লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি প্রযুক্তির মৌলিক বিষয়

লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিগুলি যেভাবে বেশিরভাগ লোকেরা এটি সম্পর্কে চিন্তা করে সেভাবে শক্তি "উত্পন্ন" করে না। তারা যা করে তা হ'ল বিপরীত তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে বৈদ্যুতিক শক্তি সঞ্চয় করে, তারপর বহিরাগত সার্কিট কারেন্টের দাবি করলে তা ছেড়ে দেয়। ডিজাইন মিটিংয়ে এই বিষয়ে বিভ্রান্তি অনেক বেশি আসে, বিশেষ করে যখন কেউ প্রথমবারের মতো ব্যাটারি প্যাকের আকার নেওয়ার চেষ্টা করে।

স্রাবের সময় দুটি জিনিস ঘটে। প্রথমত, লিথিয়াম আয়ন নেতিবাচক ইলেক্ট্রোড (অ্যানোড) থেকে ইলেক্ট্রোলাইট এবং বিভাজকের মাধ্যমে ইতিবাচক ইলেক্ট্রোডে (ক্যাথোডে) স্থানান্তরিত হয়। দ্বিতীয়ত, ইলেকট্রনগুলি বাহ্যিক সার্কিটের মাধ্যমে অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে প্রবাহিত হয়, দরকারী কাজ করে। চার্জ করার সময়, আপনি একটি বাহ্যিক ভোল্টেজ প্রয়োগ করে প্রক্রিয়াটিকে বিপরীত করেন যা আয়ন এবং ইলেকট্রনকে বিপরীত দিকে যেতে বাধ্য করে।

একটি কোষ যে ভোল্টেজ তৈরি করে তা সম্পূর্ণরূপে আপনার বাছাই করা ইলেক্ট্রোড উপকরণ এবং তাদের নিজ নিজ ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল সম্ভাবনার উপর নির্ভর করে। কোনো লোড ছাড়াই শেলফে বসে থাকা একটি তাজা সেল তার খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ-সাধারণত বেশিরভাগ লিথিয়াম আয়ন রসায়নের জন্য প্রায় 3.6 থেকে 3.7V দেখাবে, যদিও এই সংখ্যা চার্জ এবং তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে ঘুরে বেড়ায়। একবার আপনি একটি লোড সংযোগ করে এবং কারেন্ট আঁকা শুরু করলে, অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের কারণে ভোল্টেজ কমে যায়। এটি কতটা নেমে যায় তা আপনাকে কোষের স্বাস্থ্য সম্পর্কে অনেক কিছু বলে।

Lithium Ion Battery Technology

সমস্ত লিথিয়াম আয়ন কোষ একই মৌলিক অপারেটিং নীতি ভাগ করে, কিন্তু রসায়ন ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়। ক্যাথোড উপাদান মূলত কোষের কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য-শক্তির ঘনত্ব, শক্তি ক্ষমতা, চক্র জীবন, তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং খরচ নির্ধারণ করে।

স্তরযুক্ত অক্সাইড ক্যাথোড ছিল প্রথম বাণিজ্যিক রসায়ন। Sony 1991 সালে LiCoO₂ (লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড) এর সাথে তাদের প্রবর্তন করে, যা এখনও ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত হয় যেখানে খরচ বা নিরাপত্তা মার্জিনের চেয়ে শক্তির ঘনত্ব বেশি গুরুত্বপূর্ণ। এই কোষগুলি কোষ স্তরে মোটামুটি 150-200 Wh/kg প্যাক করে। কোবাল্টের দাম যদিও, এবং রসায়ন 150 ডিগ্রির উপরে অস্থির হয়ে যায়। আমরা অপব্যবহার করা কোষগুলিতে 130 ডিগ্রির কম তাপমাত্রায় তাপীয় দৌড় শুরু হতে দেখেছি।

উন্নত নিরাপত্তা এবং কম খরচের জন্য ড্রাইভের ফলে -1990 এর দশকের মাঝামাঝি LiMn₂O₄ (লিথিয়াম ম্যাঙ্গানিজ অক্সাইড) হয়েছিল। ম্যাঙ্গানিজ ময়লা সস্তা এবং স্পাইনেল গঠন সহজাতভাবে আরও স্থিতিশীল। আপনি সাধারণত 250 ডিগ্রি অতিক্রম না করা পর্যন্ত এই কোষগুলি পালিয়ে যাবে না। ট্রেডঅফ? শক্তির ঘনত্ব 100-120 Wh/kg এ নেমে যায় এবং ম্যাঙ্গানিজ সময়ের সাথে সাথে ইলেক্ট্রোলাইটে দ্রবীভূত হয়, বিশেষ করে উচ্চ তাপমাত্রায়। সাইকেল লাইফ ভুগছে - ক্ষমতা 80% এর নিচে নেমে যাওয়ার আগে আপনি সম্ভবত 300-700 সাইকেল দেখছেন।

LiFePO₄ (লিথিয়াম আয়রন ফসফেট) 2001 সালের দিকে প্রদর্শিত হয়েছিল এবং নিরাপত্তা কথোপকথন পরিবর্তন করেছিল। অলিভাইন গঠন শিলা-কঠিন তাপীয়ভাবে; 270 ডিগ্রী উপরে না হওয়া পর্যন্ত তাপীয় পলাতক ঘটে না, এবং তারপরেও এটি কম হিংসাত্মক। সাইকেল লাইফ অসামান্য-2,000+ চক্র থেকে 80% ক্ষমতা আদর্শ, এবং কিছু কোষ 5,000 চক্রের আগে পরীক্ষা করা হয়েছে। নেতিবাচক দিক হল ভোল্টেজ: শুধুমাত্র 3.2V নামমাত্র, এবং শক্তির ঘনত্ব 90-120 Wh/kg এর মধ্যে সীমাবদ্ধ। এছাড়াও, ফসফেট পেটেন্ট পরিস্থিতি বছরের পর বছর ধরে অগোছালো ছিল।

