1991 সালে যখন Sony প্রথম লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি চালু করেছিল, তখন তারা সম্ভাব্য নিরাপত্তা ঝুঁকি সম্পর্কে জানত। পূর্বে প্রকাশিত রিচার্জেবল মেটালিক লিথিয়াম ব্যাটারির একটি প্রত্যাহার ছিল এই উচ্চ শক্তি-ঘন ব্যাটারি সিস্টেমের সাথে কাজ করার সময় শৃঙ্খলার একটি অন্ধকার অনুস্মারক।
লিথিয়াম ব্যাটারির জন্য অগ্রগামী কাজ 1912 সালে শুরু হয়েছিল, কিন্তু 1970 এর দশকের প্রথম দিকে যখন প্রথম নন-রিচার্জেবল লিথিয়াম ব্যাটারি বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ হয়েছিল তখন পর্যন্ত এটি ছিল না। আশির দশকে রিচার্জেবল লিথিয়াম ব্যাটারি তৈরির প্রচেষ্টা শুরু হয়। এই প্রাথমিক মডেলগুলি ধাতব লিথিয়ামের উপর ভিত্তি করে এবং খুব উচ্চ শক্তির ঘনত্ব দেওয়া হয়েছিল। যাইহোক, লিথিয়াম ধাতুর অন্তর্নিহিত অস্থিরতা, বিশেষত চার্জ করার সময়, বিকাশে একটি ড্যাম্পার রাখে। সেলের একটি থার্মাল পালিয়ে যাওয়ার সম্ভাবনা ছিল। তাপমাত্রা দ্রুত ধাতব লিথিয়ামের গলনাঙ্কে বৃদ্ধি পাবে এবং একটি হিংসাত্মক প্রতিক্রিয়া সৃষ্টি করবে। 1991 সালে একটি সেলুলার ফোনের প্যাকটি গরম গ্যাস নির্গত করার এবং একজন মানুষের মুখে পুড়ে যাওয়ার পরে প্রচুর পরিমাণে রিচার্জেবল লিথিয়াম ব্যাটারি ফিরিয়ে আনতে হয়েছিল।
লিথিয়াম ধাতুর সহজাত অস্থিরতার কারণে, গবেষণা লিথিয়াম আয়ন ব্যবহার করে একটি অ ধাতব লিথিয়াম ব্যাটারিতে স্থানান্তরিত হয়। যদিও শক্তির ঘনত্ব কিছুটা কম, লিথিয়াম-আয়ন সিস্টেম নিরাপদ, চার্জিং এবং ডিসচার্জ করার সময় কিছু সতর্কতা পূরণ করা হয়। আজ, লিথিয়াম-আয়ন সবচেয়ে সফল এবং নিরাপদ ব্যাটারি রসায়ন উপলব্ধ। প্রতি বছর দুই বিলিয়ন কোষ উৎপন্ন হয়।
কোবাল্ট ক্যাথোড সহ লিথিয়াম-আয়ন কোষ নিকেল-ভিত্তিক ব্যাটারির দ্বিগুণ শক্তি এবং সীসা অ্যাসিডের চারগুণ শক্তি ধারণ করে। লিথিয়াম-আয়ন একটি কম রক্ষণাবেক্ষণ ব্যবস্থা, এমন একটি সুবিধা যা বেশিরভাগ অন্যান্য রসায়ন দাবি করতে পারে না। কোন মেমরি নেই এবং ব্যাটারির জীবন দীর্ঘায়িত করার জন্য নির্ধারিত সাইকেল চালানোর প্রয়োজন হয় না। বা লিথিয়াম-আয়নের সীসা অ্যাসিডের সালফেশন সমস্যা নেই যা ব্যাটারি পর্যায়ক্রমিক টপিং চার্জ ছাড়াই সংরক্ষণ করা হলে ঘটে। লিথিয়াম-আয়নের স্ব-স্রাব কম এবং এটি পরিবেশ বান্ধব। নিষ্পত্তি ন্যূনতম ক্ষতি কারণ.
