں کی بہت پتلی تہوں سے بنے ہوتے ہیں، ان پر کیمیکل چسپاں ہوتے ہیں۔اکثر انہیں جیلی رول کی طرح لپیٹ کر سٹیل کے کنستر میں رکھا جاتا ہے، جیسا کہ AA بیٹری۔آپ جو 12 وولٹ کی لیتھیم آئن بیٹریاں خریدتے ہیں وہ ان میں سے بہت سے سیلز سے بنی ہوتی ہیں، وولٹیج اور Amp-hour کی گنجائش بڑھانے کے لیے سیریز اور متوازی طور پر جڑی ہوتی ہیں۔ہر سیل تقریبا 3.3 وولٹ ہے، لہذا سیریز میں ان میں سے 4 13.2 وولٹ بناتے ہیں.یہ 12 وولٹ کی لیڈ ایسڈ بیٹری کو تبدیل کرنے کے لیے صحیح وولٹیج ہے!

LFP بیٹری چارج ہو رہی ہے۔

زیادہ تر باقاعدہ سولر چارج کنٹرولرز کو لتیم آئن بیٹریاں چارج کرنے میں کوئی پریشانی نہیں ہوتی۔درکار وولٹیجز AGM بیٹریوں (ایک قسم کی سیل شدہ لیڈ ایسڈ بیٹری) کے لیے استعمال ہونے والے وولٹیجز سے بہت ملتی جلتی ہیں۔بی ایم ایس اس بات کو یقینی بنانے میں بھی مدد کرتا ہے کہ بیٹری کے خلیات صحیح وولٹیج دیکھتے ہیں، زیادہ چارج نہیں ہوتے، یا زیادہ ڈسچارج نہیں ہوتے، یہ خلیات کو متوازن کرتا ہے اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ چارج ہونے کے دوران سیل کا درجہ حرارت درست ہے۔

نیچے کا گراف LiFePO4 بیٹری کے چارج ہونے کا ایک عام پروفائل دکھاتا ہے۔پڑھنے میں آسانی پیدا کرنے کے لیے وولٹیجز کو 12 وولٹ LFP بیٹری پیک میں تبدیل کر دیا گیا ہے (4x سنگل سیل وولٹیج)۔

گراف میں دکھایا گیا ہے چارج کی شرح 0.5C، یا Ah صلاحیت کا نصف، دوسرے لفظوں میں 100Ah بیٹری کے لیے یہ 50 Amp کی چارج کی شرح ہوگی۔چارج وولٹیج (سرخ رنگ میں) زیادہ یا کم چارج ریٹ (نیلے رنگ میں) کے لیے واقعی زیادہ نہیں بدلے گا، LFP بیٹریوں میں وولٹیج کا وکر بہت فلیٹ ہوتا ہے۔

لیتھیم آئن بیٹریاں دو مرحلوں میں چارج ہوتی ہیں: پہلا، کرنٹ کو مستقل رکھا جاتا ہے، یا سولر پی وی کے ساتھ جس کا عام طور پر مطلب یہ ہوتا ہے کہ ہم کوشش کرتے ہیں اور بیٹریوں میں اتنا کرنٹ بھیجتے ہیں جتنا سورج سے دستیاب ہوتا ہے۔اس وقت کے دوران وولٹیج آہستہ آہستہ بڑھے گا، جب تک کہ یہ اوپر والے گراف میں 'جذب' وولٹیج، 14.6V تک نہ پہنچ جائے۔ایک بار جذب ہونے کے بعد بیٹری تقریباً 90% بھر جاتی ہے، اور بقیہ طریقے کو بھرنے کے لیے وولٹیج کو مستقل رکھا جاتا ہے جب کہ کرنٹ آہستہ آہستہ ختم ہو جاتا ہے۔ایک بار جب کرنٹ بیٹری کی Ah ریٹنگ کے تقریباً 5% - 10% تک گر جاتا ہے تو یہ 100% اسٹیٹ آف چارج پر ہوتی ہے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کے مقابلے لتیم آئن بیٹری کا چارج کرنا بہت سے طریقوں سے آسان ہے: جب تک چارج وولٹیج آئنوں کو منتقل کرنے کے لیے کافی زیادہ ہو تو یہ چارج ہوتی ہے۔لیتھیم آئن بیٹریاں اس بات کی پرواہ نہیں کرتی ہیں کہ وہ مکمل طور پر 100% چارج نہیں ہوتی ہیں، درحقیقت، اگر وہ نہیں ہیں تو وہ زیادہ دیر تک چلتی ہیں۔کوئی سلفٹنگ نہیں ہے کوئی برابری نہیں ہے، جذب کرنے کے وقت میں کوئی فرق نہیں پڑتا، آپ واقعی بیٹری کو زیادہ چارج نہیں کر سکتے، اور BMS چیزوں کو معقول حدود میں رکھنے کا خیال رکھتا ہے۔