এনএমসি (লিথিয়াম নিকেল ম্যাঙ্গানিজ কোবাল্ট অক্সাইড) এবং এনসিএ (লিথিয়াম নিকেল কোবাল্ট অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড) "ভারসাম্যপূর্ণ" রসায়ন হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। নিকেল, ম্যাঙ্গানিজ এবং কোবাল্টকে বিভিন্ন অনুপাতে মিশিয়ে-সাধারণ হল NMC 111, 532, 622, এবং 811 যেখানে সংখ্যাগুলি আপেক্ষিক ধাতু বিষয়বস্তু নির্দেশ করে-আপনি পারফরম্যান্স টিউন করতে পারেন৷ উচ্চতর নিকেল সামগ্রী শক্তির ঘনত্বকে 200-250 Wh/kg-এর দিকে ঠেলে দেয় তবে তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং চক্রের জীবন ব্যয়ে। NMC 811 কোষ 250 Wh/kg আঘাত করতে পারে কিন্তু অনেক বেশি সতর্ক তাপ ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন।

অ্যানোডের দিকে, গ্রাফাইট প্রথম দিন থেকেই মানক। তাত্ত্বিক ক্ষমতা 372 mAh/g, এবং বাণিজ্যিক কোষগুলি সাধারণত 340-360 mAh/g অর্জন করে। লিথিয়াম চার্জ করার সময় গ্রাফিন স্তরগুলির মধ্যে আন্তঃসংযোগ করে, গ্রাফাইটের আয়তন প্রায় 10% প্রসারিত করে। এই যান্ত্রিক চাপ সাইকেল চালানোর উপর ক্ষমতা ম্লান করতে অবদান রাখে।

সিলিকন অ্যানোডগুলি এখন প্রায় পনেরো বছর ধরে "পরবর্তী বড় জিনিস" হয়েছে। সিলিকনের তাত্ত্বিক ক্ষমতা 4,200 mAh/g-দশ গুণ গ্রাফাইটের চেয়ে বেশি। সমস্যা হল, সিলিকন 300% প্রসারিত হয় যখন এটি লিথিয়াম শোষণ করে। এটি কয়েকটি চক্রের পরে অ্যানোডকে আলাদা করে দেয়। বর্তমান পদ্ধতিগুলি সম্প্রসারণকে পরিচালনাযোগ্য রাখতে সাধারণত 10% এর নিচে সিলিকন সামগ্রীর সাথে সিলিকন-গ্রাফাইটের মিশ্রণ ব্যবহার করে। তা সত্ত্বেও, প্রথম-চক্রের অপরিবর্তনীয় ক্ষমতা হ্রাস 15-25% সিলিকন-যুক্ত অ্যানোডের বিপরীতে বিশুদ্ধ গ্রাফাইটের জন্য 5-10%।

নলাকার কোষগুলি সম্ভবত বেশিরভাগ লোকেরা যখন "ব্যাটারি" মনে করে তখন তা চিত্রিত করে। 18650 ফরম্যাট (18 মিমি ব্যাস, 65 মিমি দৈর্ঘ্য) সর্বব্যাপী হয়ে ওঠে যখন ল্যাপটপ নির্মাতারা 2000 এর দশকের শুরুতে এটিকে মানসম্মত করে তোলে। টেসলা বিখ্যাতভাবে তাদের হাজার হাজার মূল রোডস্টারে ব্যবহার করেছিল। সাধারণত 18650 ক্ষমতা 2,000-3,500 mAh চলে রসায়নের উপর নির্ভর করে এবং আপনি শক্তি বা শক্তির জন্য অপ্টিমাইজ করেন কিনা।

নতুন 21700 ফরম্যাট (21mm × 70mm) যেটি Tesla এবং Panasonic যৌথভাবে তৈরি করেছে তা প্রতি সেল-4,000-5,000 mAh-এ প্রায় 50% বেশি শক্তি সরবরাহ করে। বৃহত্তর ব্যাস সক্রিয় উপাদানের অনুপাতকে নিষ্ক্রিয় উপাদানগুলির (বর্তমান সংগ্রাহক, ক্যান, সুরক্ষা ডিভাইস) বৃদ্ধি করে, প্যাক স্তরে শক্তির ঘনত্ব উন্নত করে। ম্যানুফ্যাকচারিং লাইনগুলিকে পুনঃনির্মাণ করতে হয়েছিল, যা দত্তক নেওয়ার জন্য কিছুটা সময় লেগেছিল তার একটি অংশ।

প্রিজম্যাটিক কোষগুলি স্বয়ংচালিত শিল্পের আরও ভাল স্থান ব্যবহারের আকাঙ্ক্ষা থেকে এসেছে। সিলিন্ডার দিয়ে একটি বাক্স ভর্তি করা এবং সমস্ত ফাঁকা জায়গা ছেড়ে দেওয়ার পরিবর্তে, আপনি আয়তক্ষেত্রাকার কোষগুলি তৈরি করুন যা দক্ষতার সাথে স্ট্যাক করে। স্বয়ংচালিত-গ্রেড প্রিজম্যাটিক কোষের পরিসীমা 20Ah থেকে 100Ah ক্ষমতার বেশি। প্যাকেজিং দৃষ্টিকোণ থেকে এগুলিকে থার্মাল-ব্যবস্থাপনা করা সহজ কারণ আপনি সরাসরি সমতল দিকের বিপরীতে কুলিং প্লেট রাখতে পারেন৷ নেতিবাচক দিক হল আপনি আপনার সমস্ত ডিম কম ঝুড়িতে পেয়েছেন-যদি একটি বড় প্রিজম্যাটিক কোষ ব্যর্থ হয়, আপনি একটি ছোট নলাকার কোষ ব্যর্থ হলে তার চেয়ে বেশি ক্ষমতা হারাবেন।