দীর্ঘ ব্যাটারি রানটাইম সবসময় অনেক গ্রাহকদের ইচ্ছা হয়েছে. ব্যাটারি নির্মাতারা একটি কোষে আরও সক্রিয় উপাদান প্যাক করে এবং ইলেক্ট্রোড এবং বিভাজককে পাতলা করে প্রতিক্রিয়া জানায়। এটি 1991 সালে লিথিয়াম-আয়ন চালু হওয়ার পর থেকে শক্তির ঘনত্বকে দ্বিগুণ করতে সক্ষম করে।
উচ্চ শক্তির ঘনত্ব একটি মূল্যে আসে। কোষ যত ঘন হয় উৎপাদন পদ্ধতি ততই জটিল হয়ে ওঠে। শুধুমাত্র 20-25µm এর একটি বিভাজক পুরুত্বের সাথে, ধাতব ধূলিকণার যেকোনো ছোট অনুপ্রবেশের বিপর্যয়কর পরিণতি হতে পারে। UL 1642 দ্বারা নির্ধারিত বাধ্যতামূলক নিরাপত্তা মান অর্জনের জন্য উপযুক্ত ব্যবস্থার প্রয়োজন হবে। যেখানে 1.35Ah ক্ষমতার পুরোনো 18650 কোষে পেরেক অনুপ্রবেশ পরীক্ষা সহ্য করা যেতে পারে, আজকের উচ্চ-ঘনত্ব 2.4Ah সেলটি পারফর্ম করার সময় বোমা হয়ে উঠবে। একই পরীক্ষা। UL 1642 পেরেকের অনুপ্রবেশের প্রয়োজন নেই। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি তাদের তাত্ত্বিক শক্তির ঘনত্বের সীমার কাছাকাছি চলে এসেছে এবং ব্যাটারি নির্মাতারা উত্পাদন পদ্ধতির উন্নতি এবং সুরক্ষা বাড়ানোর দিকে মনোনিবেশ করতে শুরু করেছে৷
লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির প্রত্যাহার
সেল ফোন, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং ল্যাপটপে লিথিয়াম-আয়নের উচ্চ ব্যবহারের সাথে, সমস্যা হতে বাধ্য। এক-ইন-200,000 ব্যর্থতার হার ডেল এবং অ্যাপল দ্বারা তৈরি ল্যাপটপে ব্যবহৃত প্রায় 6 মিলিয়ন লিথিয়াম-আয়ন প্যাকগুলি প্রত্যাহার করে। তাপ সম্পর্কিত ব্যাটারি ব্যর্থতাগুলিকে খুব গুরুত্ব সহকারে নেওয়া হয় এবং নির্মাতারা একটি রক্ষণশীল পদ্ধতি বেছে নেন। ব্যাটারি প্রতিস্থাপনের সিদ্ধান্ত গ্রাহকদের স্বাচ্ছন্দ্য এবং আইনজীবীদের উপশম করে। আসুন এখন প্রত্যাহার পিছনে কি আছে তা একবার দেখুন.
Sony Energy Devices (Sony), প্রশ্নে থাকা লিথিয়াম-আয়ন কোষের নির্মাতা, বলেছেন যে বিরল ক্ষেত্রে মাইক্রোস্কোপিক ধাতব কণাগুলি ব্যাটারি কোষের অন্যান্য অংশের সংস্পর্শে আসতে পারে, যার ফলে কোষের মধ্যে একটি শর্ট সার্কিট হতে পারে। যদিও ব্যাটারি প্রস্তুতকারীরা ধাতব কণার উপস্থিতি কমানোর চেষ্টা করে, জটিল সমাবেশ কৌশল সমস্ত ধাতব ধূলিকণা নির্মূল করা প্রায় অসম্ভব করে তোলে।
একটি হালকা শর্ট শুধুমাত্র একটি উন্নত স্ব-স্রাবের কারণ হবে। সামান্য তাপ উৎপন্ন হয় কারণ নিষ্কাশন শক্তি খুবই কম। যাইহোক, যদি পর্যাপ্ত মাইক্রোস্কোপিক ধাতব কণা এক জায়গায় একত্রিত হয়, তাহলে একটি বড় বৈদ্যুতিক শর্ট বিকশিত হতে পারে এবং ধনাত্মক এবং নেতিবাচক প্লেটের মধ্যে একটি বিশাল কারেন্ট প্রবাহিত হবে। এর ফলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি পায়, যার ফলে তাপীয় পলাতক হয়, যাকে 'শিখা দিয়ে বের করা'ও বলা হয়।