تو ان آئنوں کو حرکت دینے کے لیے کون سا وولٹیج کافی ہے؟تھوڑا سا تجربہ کرنے سے پتہ چلتا ہے کہ 13.6 وولٹ (3.4V فی سیل) کٹ آف پوائنٹ ہے۔اس سے نیچے بہت کم ہوتا ہے، جب کہ اس سے اوپر بیٹری کم از کم 95 فیصد مکمل ہو جائے گی، کافی وقت دیا جائے گا۔14.0 وولٹ (3.5V فی سیل) پر بیٹری 95+ فیصد تک باآسانی چارج ہو جاتی ہے اور چند گھنٹوں کے جذب ہونے کے وقت اور تمام مقاصد اور مقاصد کے لیے 14.0 یا اس سے زیادہ وولٹیج کے درمیان چارج کرنے میں بہت کم فرق ہوتا ہے، چیزیں 14.2 پر تھوڑی تیزی سے ہوتی ہیں۔ وولٹ اور اس سے اوپر۔

بلک/جذب وولٹیج

اس کا خلاصہ کرنے کے لیے، 14.2 اور 14.6 وولٹ کے درمیان ایک بلک/جذب کی ترتیب LiFePO4 کے لیے بہترین کام کرے گی!لوئر بھی ممکن ہے، تقریباً 14.0 وولٹ تک، کچھ جذب وقت کی مدد سے۔قدرے زیادہ وولٹیج ممکن ہے، زیادہ تر بیٹریوں کے لیے BMS بیٹری کو منقطع کرنے سے پہلے تقریباً 14.8 - 15.0 وولٹ کی اجازت دے گا۔اگرچہ زیادہ وولٹیج کا کوئی فائدہ نہیں ہے، اور BMS سے کٹ جانے کا زیادہ خطرہ ہے، اور ممکنہ طور پر نقصان۔

فلوٹ وولٹیج

LFP بیٹریوں کو تیرنے کی ضرورت نہیں ہے۔چارج کنٹرولرز کے پاس یہ اس لیے ہوتا ہے کیونکہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں میں خود خارج ہونے کی شرح اتنی زیادہ ہوتی ہے کہ انہیں خوش رکھنے کے لیے زیادہ چارج پر چلتے رہنا سمجھ میں آتا ہے۔لیتھیم آئن بیٹریوں کے لیے، یہ بہت اچھا نہیں ہے اگر بیٹری مسلسل اعلیٰ حالت میں چارج ہو، لہذا اگر آپ کا چارج کنٹرولر فلوٹ کو غیر فعال نہیں کر سکتا، تو اسے اتنی کم وولٹیج پر سیٹ کریں کہ اصل چارجنگ نہیں ہوگی۔13.6 وولٹ یا اس سے کم کا کوئی بھی وولٹیج کرے گا۔

وولٹیج کو برابر کریں۔

14.6 وولٹ سے زیادہ چارج وولٹیجز کو فعال طور پر حوصلہ شکنی کے ساتھ، یہ واضح ہونا چاہیے کہ لیتھیم آئن بیٹری کے ساتھ کوئی برابری نہیں کی جانی چاہیے!اگر ایکویلائز کو غیر فعال نہیں کیا جا سکتا، تو اسے 14.6V یا اس سے کم پر سیٹ کریں، تو یہ صرف ایک باقاعدہ جذب چارج سائیکل بن جاتا ہے۔