থলি কোষগুলি ধাতুকে সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করে স্থান দক্ষতার ধারণাকে আরও এগিয়ে নিয়ে যায়। সেলটি একটি নমনীয় অ্যালুমিনিয়াম-লেমিনেট থলিতে সিল করা হয়৷ এটি সম্ভবত 10-15% ওজন বনাম একটি প্রিজম্যাটিক ক্যান সংরক্ষণ করে, এবং বিন্যাসটি অত্যন্ত নমনীয়-আপনি এগুলিকে যেকোন আকার বা আকৃতিতে অ্যাপ্লিকেশনের প্রয়োজনে তৈরি করতে পারেন। ইভি নির্মাতারা তাদের পছন্দ করে কারণ আপনি এগুলি সরাসরি কুলিং প্লেটে স্ট্যাক করতে পারেন। দুর্বলতা যান্ত্রিক: সাইকেল চালানোর সময় ইলেক্ট্রোড ডিলামিনেশন প্রতিরোধ করার জন্য তাদের বাহ্যিক সংকোচনের প্রয়োজন হয় এবং তারা পাংচারের ক্ষতির জন্য আরও ঝুঁকিপূর্ণ।

Lithium Ion Battery Technology

বিভাজকটি খুব বেশি মনোযোগ দেয় না, তবে এটি যুক্তিযুক্তভাবে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সুরক্ষা উপাদান। এটি একটি পাতলা (16-সাধারণত 25 μm) ছিদ্রযুক্ত ঝিল্লি যা লিথিয়াম আয়নগুলিকে অতিক্রম করার অনুমতি দেওয়ার সময় অ্যানোড এবং ক্যাথোডকে স্পর্শ করা থেকে বিরত রাখে। প্রারম্ভিক বিভাজক ছিল একক-স্তর পলিথিন (PE) বা পলিপ্রোপিলিন (PP)।

আধুনিক উচ্চ-কার্যক্ষমতা বিভাজক ট্রাইলেয়ার স্ট্রাকচার ব্যবহার করে, সাধারণত PP/PE/PP। PE স্তরের PP (165 ডিগ্রি) থেকে কম গলনাঙ্ক (135 ডিগ্রি) রয়েছে। যদি কোষটি অতিরিক্ত উত্তপ্ত হতে শুরু করে, PE গলে যায় এবং ছিদ্রগুলিতে পূর্ণ হয়, তাপমাত্রা বিপজ্জনক স্তরে পৌঁছানোর আগে আয়নিক পরিবহন বন্ধ করে দেয়। এটাকে থার্মাল শাটডাউন বলা হয় এবং তাপ থেকে পালিয়ে যাওয়ার আগে এটি আপনার প্রতিরক্ষার শেষ লাইন।

সিরামিক{0}}কোটেড বিভাজক আরেকটি নিরাপত্তা মার্জিন যোগ করে। বিভাজকের এক বা উভয় পাশে অ্যালুমিনা বা অন্যান্য সিরামিক কণার একটি পাতলা (2-4 μm) আবরণ পলিমার গলে গেলেও কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখে। আবরণটি যথেষ্ট ছিদ্রযুক্ত যে আয়নিক পরিবহন চলতে থাকে, কিন্তু এটি ইলেক্ট্রোডকে 150 ডিগ্রির উপরে তাপমাত্রায়ও ছোট-বর্তমান থেকে বাধা দেয়। নেতিবাচক দিক হল খরচ-সিরামিক-কোটেড সেপারেটর 2-3× স্ট্যান্ডার্ড সেপারেটরের দাম-এবং সামান্য বেশি প্রতিবন্ধকতা চালায়।

পোরোসিটি সাধারণত 40-50% চলে। খুব কম এবং আয়নিক প্রতিরোধ ক্ষমতা সীমিত করে, উপরে যায়। খুব বেশি এবং যান্ত্রিক শক্তি ভোগে। ছিদ্র আকার বন্টন বিষয় খুব; Gurley নম্বর (বায়ু ব্যাপ্তিযোগ্যতা পরীক্ষা) একটি আদর্শ বৈশিষ্ট্য। বেশিরভাগ ইভি-গ্রেড বিভাজক 200-400 সেকেন্ড/100cc লক্ষ্য করে।

একটি লিথিয়াম আয়ন কোষের ইলেক্ট্রোলাইট আপনি ভাবতে পারেন তার চেয়ে জটিল। বেস ফর্মুলেশন সাধারণত লিথিয়াম লবণ-LiPF₆ (লিথিয়াম হেক্সাফ্লুরোফসফেট) 95%+ কোষে-জৈব কার্বনেটের মিশ্রণে দ্রবীভূত হয়। সাধারণ দ্রাবকগুলির মধ্যে রয়েছে ইথিলিন কার্বোনেট (ইসি), ডাইমিথাইল কার্বোনেট (ডিএমসি), ডাইথাইল কার্বনেট (ডিইসি), এবং ইথাইল মিথাইল কার্বনেট (ইএমসি)।

LiPF₆ ঘনত্ব সাধারণত প্রায় 1.0 থেকে 1.2 M (মোলার)। উচ্চতর ঘনত্ব আয়নিক পরিবাহিতাকে এক বিন্দু পর্যন্ত উন্নত করে, কিন্তু 1.3 এম বা তারও বেশি আপনি কম তাপমাত্রায় লবণের বৃষ্টিপাত পেতে শুরু করেন। LiPF₆ এর সমস্যা আছে-এটি আর্দ্রতা-সংবেদনশীল এবং 60 ডিগ্রির উপরে পচতে শুরু করে -কিন্তু LiBOB বা LiFSI এর মত বিকল্পগুলি খরচ বা অন্যান্য ট্রেডঅফের কারণে এটিকে এখনও স্থানচ্যুত করতে পারেনি৷