কোবাল্ট ক্যাথোড সহ লিথিয়াম-আয়ন কোষ (প্রত্যাহার করা ল্যাপটপের ব্যাটারির মতো) কখনই 130 এর উপরে উঠা উচিত নয়ডিগ্রীC (265ডিগ্রীচ)। 150 এডিগ্রীC (302ডিগ্রীF) কোষটি তাপগতভাবে অস্থির হয়ে ওঠে, এমন একটি অবস্থা যা একটি তাপীয় পলাতক হতে পারে যেখানে জ্বলন্ত গ্যাসগুলি প্রবাহিত হয়।
একটি থার্মাল পালানোর সময়, ব্যর্থ কোষের উচ্চ তাপ পরবর্তী কোষে প্রচার করতে পারে, যার ফলে এটি তাপগতভাবে অস্থিরও হয়ে ওঠে। কিছু ক্ষেত্রে, একটি চেইন প্রতিক্রিয়া ঘটে যেখানে প্রতিটি কোষ তার নিজস্ব সময়সূচীতে বিচ্ছিন্ন হয়ে যায়। একটি প্যাক কয়েক সংক্ষিপ্ত সেকেন্ডের মধ্যে ধ্বংস হয়ে যেতে পারে বা কয়েক ঘন্টা ধরে চলতে পারে কারণ প্রতিটি কোষ একে একে খাওয়া হয়। নিরাপত্তা বাড়ানোর জন্য, প্যাকগুলি বিভাজকগুলির সাথে লাগানো হয় যাতে ব্যর্থ কোষটিকে প্রতিবেশী কোষগুলিতে ছড়িয়ে পড়া থেকে রক্ষা করা যায়।
লিথিয়াম-আয়ন সিস্টেমের নিরাপত্তা স্তর
দুটি মৌলিক ধরনের লিথিয়াম-আয়ন রসায়ন রয়েছে: কোবাল্ট এবং ম্যাঙ্গানিজ (স্পিনেল)। সর্বাধিক রানটাইম অর্জন করতে, সেল ফোন, ডিজিটাল ক্যামেরা এবং ল্যাপটপগুলি কোবাল্ট-ভিত্তিক লিথিয়াম-আয়ন ব্যবহার করে। ম্যাঙ্গানিজ দুটি রসায়নের মধ্যে নতুন এবং উচ্চতর তাপীয় স্থিতিশীলতা প্রদান করে। এটি 250 পর্যন্ত তাপমাত্রা বজায় রাখতে পারেডিগ্রীC (482ডিগ্রীচ) অস্থির হওয়ার আগে। উপরন্তু, ম্যাঙ্গানিজ একটি খুব কম অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের আছে এবং চাহিদা উচ্চ প্রবাহ প্রদান করতে পারেন. ক্রমবর্ধমানভাবে, এই ব্যাটারিগুলি পাওয়ার সরঞ্জাম এবং চিকিৎসা ডিভাইসগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়। হাইব্রিড এবং বৈদ্যুতিক যানবাহন এর পরেই থাকবে।
স্পাইনেলের ত্রুটি হল কম শক্তির ঘনত্ব। সাধারণত, একটি বিশুদ্ধ ম্যাঙ্গানিজ ক্যাথোড দিয়ে তৈরি একটি কোষ কোবাল্টের প্রায় অর্ধেক ক্ষমতা প্রদান করে। সেল ফোন এবং ল্যাপটপ ব্যবহারকারীরা খুশি হবে না যদি তাদের ব্যাটারি প্রত্যাশিত রানটাইমের অর্ধেক পথ ছেড়ে দেয়। উচ্চ শক্তির ঘনত্ব, কর্মক্ষম নিরাপত্তা এবং ভাল কারেন্ট ডেলিভারির মধ্যে একটি কার্যকরী সমঝোতা খুঁজে পেতে, লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির নির্মাতারা ধাতুগুলি মিশ্রিত করতে পারেন। সাধারণ ক্যাথোড উপাদান হল কোবাল্ট, নিকেল, ম্যাঙ্গানিজ এবং আয়রন ফসফেট।