وقت کو جذب کریں۔

صرف جذب وولٹیج کو 14.4V یا 14.6V پر سیٹ کرنے کے لیے بہت کچھ کہا جا سکتا ہے، اور پھر جب بیٹری اس وولٹیج تک پہنچ جائے تو صرف چارج کرنا بند کر دیں!مختصر میں، صفر (یا ایک مختصر) وقت جذب کرتا ہے۔اس وقت، آپ کی بیٹری تقریباً 90% بھر جائے گی۔LiFePO4 بیٹریاں طویل مدت میں زیادہ خوش ہوں گی جب وہ زیادہ دیر تک 100% SOC پر نہیں بیٹھیں گی، لہذا یہ مشق بیٹری کی زندگی کو بڑھا دے گی۔اگر آپ کی بیٹری میں 100% SOC ہونا ضروری ہے تو absorb ایسا کرے گا!باضابطہ طور پر یہ اس وقت ہوتا ہے جب چارج کرنٹ بیٹری کی Ah ریٹنگ کے 5% - 10% تک گر جاتا ہے، لہذا 100Ah بیٹری کے لیے 5 - 10 Amp۔اگر آپ کرنٹ کی بنیاد پر جذب کو نہیں روک سکتے، تو جذب کرنے کا وقت تقریباً 2 گھنٹے مقرر کریں اور اسے دن میں کال کریں۔

درجہ حرارت کا معاوضہ

LiFePO4 بیٹریاں درجہ حرارت کے معاوضے کی ضرورت نہیں ہے!براہ کرم اسے اپنے چارج کنٹرولر میں بند کر دیں، یا آپ کا چارج وولٹیج بہت گرم یا ٹھنڈا ہونے پر بے حد بند ہو جائے گا۔

اپنے چارج کنٹرولر وولٹیج کی سیٹنگز کو چیک کرنا یقینی بنائیں جو اصل میں اچھے معیار کے ڈیجیٹل ملٹی میٹر سے ماپا جاتا ہے!لتیم آئن بیٹری کو چارج کرتے وقت وولٹیج میں چھوٹی تبدیلیاں بڑا اثر ڈال سکتی ہیں!اس کے مطابق چارج کی ترتیبات کو تبدیل کریں!

ایل ایف پی بیٹری ڈسچارج کرنا

لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے برعکس، لتیم آئن بیٹری کا وولٹیج خارج ہونے کے دوران بہت مستقل رہتا ہے۔اس سے صرف وولٹیج سے اسٹیٹ آف انچارج کا تعین کرنا مشکل ہوجاتا ہے۔اعتدال پسند بوجھ والی بیٹری کے لیے، خارج ہونے والا منحنی خطوط اس طرح نظر آتا ہے۔

ڈسچارج کے دوران زیادہ تر وقت، بیٹری کا وولٹیج 13.2 وولٹ کے قریب ہوگا۔یہ 99% سے 30% SOC تک صرف 0.2 وولٹ تک مختلف ہوتا ہے۔کچھ عرصہ پہلے LiFePO4 بیٹری کے لیے 20% SOC سے نیچے جانا ایک بہت برا خیال تھا۔یہ بدل گیا ہے، اور LFP بیٹریوں کی موجودہ فصل بہت سارے چکروں کے لیے پوری طرح سے 0% تک بہت خوشی سے خارج ہو جائے گی۔تاہم، کم گہرائی میں سائیکل چلانے کا ایک فائدہ ہے۔یہ صرف یہ نہیں ہے کہ 30% SOC پر سائیکل چلانے سے آپ کو 1/3 مزید سائیکل ملیں گے بمقابلہ سائیکلنگ 0% تک کم ہو جائے گی، آپ کی بیٹری اس سے زیادہ سائیکل تک زندہ رہنے کا امکان ہے۔مشکل نمبروں کا آنا مشکل ہے، لیکن 50% SOC تک سائیکل چلانے سے سائیکل کی زندگی بمقابلہ سائیکلنگ 100% لگتی ہے۔