কার্বনেট দ্রাবক মিশ্রণটি প্রয়োগের জন্য সুর করা হয়। EC এর উচ্চ অস্তরক ধ্রুবক এবং ভাল SEI-গঠন বৈশিষ্ট্য রয়েছে, কিন্তু এটি 36 ডিগ্রিতে বরফ হয়ে যায়। কম তাপমাত্রার কর্মক্ষমতা বজায় রাখতে আপনাকে এটিকে নিম্ন-ডিএমসি বা ইএমসি-এর মতো সান্দ্রতা কার্বনেটের সাথে মিশ্রিত করতে হবে। একটি সাধারণ সূত্র হতে পারে EC:DMC 1:1 ভলিউম অনুসারে, অথবা EC:EMC 3:7। সঠিক অনুপাত মালিকানা এবং ঘনিষ্ঠভাবে সুরক্ষিত।

সংযোজন হল যেখানে আসল রসায়ন জাদু ঘটে। আধুনিক ইলেক্ট্রোলাইটগুলিতে 2-5% ওজনের বিভিন্ন সংযোজন রয়েছে যা SEI গঠনকে সংশোধন করে, অতিরিক্ত চার্জ রোধ করে, গ্যাস উত্পাদনকে দমন করে বা উচ্চ-তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা উন্নত করে। গ্রাফাইট অ্যানোডগুলিতে SEI গুণমান উন্নত করার জন্য 1-2% এ Vinylene কার্বনেট (VC) প্রায় সর্বজনীন। ফ্লুরোইথিলিন কার্বনেট (এফইসি) সিলিকনযুক্ত অ্যানোডগুলির জন্য আরও ভাল কাজ করে। এই যৌগগুলি প্রাথমিক চার্জিং চক্রের সময় অগ্রাধিকারমূলকভাবে হ্রাস করে, অ্যানোডে একটি প্রতিরক্ষামূলক স্তর তৈরি করে যা আয়নগতভাবে পরিবাহী কিন্তু বৈদ্যুতিনভাবে অন্তরক।

বাইফেনাইল বা সাইক্লোহেক্সিলবেনজিনের মতো ওভারচার্জ সুরক্ষা সংযোজনগুলি প্রায় 4.5V পলিমারাইজ করা শুরু করে, একটি অভ্যন্তরীণ শান্ট তৈরি করে যা ভোল্টেজকে আরও উপরে উঠতে বাধা দেয়। বিএমএস ব্যর্থ হলে এটি আপনাকে কিছু সুরক্ষা দেয়, যদিও এটির উপর নির্ভর করা স্পষ্টতই একটি ডিজাইনের সেরা অনুশীলন নয়।

SEI সম্ভবত সবচেয়ে কম বোঝা যায় কিন্তু লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারি অপারেশনের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ দিক। প্রথম কয়েকটি চার্জিং চক্রের সময়, ইলেক্ট্রোলাইট উপাদানগুলি অ্যানোড পৃষ্ঠের সাথে বিক্রিয়া করে, একটি প্যাসিভেশন স্তর তৈরি করে। এই স্তরটি গুরুত্বপূর্ণ: এটি অবশ্যই আয়নগতভাবে পরিবাহী হতে হবে (লিথিয়াম আয়নগুলিকে অনুমতি দেওয়ার জন্য) তবে বৈদ্যুতিনভাবে অন্তরক (আরও ইলেক্ট্রোলাইট পচন রোধ করতে)। SEI কম্পোজিশন হল 10-100 nm পুরু স্তরে একত্রে মিশ্রিত কয়েক ডজন লিথিয়াম লবণ, জৈব যৌগ এবং পলিমার।

ভাল SEI গঠন হল একটি কোষ যা 500 বার সাইকেল করে এবং একটি যেটি 3,000 বার সাইকেল করে তার মধ্যে পার্থক্য। সমস্যা হল যে SEI স্থির নয়। এটি অ্যানোডের ভলিউম পরিবর্তনের সময় ফাটল ধরে, তাজা পৃষ্ঠকে প্রকাশ করে যা ক্ষতি মেরামত করতে আরও ইলেক্ট্রোলাইট এবং লিথিয়াম গ্রহণ করে। এই কারণেই সাইকেল চালানোর সময় ক্ষমতা ম্লান হয়ে যায় এমনকি যখন আপনি সেলের সাথে নম্র আচরণ করছেন।

গঠন সাইক্লিং একটি গুরুত্বপূর্ণ উত্পাদন পদক্ষেপ. প্রাথমিক SEI প্রতিষ্ঠার জন্য কোষগুলি এক বা একাধিক ধীর চার্জ-নিয়ন্ত্রিত তাপমাত্রায় ডিসচার্জ চক্রের মধ্য দিয়ে যায়। গঠন প্রোটোকল মালিকানা, কিন্তু সাধারণ প্রথম-সাইকেল চার্জ করার হার হল C/20 থেকে C/10, এবং প্রক্রিয়াটি 24-48 ঘন্টা সময় নিতে পারে। নির্মাতারা সম্ভাব্য সর্বাধিক স্থিতিশীল SEI তৈরি করতে গঠনের ভোল্টেজ সীমা, তাপমাত্রা, বিশ্রামের সময়কাল এবং সাইক্লিং প্যাটার্নগুলিকে অপ্টিমাইজ করে। এই ভুল পেতে আপনার সাইকেল জীবন খরচ.