আমি পাঠককে আশ্বস্ত করি যে লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিগুলি নিরাপদ এবং তাপ সম্পর্কিত ব্যর্থতা বিরল। ব্যাটারি নির্মাতারা সুরক্ষার তিনটি স্তর যুক্ত করে এই উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা অর্জন করে। সেগুলি হল: [১] শক্তির ঘনত্ব এবং নিরাপত্তার একটি কার্যকরী ভারসাম্য অর্জনের জন্য সক্রিয় উপাদানের পরিমাণ সীমিত করা; [২] কোষের মধ্যে বিভিন্ন নিরাপত্তা ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত করা; এবং [৩] ব্যাটারি প্যাকে একটি ইলেকট্রনিক সুরক্ষা সার্কিট সংযোজন।
এই সুরক্ষা ডিভাইসগুলি নিম্নলিখিত উপায়ে কাজ করে: কোষের মধ্যে নির্মিত পিটিসি ডিভাইসটি উচ্চ প্রবাহকে বাধা দেওয়ার জন্য সুরক্ষা হিসাবে কাজ করে; সার্কিট ইন্টারাপ্ট ডিভাইস (সিআইডি) বৈদ্যুতিক পথ খুলে দেয় যদি একটি অত্যধিক উচ্চ চার্জ ভোল্টেজ অভ্যন্তরীণ কোষের চাপকে 10 বার (150 পিএসআই) পর্যন্ত বাড়িয়ে দেয়; এবং সুরক্ষা ভেন্ট কোষের চাপ দ্রুত বৃদ্ধির ক্ষেত্রে গ্যাসের নিয়ন্ত্রিত মুক্তির অনুমতি দেয়। যান্ত্রিক সুরক্ষার পাশাপাশি, কোষের বাহ্যিক ইলেকট্রনিক সুরক্ষা সার্কিট একটি সলিড-স্টেট সুইচ খোলে যদি কোনো কোষের চার্জ ভোল্টেজ 4.30V এ পৌঁছায়। কোষের ত্বকের তাপমাত্রা 90 এর কাছাকাছি হলে একটি ফিউজ বর্তমান প্রবাহকে কেটে দেয়ডিগ্রীC (194ডিগ্রীচ)। অতিরিক্ত ডিসচার্জিং থেকে ব্যাটারি প্রতিরোধ করতে, নিয়ন্ত্রণ সার্কিট প্রায় 2.50V/সেলে বর্তমান পথটি কেটে দেয়। কিছু অ্যাপ্লিকেশনে, স্পিনেল সিস্টেমের উচ্চতর অন্তর্নিহিত নিরাপত্তা বৈদ্যুতিক সার্কিটকে বাদ দেওয়ার অনুমতি দেয়। এই ধরনের ক্ষেত্রে, ব্যাটারি সম্পূর্ণরূপে কোষের মধ্যে নির্মিত সুরক্ষা ডিভাইসের উপর নির্ভর করে।
আমাদের মনে রাখতে হবে যে এই নিরাপত্তা সতর্কতাগুলি তখনই কার্যকর হয় যখন অপারেশনের মোড বাইরে থেকে আসে, যেমন একটি বৈদ্যুতিক শর্ট বা ত্রুটিপূর্ণ চার্জার। সাধারণ পরিস্থিতিতে, শর্ট সার্কিট ঘটলে একটি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি কেবল বন্ধ হয়ে যায়। যাইহোক, যদি ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল কোষের অন্তর্নিহিত কোনো ত্রুটি থাকে, যেমন মাইক্রোস্কোপিক ধাতব কণা দ্বারা সৃষ্ট দূষণের কারণে, এই অসঙ্গতিটি সনাক্ত করা যাবে না। সেলটি থার্মাল রানঅ্যাওয়ে মোডে থাকলে সেফটি সার্কিটও বিচ্ছিন্ন হওয়া বন্ধ করতে পারে না। একবার ট্রিগার হলে কিছুই থামাতে পারবে না।
প্রতিটি ব্যাটারি ব্যবহারকারীর যা জানা উচিত
একটি প্রধান উদ্বেগ দেখা দেয় যদি স্ট্যাটিক ইলেক্ট্রিসিটি বা একটি ত্রুটিপূর্ণ চার্জার ব্যাটারির সুরক্ষা সার্কিটকে ধ্বংস করে ফেলে। এই ধরনের ক্ষতি ব্যবহারকারীর অজান্তেই স্থায়ীভাবে সলিড-স্টেট সুইচগুলিকে অন অবস্থানে ফিউজ করতে পারে। একটি ত্রুটিপূর্ণ সুরক্ষা সার্কিট সহ একটি ব্যাটারি সাধারণত কাজ করতে পারে কিন্তু অপব্যবহারের বিরুদ্ধে সুরক্ষা প্রদান করে না।