ذیل میں ایک جدول ہے جو 12 وولٹ کے بیٹری پیک بمقابلہ ڈیپتھ آف ڈسچارج کے لیے بیٹری وولٹیج دکھاتا ہے۔ان وولٹیج کی قدروں کو نمک کے ایک دانے کے ساتھ لیں، خارج ہونے والا منحنی خط اتنا چپٹا ہے کہ صرف وولٹیج سے SOC کا تعین کرنا واقعی مشکل ہے۔لوڈ میں چھوٹی تبدیلیاں، اور وولٹ میٹر کی درستگی پیمائش کو ختم کر دے گی۔

لتیم آئن بیٹریاں ذخیرہ کرنا  

بہت کم خود خارج ہونے کی شرح LFP بیٹریوں کو ذخیرہ کرنا آسان بناتی ہے، یہاں تک کہ طویل عرصے تک۔لیتھیم آئن بیٹری کو ایک سال کے لیے دور رکھنے میں کوئی حرج نہیں ہے، اسے اسٹوریج میں رکھنے سے پہلے اس بات کو یقینی بنائیں کہ اس میں کچھ چارج ہے۔50% - 70% کے درمیان کوئی چیز ٹھیک ہے، جو بیٹری کو کافی لمبا وقت دے گا اس سے پہلے کہ خود سے خارج ہونے والے وولٹیج کو خطرے کے مقام کے قریب لے آئے۔

بیٹریوں کو منجمد کرنے سے نیچے ذخیرہ کرنا ٹھیک ہے، وہ جمتی نہیں ہیں اور درجہ حرارت کی زیادہ پرواہ نہیں کرتے ہیں۔انہیں اعلی درجہ حرارت (45 سینٹی گریڈ اور اس سے اوپر) پر ذخیرہ کرنے سے گریز کرنے کی کوشش کریں، اور اگر ممکن ہو تو انہیں مکمل طور پر (یا تقریباً خالی) ذخیرہ کرنے سے بچنے کی کوشش کریں۔

اگر آپ کو بیٹریاں زیادہ دیر تک ذخیرہ کرنے کی ضرورت ہے، تو ان سے تمام تاروں کو منقطع کرنا یقینی بنائیں۔اس طرح کوئی آوارہ بوجھ نہیں ہو سکتا جو بیٹریوں کو آہستہ آہستہ خارج کرتا ہے۔

آپ کی لتیم آئن بیٹریوں کا خاتمہ

ہم آپ کو خوف سے ہانپتے سنتے ہیں۔آپ کے قیمتی LFP بیٹری بینک کے مزید نہ ہونے کا خیال آپ کی ریڑھ کی ہڈی کو کانپتا ہے!افسوس، تمام اچھی چیزوں کو بالآخر ختم ہونا ہی ہے۔جس چیز کو ہم روکنا چاہتے ہیں وہ وقت سے پہلے کی قسم کا خاتمہ ہے، اور ایسا کرنے کے لیے ہمیں یہ سمجھنا ہوگا کہ لیتھیم آئن بیٹریاں کیسے مرتی ہیں۔

بیٹری مینوفیکچررز ایک بیٹری کو "مردہ" سمجھتے ہیں جب اس کی صلاحیت 80% تک گر جاتی ہے جو اسے ہونی چاہیے۔لہذا، 100Ah بیٹری کے لیے، اس کا اختتام اس وقت ہوتا ہے جب اس کی گنجائش 80Ah تک کم ہو جاتی ہے۔آپ کی بیٹری کے خاتمے کے لیے دو میکانزم کام کر رہے ہیں: سائیکل چلانا اور بڑھاپا۔ہر بار جب آپ بیٹری کو ڈسچارج اور ری چارج کرتے ہیں تو اس سے تھوڑا سا نقصان ہوتا ہے، اور آپ تھوڑی سی صلاحیت کھو دیتے ہیں۔لیکن یہاں تک کہ اگر آپ اپنی قیمتی بیٹری شیشے سے بند ایک خوبصورت مزار میں رکھ دیں، کبھی سائیکل نہ چلائیں، تب بھی یہ ختم ہو جائے گی۔اس آخری کو کیلنڈر لائف کہتے ہیں۔