ক্যালেন্ডারের বার্ধক্য-এমনকি যখন কোষটি সেখানে বসে থাকে-তাও মূলত একটি SEI ঘটনা। SEI ওপেন সার্কিটে ধীরে ধীরে বাড়তে থাকে, চক্রযোগ্য লিথিয়াম গ্রহণ করে। উচ্চ চার্জ এবং উচ্চ তাপমাত্রায় স্টোরেজ এটিকে ত্বরান্বিত করে। 100% SOC এবং 60 ডিগ্রীতে সঞ্চিত একটি সেল বছরে 20% ক্ষমতা হারাতে পারে, যখন একই সেল 50% SOC এবং 25 ডিগ্রিতে 3% হারাতে পারে।

লিথিয়াম আয়ন কোষগুলি অতিরিক্ত চার্জ, অতিরিক্ত{0}}স্রাব এবং অনুপযুক্ত তাপমাত্রায় চার্জ হওয়ার জন্য সংবেদনশীল। এই কারণেই প্রতিটি মাল্টি-সেল ব্যাটারি প্যাকের একটি BMS (ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম) প্রয়োজন৷

স্ট্যান্ডার্ড চার্জিং পদ্ধতি হল ধ্রুবক কারেন্ট/কনস্ট্যান্ট ভোল্টেজ (CC-CV)। CC পর্যায়ে, আপনি একটি নির্দিষ্ট হারে কোষে কারেন্ট ঠেলে দেন-সাধারণত বেশিরভাগ কোষের জন্য 0.5C থেকে 1C, যদিও কিছু উচ্চ-শক্তি কোষ 3C বা তার বেশি পরিচালনা করতে পারে। সেল চার্জ হওয়ার সাথে সাথে ভোল্টেজ বেড়ে যায়। যখন ভোল্টেজ ঊর্ধ্ব সীমায় পৌঁছে যায় (বেশিরভাগ রসায়নের জন্য 4.2V, LFP-এর জন্য 3.65V, 4.3V বা 4.35V কিছু উচ্চ-শক্তি NMC ভেরিয়েন্টের জন্য), আপনি CV মোডে স্যুইচ করেন। সেলটি সম্পূর্ণ চার্জের কাছাকাছি আসার সাথে সাথে বর্তমান টেপার বন্ধ হয়ে যায়, সাধারণত কারেন্ট C/20 বা C/50 এর নিচে নেমে গেলে কেটে যায়।

দ্রুত চার্জিং আরও জটিল। উচ্চ চার্জের হার অ্যানোডে লিথিয়ামের প্রলেপকে ত্বরান্বিত করে, যা বিপজ্জনক-ধাতু লিথিয়াম অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল এবং অভ্যন্তরীণ শর্টস বা ডেনড্রাইট গঠনের দিকে নিয়ে যেতে পারে যা বিভাজক ভেদ করে। দ্রুত-নিরাপদভাবে চার্জ করার জন্য, আপনাকে বুঝতে হবে কিভাবে ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং তাপমাত্রা লিথিয়াম প্লেটিং শুরু হওয়ার অবস্থার সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করে।

সমস্যা হল যে আপনি সরাসরি একটি সিল কক্ষে লিথিয়াম প্লেটিং পরিমাপ করতে পারবেন না। আপনাকে অন্যান্য সংকেত থেকে এটি অনুমান করতে হবে। একটি পদ্ধতি হল অ্যানোড সম্ভাব্য বনাম লিথিয়াম ধাতব রেফারেন্স ট্র্যাক করা। যদি অ্যানোড পটেনশিয়াল 0V বনাম Li/Li⁺ এর নিচে যায়, তাহলে প্রলেপ ঘটছে। সমস্যা হল, বেশিরভাগ বাণিজ্যিক কোষে রেফারেন্স ইলেক্ট্রোড নেই।

দ্রুত চার্জ করার সময় তাপমাত্রা বৃদ্ধিও গুরুত্বপূর্ণ। একটি সেল 2C তে চার্জ করলে তার অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা 15-অ্যাক্টিভ কুলিংয়ের সাথেও পরিবেষ্টনের চেয়ে 20 ডিগ্রি বেড়ে যেতে পারে। ঠাণ্ডা তাপমাত্রায়, এটি আসলে সহায়ক-একটি ঠাণ্ডা কোষের (বলুন -10 ডিগ্রী) খুব কম পাওয়ার ক্ষমতা আছে, কিন্তু আপনি যদি মাঝারি হারে (0.5C) চার্জ করে এটিকে উষ্ণ করতে পারেন তবে কর্মক্ষমতা উন্নত হয়৷ কিছু ইভি আসলে উদ্দেশ্যমূলকভাবে এটি করে: ঠাণ্ডা আবহাওয়ায়, চালক ত্বরণের জন্য উচ্চ শক্তি দাবি করার আগে ব্যাটারি গরম করার জন্য তারা একটি সংক্ষিপ্ত উচ্চ-কারেন্ট চার্জ পালস চালাবে।

কোষের ভারসাম্য প্রয়োজন কারণ সিরিজের কোষগুলি কখনই পুরোপুরি মেলে না। উত্পাদন সহনশীলতা, স্ব-স্রাবের হারে ছোট পার্থক্য, এবং প্যাক জুড়ে তাপীয় গ্রেডিয়েন্ট ভোল্টেজ ড্রিফটের কারণ। আপনি যদি ভারসাম্য না রেখে একটি সিরিজ স্ট্রিং চার্জ করেন, কিছু কোষ অন্যদের আগে উপরের ভোল্টেজ সীমাতে আঘাত করে। শক্তিশালী কোষগুলি কম চার্জযুক্ত, দুর্বল কোষগুলি অতিরিক্ত চার্জযুক্ত এবং কর্মক্ষমতা ক্ষতিগ্রস্ত হয়।