আরেকটি নিরাপত্তা সমস্যা হল ঠান্ডা তাপমাত্রা চার্জিং। ভোক্তা গ্রেডের লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি 0 এর নিচে চার্জ করা যাবে নাডিগ্রীC (32ডিগ্রীচ)। যদিও প্যাকগুলি সাধারণত চার্জ হচ্ছে বলে মনে হচ্ছে, সাব-ফ্রিজিং চার্জে থাকা অবস্থায় অ্যানোডে ধাতব লিথিয়ামের প্রলেপ পড়ে। কলাই স্থায়ী এবং অপসারণ করা যাবে না. বারবার করা হলে, এই ধরনের ক্ষতি প্যাকের নিরাপত্তার সাথে আপস করতে পারে। প্রভাব, ক্রাশ বা উচ্চ হারে চার্জিংয়ের শিকার হলে ব্যাটারি ব্যর্থতার জন্য আরও ঝুঁকিপূর্ণ হয়ে উঠবে।
এশিয়া অনেক নন-ব্র্যান্ড রিপ্লেসমেন্ট ব্যাটারি তৈরি করে যা কম দামের কারণে সেল ফোন ব্যবহারকারীদের কাছে জনপ্রিয়। এই ব্যাটারিগুলির অনেকগুলি প্রধান ব্র্যান্ডের সমতুল্য হিসাবে একই উচ্চ নিরাপত্তা মান প্রদান করে না। একজন বুদ্ধিমান ক্রেতা একটু বেশি খরচ করে এবং একটি অনুমোদিত মডেল দিয়ে ব্যাটারি প্রতিস্থাপন করে।
বাজারে অনিরাপদ প্যাকগুলির অনুপ্রবেশ রোধ করার জন্য, বেশিরভাগ নির্মাতারা শুধুমাত্র অনুমোদিত ব্যাটারি প্যাক অ্যাসেম্বলারদের কাছে লিথিয়াম-আয়ন সেল বিক্রি করে। একটি অনুমোদিত নিরাপত্তা সার্কিট অন্তর্ভুক্তি ক্রয় প্রয়োজনীয়তা অংশ. এটি একটি শৌখিন ব্যক্তির জন্য একটি দোকানে একক লিথিয়াম-আয়ন কোষ কেনা কঠিন করে তোলে। শখের নিকেল-ভিত্তিক ব্যাটারিতে ফিরে যাওয়া ছাড়া আর কোন বিকল্প থাকবে না।
ল্যাপটপ প্যাকের মতো বড় ব্যাটারির ক্ষেত্রে নিরাপত্তা সতর্কতা বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। যদি কিছু ভুল হয়ে যায় তবে একটি ছোট সেল ফোনের ব্যাটারির চেয়ে বিপদটি অনেক বেশি। এই কারণে, অনেক ল্যাপটপ নির্মাতারা তাদের ব্যাটারিগুলিকে একটি গোপন কোড দিয়ে সুরক্ষিত করে যা শুধুমাত্র মিলিত কম্পিউটার অ্যাক্সেস করতে পারে। এটি নন-ব্র্যান্ড-নাম ব্যাটারিগুলিকে বাজার বন্যা থেকে বাধা দেয়। অপূর্ণতা হল প্রতিস্থাপন ব্যাটারির জন্য একটি উচ্চ মূল্য।
বাজারে ব্যবহৃত লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির সংখ্যা বিবেচনা করে, এই শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা ক্ষতি এবং ব্যক্তিগত আঘাতের ক্ষেত্রে সামান্য ক্ষতি করেছে। ভালো রেকর্ড থাকা সত্ত্বেও, এর নিরাপত্তা একটি আলোচিত বিষয় যা মিডিয়ার উচ্চ মনোযোগ পায়, এমনকি একটি ছোটখাটো দুর্ঘটনার ক্ষেত্রেও। এই সতর্কতা ভোক্তাদের জন্য ভাল কারণ আমরা নিশ্চিত হব যে এই জনপ্রিয় শক্তি স্টোরেজ ডিভাইসটি নিরাপদ। ডেল এবং অ্যাপল ল্যাপটপ ব্যাটারিগুলি প্রত্যাহার করার পরে, সেল নির্মাতারা কেবল প্যাকে আরও শক্তি প্যাক করার চেষ্টা করবে না তবে এটিকে আরও বুলেটপ্রুফ করার চেষ্টা করবে।