LiFePO4 بیٹریوں کے لیے کیلنڈر لائف پر مشکل ڈیٹا تلاش کرنا مشکل ہے، بہت کم ہے۔کچھ سائنسی مطالعات کیلنڈر کی زندگی پر انتہاؤں (درجہ حرارت اور SOC میں) کے اثرات پر کیے گئے تھے، اور یہ حدود طے کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ہم جو جمع کرتے ہیں وہ یہ ہے کہ اگر آپ اپنے بیٹری بینک کا غلط استعمال نہیں کرتے ہیں، انتہا پسندی سے گریز کرتے ہیں، اور عام طور پر اپنی بیٹریوں کو مناسب حد کے اندر استعمال کرتے ہیں، تو کیلنڈر کی زندگی میں تقریباً 20 سال کی بالائی حد ہوتی ہے۔

بیٹری کے اندر خلیات کے علاوہ، BMS بھی ہے، جو الیکٹرانک حصوں سے بنا ہے۔جب BMS ناکام ہوجاتا ہے، تو آپ کی بیٹری بھی خراب ہوجائے گی۔بلٹ ان BMS کے ساتھ لیتھیم آئن بیٹریاں ابھی بھی بہت نئی ہیں، اور ہمیں یہ دیکھنا پڑے گا، لیکن آخر کار بیٹری مینجمنٹ سسٹم کو اس وقت تک زندہ رہنا پڑتا ہے جب تک کہ لیتھیم آئن سیل بھی کرتے ہیں۔

بیٹری کے اندر کے عمل وقت کے ساتھ الیکٹروڈز اور الیکٹرولائٹس کے درمیان باؤنڈری پرت کو کیمیائی مرکبات کے ساتھ کوٹ کرنے کی سازش کرتے ہیں جو لیتھیم آئنوں کو الیکٹروڈ میں داخل ہونے اور چھوڑنے سے روکتے ہیں۔عمل لتیم آئنوں کو نئے کیمیائی مرکبات میں بھی باندھتے ہیں، اس لیے وہ اب الیکٹروڈ سے الیکٹروڈ تک جانے کے لیے دستیاب نہیں ہیں۔وہ عمل ہوں گے اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ ہم کیا کرتے ہیں، لیکن وہ درجہ حرارت پر بہت زیادہ منحصر ہیں!اپنی بیٹریوں کو 30 سینٹی گریڈ سے کم رکھیں اور وہ بہت سست ہیں۔45 سینٹی گریڈ سے اوپر جائیں اور چیزیں کافی تیز ہو جائیں!عوام دشمن نمبر1 لتیم آئن بیٹریوں کے لیے، اب تک، گرمی ہے!

کیلنڈر کی زندگی میں اور بھی بہت کچھ ہے اور LiFePO4 بیٹری کتنی جلدی پرانی ہو جائے گی: اسٹیٹ آف چارج کا بھی اس کے ساتھ کچھ لینا دینا ہے۔اگرچہ اعلی درجہ حرارت خراب ہے، یہ بیٹریاں واقعی، 0% SOC اور بہت زیادہ درجہ حرارت پر بیٹھنا پسند نہیں کرتی ہیں!اس کے علاوہ برا، اگرچہ 0% SOC جتنا برا نہیں، ان کے لیے 100% SOC اور اعلی درجہ حرارت پر بیٹھنا ہے۔بہت کم درجہ حرارت کا اثر کم ہوتا ہے۔جیسا کہ ہم نے بحث کی ہے، آپ انجماد سے نیچے LFP بیٹریاں چارج نہیں کر سکتے (اور BMS آپ کو اجازت نہیں دے گا)۔جیسا کہ یہ پتہ چلتا ہے، ان کو منجمد کرنے سے نیچے خارج کرنا، جب تک ممکن ہو، بڑھاپے پر بھی تیز اثر ڈالتا ہے۔آپ کی بیٹری کو زیادہ درجہ حرارت پر بیٹھنے دینا اتنا برا کہیں بھی نہیں ہے، لیکن اگر آپ اپنی بیٹری کو منجمد کرنے والے درجہ حرارت پر جا رہے ہیں تو ایسا کرنا بہتر ہے جب کہ یہ نہ تو چارج ہو رہی ہے اور نہ ہی ڈسچارج ہو رہی ہے اور ٹینک میں کچھ گیس ہے (حالانکہ ایک نہیں مکمل ٹینک)۔زیادہ عام معنوں میں، بہتر ہے کہ ان بیٹریوں کو 50% - 60% SOC پر رکھ دیا جائے اگر انہیں طویل مدتی اسٹوریج کی ضرورت ہو۔