প্যাসিভ ব্যালেন্সিং প্রতিরোধক ব্যবহার করে উচ্চ{{0}ভোল্টেজ কোষ থেকে শক্তি বের করে দেয়। এটি সহজ এবং সস্তা কিন্তু তাপ হিসাবে শক্তি অপচয় করে। সক্রিয় ভারসাম্য উচ্চ কোষ থেকে নিম্ন কোষে শক্তি স্থানান্তর করতে DC-ডিসি রূপান্তরকারী বা ক্যাপাসিটর ব্যবহার করে। আরো দক্ষ, আরো জটিল, আরো ব্যয়বহুল। একটি 400V EV প্যাকের জন্য, প্যাসিভ ব্যালেন্সিং ক্রমাগত 50-100W নষ্ট করতে পারে, যা ড্রাইভিং ক্ষমতার তুলনায় নগণ্য কিন্তু সময়ের সাথে সাথে যোগ হয়।

Lithium Ion Battery Technology

একটি লিথিয়াম আয়ন কোষে তাপ উৎপন্ন হয় তিনটি উৎস থেকে: অপরিবর্তনীয় তাপ (অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ থেকে জুল উত্তাপ), বিপরীতমুখী তাপ (তড়িৎ রাসায়নিক বিক্রিয়ার এনট্রপি পরিবর্তন), এবং পার্শ্ব প্রতিক্রিয়া থেকে তাপ। কম থেকে মাঝারি সি- হারে, বিপরীত তাপ প্রাধান্য পায়। উচ্চ C- হারে, অপরিবর্তনীয় তাপ গ্রহণ করে।

বিপরীত তাপ শব্দটি আকর্ষণীয় কারণ এটি SOC এর উপর নির্ভর করে চিহ্ন পরিবর্তন করে। বেশিরভাগ লিথিয়াম আয়ন রসায়নের জন্য, চার্জিং কম SOC-তে তাপ উৎপন্ন করে কিন্তু উচ্চ SOC-তে তাপ শোষণ করে। ডিসচার্জিং এর বিপরীত কাজ করে। ক্রসওভার পয়েন্ট সাধারণত প্রায় 50-60% SOC হয়। এই কারণেই আপনি দেখতে পারেন যে চার্জিংয়ের চূড়ান্ত পর্যায়ে সেলের তাপমাত্রা আসলে কমে গেছে যদি বর্তমান যথেষ্ট কম হয়।

অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের তাপমাত্রা, SOC এবং বার্ধক্যের সাথে পরিবর্তিত হয়। 25 ডিগ্রিতে, একটি তাজা 18650 সেলের 40-60 মিলিওহমস ডিসি প্রতিরোধ ক্ষমতা থাকতে পারে। -20 ডিগ্রীতে, এটি 200-300 মিলিওহম পর্যন্ত লাফ দিতে পারে। এই কারণেই ঠান্ডা আবহাওয়ার ইভি রেঞ্জ এত নাটকীয়ভাবে কমে যায়। কম তাপমাত্রায় শুধু রসায়ন ধীরগতি হয় না, কিন্তু অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধির অর্থ হল কোষের অভ্যন্তরে তাপ হিসাবে ব্যাটারির বেশি শক্তি নষ্ট হয়।

তাপ পলাতক থ্রেশহোল্ড রসায়নের উপর নির্ভর করে। এনএমসি কোষের জন্য, এক্সোথার্মিক পচন প্রতিক্রিয়া প্রায় 180-220 ডিগ্রি শুরু হয়। একবার শুরু হলে, তাপমাত্রা প্রতি সেকেন্ডে 10-50 ডিগ্রি বাড়তে পারে, 800 ডিগ্রি বা তার বেশি পৌঁছাতে পারে। LFP অনেক নিরাপদ; থার্মাল পলাতক সূচনা হল 270 ডিগ্রি + এবং পৌঁছে যাওয়া সর্বোচ্চ তাপমাত্রা কম।

একটি প্যাক মধ্যে কোষ মধ্যে বংশবৃদ্ধি প্রকৃত বিপদ. যদি একটি কোষ তাপীয় দৌড়ে যায়, তবে এটি তার প্রতিবেশীদের উত্তপ্ত করে। প্রতিবেশী কোষগুলিও পালিয়ে যাবে কিনা তা শীতল করার ক্ষমতা, কোষের ফাঁকা স্থান এবং নিরোধকের উপর নির্ভর করে। UL 9540A প্রচার পরীক্ষা একটি কোষকে তাপীয় দৌড়ে জোর করে এবং সংলগ্ন কোষগুলি অনুসরণ করে কিনা তা পর্যবেক্ষণ করে এটি অনুকরণ করে। ভাল প্যাক ডিজাইনে একটি ঘরের ব্যর্থতা বা সর্বাধিক একটি ছোট মডিউল থাকে।

শীতল করার কৌশল ভিন্ন হয়। এয়ার কুলিং হল সবচেয়ে সহজ-কোষ বা প্যাকের উপর বাতাস ফুঁকানো। PHEV বা শক্তি স্টোরেজ সিস্টেমের মতো কম শক্তির ঘনত্বের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ঠিক আছে। উচ্চ কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ইভির জন্য তরল শীতলকরণ প্রয়োজনীয়-। বেশিরভাগ ডিজাইনে কোল্ড প্লেট বা কুলিং চ্যানেলের মাধ্যমে প্রতি মিনিটে 10-25 লিটার হারে 50:50 ওয়াটার-গ্লাইকল মিশ্রণ ব্যবহার করা হয়। ইনলেট তাপমাত্রা সাধারণত 20-35 ডিগ্রি নিয়ন্ত্রিত হয়। ব্যাটারি প্যাক তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টগুলি সর্বাধিক 5 ডিগ্রি থেকে মিনিটের নিচে থাকা উচিত যাতে উষ্ণতম কোষগুলির ত্বরিত বার্ধক্য এড়াতে হয়।

কিছু পরীক্ষামূলক ডিজাইন রেফ্রিজারেন্ট কুলিং, ডাইইলেক্ট্রিক ফ্লুইডে নিমজ্জন কুলিং, বা ফেজ-পরিবর্তন উপকরণ ব্যবহার করে। রেফ্রিজারেন্ট কুলিং আরও তাপ বের করে দিতে পারে তবে আরও জটিল এসি সিস্টেম প্রয়োজন। নিমজ্জন কুলিং এর চমৎকার তাপ স্থানান্তর সহগ রয়েছে (500-2,000 W/m²K বনাম 50-150 W/m²K পরোক্ষ তরল শীতল করার জন্য) কিন্তু সিলিং এবং তরল সামঞ্জস্য চ্যালেঞ্জ। পিসিএমগুলি নিষ্ক্রিয়ভাবে কাজ করে কিন্তু শেষ পর্যন্ত সঞ্চিত তাপকে প্রত্যাখ্যান করতে হবে, তাই তারা প্রধানত দ্রুত চার্জিং বা কঠিন ত্বরণের সময় ক্ষণস্থায়ী শীতলতায় সহায়তা করে।

ক্ষমতা বিবর্ণ এবং প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি দুটি প্রধান অবক্ষয় প্রক্রিয়া। তারা একই সাথে ঘটছে বিভিন্ন শারীরিক এবং রাসায়নিক প্রক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট করছি.

অ্যানোডের দিকে, SEI বৃদ্ধি চক্রযোগ্য লিথিয়াম এবং ইলেক্ট্রোলাইট গ্রহণ করে, প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। গ্রাফাইট এক্সফোলিয়েশন ঘটতে পারে যদি সেলটিকে কম তাপমাত্রায় চার্জ করা হয়-লিথিয়াম প্লেটে ইন্টারক্যালেটিংয়ের পরিবর্তে গ্রাফাইট পৃষ্ঠে, এবং যখন এটি শেষ পর্যন্ত ইন্টারক্যালেট করে, এটি গ্রাফাইট গঠনকে আলাদা করে দেয়। এটি প্রায়ই অপরিবর্তনীয়। উচ্চ তাপমাত্রায় বাইন্ডারের পচন কণার মধ্যে বৈদ্যুতিক যোগাযোগের ক্ষতি ঘটায়।

ক্যাথোড অবক্ষয়ের মধ্যে রয়েছে ট্রানজিশন ধাতু দ্রবীভূতকরণ (বিশেষ করে এলএমওতে ম্যাঙ্গানিজ বা ম্যাঙ্গানিজ-এনএমসি রয়েছে), বারবার লিথিয়াম সন্নিবেশ/নিষ্কাশন থেকে কাঠামোগত পরিবর্তন এবং উচ্চ-নিকেল ক্যাথোডে পৃষ্ঠের পুনর্গঠন। দ্রবীভূত রূপান্তর ধাতুগুলি অ্যানোডে স্থানান্তরিত হয় যেখানে তারা SEI বৃদ্ধিকে অনুঘটক করে, তাই ক্যাথোড অবক্ষয় পরোক্ষভাবে অ্যানোডের অবক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে।

উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ তাপমাত্রায় ইলেক্ট্রোলাইট পচন এবং গ্যাস উত্পাদন বড় সমস্যা। সাধারণ গ্যাসের মধ্যে রয়েছে CO₂, CO, এবং কার্বনেটের পচন থেকে বিভিন্ন হাইড্রোকার্বন। থলি কোষে, আপনি থলিটি দৃশ্যমানভাবে ফুলে যেতে দেখবেন। শক্ত কেসযুক্ত নলাকার বা প্রিজম্যাটিক কোষগুলিতে, নিরাপত্তা ভেন্ট খোলা না হওয়া পর্যন্ত চাপ তৈরি হয় (সাধারণত 10-15 বারে)।

লিথিয়াম ইনভেন্টরির ক্ষতি একটি প্রধান ফেইড মেকানিজম। প্রতিবার যখন SEI বৃদ্ধি পায় বা অ্যানোডে অপরিবর্তনীয়ভাবে লিথিয়াম প্লেট হয়, কিছু লিথিয়াম সাইকেলেবল লিথিয়ামের পুল থেকে বের করা হয়। অবশেষে আপনি রান আউট এবং ক্ষমতা ড্রপ.

অভ্যন্তরীণ শর্টস থেকে হঠাৎ ব্যর্থতা ঘটতে পারে। বেশিরভাগ হাফপ্যান্ট ছোট শুরু হয়-একটি ক্ষুদ্র ধাতব কণা বিভাজককে ছিদ্র করে, অথবা একটি লিথিয়াম ডেনড্রাইট এর মধ্য দিয়ে বৃদ্ধি পায়। সংক্ষিপ্তটি একটি হট স্পট তৈরি করে, যা স্থানীয়ভাবে অবক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে, যা ছোটটিকে আরও খারাপ করে তোলে এবং আপনি একটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া লুপ পান। কখনও কখনও কোষ স্ব-নিরাময় করে যদি শর্ট গলে যায়। অন্য সময় তা থার্মাল রানঅওয়েতে অগ্রসর হয়।

পেরেক অনুপ্রবেশ পরীক্ষা (একটি চার্জড সেলের মাধ্যমে একটি স্টিলের পেরেক জোর করে) একটি আদর্শ অপব্যবহারের পরীক্ষা। LFP কোষগুলি সাধারণত পেরেকের অনুপ্রবেশ থেকে তাপীয় পলায়নে যায় না। NMC কোষগুলি প্রায়শই করে, যদিও আরও ভাল বিভাজক এবং নিম্ন নির্দিষ্ট শক্তি সহ ডিজাইনগুলি কখনও কখনও পাস করতে পারে।