پگھلی ہوئی بیٹری

اگر آپ واقعی یہ جاننا چاہتے ہیں کہ جب لتیم آئن بیٹری منجمد ہونے سے نیچے چارج ہوتی ہے تو کیا ہوتا ہے کہ دھاتی لتیم منفی (کاربن) الیکٹروڈ پر جمع ہوتا ہے۔اچھے طریقے سے بھی نہیں، یہ تیز، سوئی نما ڈھانچے میں بڑھتا ہے، جو آخر کار جھلی کو پنکچر کر دیتا ہے اور بیٹری کو چھوٹا کر دیتا ہے (جس کے نتیجے میں ایک شاندار ریپڈ غیر طے شدہ بے ترکیبی کا واقعہ ہوتا ہے جیسا کہ NASA اسے کہتے ہیں، جس میں دھواں، شدید گرمی، اور کافی ممکنہ طور پر شامل ہوتا ہے۔ شعلے بھی)۔ہمارے لیے خوش قسمتی، یہ وہ چیز ہے جو BMS ہونے سے روکتی ہے۔

ہم سائیکل زندگی کی طرف بڑھ رہے ہیں۔لتیم آئن بیٹریوں سے مکمل 100% چارج ڈسچارج سائیکل پر بھی ہزاروں سائیکل حاصل کرنا عام ہو گیا ہے۔کچھ چیزیں ایسی ہیں جو آپ سائیکل کی زندگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے کر سکتے ہیں۔

ہم نے اس بارے میں بات کی کہ LiFePO4 بیٹریاں کیسے کام کرتی ہیں: وہ لتیم آئنوں کو الیکٹروڈ کے درمیان منتقل کرتی ہیں۔یہ سمجھنا ضروری ہے کہ یہ حقیقی، جسمانی ذرات ہیں، جن کا سائز ان کے برابر ہے۔ہر بار جب آپ بیٹری کو چارج کرتے ہیں تو انہیں ایک الیکٹروڈ سے نکال کر دوسرے میں بھر دیا جاتا ہے۔اس سے نقصان ہوتا ہے، خاص طور پر منفی الیکٹروڈ کے کاربن کو۔ہر بار جب بیٹری چارج ہوتی ہے تو الیکٹروڈ تھوڑا سا پھول جاتا ہے، اور ہر ایک ڈسچارج پھر سے کم ہو جاتا ہے۔وقت گزرنے کے ساتھ جو خوردبین دراڑ کا سبب بنتا ہے۔یہی وجہ ہے کہ 100% سے تھوڑا کم چارج کرنے سے آپ کو مزید سائیکل ملیں گے، جیسا کہ 0% سے تھوڑا اوپر چارج ہو جائے گا۔نیز، ان آئنوں کے بارے میں سوچیں کہ وہ "دباؤ" ڈالتے ہیں، اور انتہائی اسٹیٹ آف چارج نمبر زیادہ دباؤ ڈالتے ہیں، جس کی وجہ سے ایسے کیمیائی رد عمل ہوتے ہیں جو بیٹری کے فائدے کے لیے نہیں ہوتے۔اسی لیے LFP بیٹریاں 100% SOC پر رکھنا پسند نہیں کرتی ہیں یا 100% (قریب) پر فلوٹ چارجنگ میں ڈالنا پسند نہیں کرتی ہیں۔

وہ لتیم آئن کتنی تیزی سے یہاں تک پہنچ جاتے ہیں اور یون کا اثر سائیکل کی زندگی پر بھی پڑتا ہے۔مندرجہ بالا کی روشنی میں، یہ کوئی تعجب نہیں ہونا چاہئے.جب کہ LFP بیٹریاں معمول کے مطابق 1C (یعنی 100Ah بیٹری کے لیے 100 Amp) پر چارجنگ اور ڈسچارج کریں گی، اگر آپ اسے زیادہ معقول اقدار تک محدود کرتے ہیں تو آپ کو اپنی بیٹری کے مزید چکر نظر آئیں گے۔لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی Ah ریٹنگ کی حد تقریباً 20% ہوتی ہے، اور لیتھیم آئن کے لیے اس کے اندر رہنے سے بیٹری کی طویل زندگی کے لیے بھی فوائد حاصل ہوں گے۔

قابل ذکر آخری عنصر وولٹیج ہے، حالانکہ یہ وہی ہے جو BMS کو چیک میں رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔لتیم آئن بیٹریاں چارجنگ اور ڈسچارج دونوں کے لیے ایک تنگ وولٹیج ونڈو رکھتی ہیں۔اس کھڑکی سے باہر جانے سے بہت تیزی سے مستقل نقصان ہوتا ہے اور اونچے مقام پر ایک ممکنہ RUD واقعہ (NASA-talk، جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے)۔LiFePO4 کے لیے وہ ونڈو تقریباً 8.0V (2.0V فی سیل) سے 16.8 وولٹ (4.2V فی سیل) ہے۔بلٹ ان بی ایم ایس کو بیٹری کو ان حدود میں اچھی طرح رکھنے کا خیال رکھنا چاہیے۔

ٹیک ہوم اسباق

اب جب کہ ہم جانتے ہیں کہ لیتھیم آئن بیٹریاں کس طرح کام کرتی ہیں، وہ کیا پسند اور ناپسند کرتی ہیں، اور آخر کار وہ کیسے ناکام ہو جاتی ہیں، اس کے لیے کچھ نکات موجود ہیں۔ہم نے ذیل میں ایک چھوٹی سی فہرست بنائی ہے۔اگر آپ اور کچھ نہیں کرنے جا رہے ہیں، تو براہ کرم پہلے دو کو نوٹ کریں، ان کا اب تک آپ کو اپنی لتیم آئن بیٹری سے لطف اندوز ہونے کے مجموعی وقت پر سب سے زیادہ اثر پڑے گا!دوسروں کا خیال رکھنا بھی آپ کی بیٹری کو زیادہ دیر تک چلنے میں مدد دے گا۔

خلاصہ یہ کہ طویل اور خوشگوار LFP بیٹری کی زندگی کے لیے، اہمیت کے لحاظ سے، آپ کو درج ذیل باتوں کا خیال رکھنا چاہیے:

● بیٹری کا درجہ حرارت 45 سینٹی گریڈ سے کم رکھیں (اگر ممکن ہو تو 30 سینٹی گریڈ سے کم) – یہ اب تک سب سے اہم ہے!!
● چارج اور ڈسچارج کرنٹ کو 0.5C کے نیچے رکھیں (0.2C ترجیحی)
● اگر ممکن ہو تو ڈسچارج کرتے وقت بیٹری کا درجہ حرارت 0 سینٹی گریڈ سے اوپر رکھیں - یہ، اور نیچے کی ہر چیز اتنی اہم نہیں ہے جتنا پہلے دو
● 10% - 15% SOC سے کم سائیکل نہ چلائیں جب تک کہ آپ کو واقعی ضرورت نہ ہو۔
● اگر ممکن ہو تو بیٹری کو 100% SOC پر نہ فلوٹ کریں۔
● اگر آپ کو اس کی ضرورت نہیں ہے تو 100% SOC سے چارج نہ کریں۔

کہ یہ ہے!اب آپ بھی اپنی LiFePO4 بیٹریوں کے ساتھ خوشی اور بھرپور زندگی تلاش کر سکتے ہیں!