চিত্র 5 মাঝারি সাইক্লিং অবস্থার (1C চার্জ/ডিসচার্জ, 25 ডিগ্রি , 100% DOD) বিভিন্ন রসায়নের জন্য সাইকেল নম্বর বনাম প্লট ক্ষমতা ধরে রাখা।

লিথিয়াম আয়ন কোষে কত শক্তি আছে তা আপনি সরাসরি পরিমাপ করতে পারবেন না। আপনাকে অন্যান্য পরিমাপ থেকে এটি অনুমান করতে হবে: ভোল্টেজ, বর্তমান এবং তাপমাত্রা।

সহজতম SOC অনুমান পদ্ধতি হল ভোল্টেজ-ভিত্তিক। প্রতিটি রসায়নের একটি বৈশিষ্ট্যযুক্ত খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ বনাম SOC বক্ররেখা রয়েছে। সেলটি কিছুক্ষণের জন্য বিশ্রাম নেওয়ার পরে ভোল্টেজ পরিমাপ করুন (অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধের ক্ষয় থেকে ক্ষণস্থায়ী ভোল্টেজ ড্রপ করার জন্য), এটি OCV বক্ররেখাতে দেখুন এবং আপনি SOC জানেন। সমস্যা হল, বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সেলের বিশ্রাম নেওয়ার জন্য আপনার কাছে খুব কমই সময় থাকে।

কুলম্ব গণনা হল আদর্শ পদ্ধতি। চার্জ ইন এবং আউট ট্র্যাক করার জন্য আপনি সময়ের সাথে বর্তমানকে সংহত করেন। আপনি একটি পরিচিত SOC থেকে শুরু করলে, আপনি যে কোনো সময় নতুন SOC গণনা করতে পারেন। সঠিকতা নির্ভর করে আপনার বর্তমান সেন্সর (±0.5% সাধারণ) এবং প্রকৃত ক্ষমতা জানার উপর। সময়ের সাথে ত্রুটিগুলি জমা হয়, তাই আপনাকে পর্যায়ক্রমে একটি সম্পূর্ণ চার্জ বা ডিসচার্জ চক্রের মাধ্যমে পুনরায় ক্যালিব্রেট করতে হবে।

মডেল-ভিত্তিক পদ্ধতিগুলি একটি সমতুল্য সার্কিট মডেল বা কোষের ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল মডেল ব্যবহার করে। আপনি টার্মিনাল ভোল্টেজ এবং কারেন্ট পরিমাপ করেন, আপনার মডেলের মাধ্যমে সেগুলি চালান এবং SOC সহ অভ্যন্তরীণ অবস্থাগুলি বের করেন। বর্ধিত কালমান ফিল্টার বা অনুরূপ রাষ্ট্রীয় পর্যবেক্ষক সাধারণ। এই পদ্ধতিগুলি খুব নির্ভুল হতে পারে (±2% SOC ত্রুটি) তবে ভাল মডেল এবং উল্লেখযোগ্য গণনামূলক সংস্থানগুলির প্রয়োজন।

SOH অনুমান করা কঠিন কারণ আপনি অবক্ষয় পরিমাপ করার চেষ্টা করছেন, যা ধীর এবং ধীরে ধীরে। ধারণক্ষমতা বিবর্ণ এবং প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি অপরিহার্যভাবে একে অপরের সাথে বা চক্র গণনার সাথে রৈখিকভাবে সম্পর্কযুক্ত নয়। একটি সেল যা দ্রুত-অনেক চার্জ করা হয়েছে তার উচ্চ প্রতিবন্ধকতা থাকতে পারে কিন্তু শুধুমাত্র মাঝারি ক্ষমতা বিবর্ণ। উচ্চ SOC/তাপমাত্রায় সংরক্ষিত একটি কোষের উল্লেখযোগ্য ক্ষমতা বিবর্ণ হতে পারে কিন্তু অপেক্ষাকৃত কম প্রতিবন্ধকতা বৃদ্ধি।

শিল্প অনুশীলন হল ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে SOH সংজ্ঞায়িত করা: একটি কোষ তার মূল ক্ষমতার 80% 80% SOH তে থাকে এবং এটি প্রায়ই EV অ্যাপ্লিকেশনের জন্য জীবনের-শেষ-বিবেচিত হয়। সেল এখনও কাজ করে, কিন্তু পরিসীমা 20% কমে গেছে। শক্তি সঞ্চয় অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, কোষগুলি 60-70% SOH পর্যন্ত ব্যবহার করা যেতে পারে।

কিছু বিএমএস পর্যায়ক্রমিক ক্ষমতা পরীক্ষা করে-কম হারে ব্যাটারি সম্পূর্ণভাবে ডিসচার্জ করে এবং পরিমাপ করে কত শক্তি বের হয়। এটি সঠিক কিন্তু অনুপ্রবেশকারী (পরীক্ষার সময় ব্যাটারি অনুপলব্ধ) এবং ঘন্টা সময় নেয়। অন্যান্য পন্থা ভোল্টেজ বক্ররেখা, প্রতিবন্ধকতা পরিমাপ বা কুলম্বিক দক্ষতা থেকে পরোক্ষভাবে ক্ষমতা অনুমান করার চেষ্টা করে।

অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ একটি বর্তমান পালস প্রয়োগ করে এবং ভোল্টেজ প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করে বা বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি ছোট এসি সংকেত ইনজেকশনের মাধ্যমে পরিমাপ করা যেতে পারে (ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ইম্পিডেন্স স্পেকট্রোস্কোপি)। EIS আরও অনেক তথ্য দেয় কিন্তু বিশেষ হার্ডওয়্যার প্রয়োজন যা বাণিজ্যিক BMS-এ খুব কমই থাকে।

Lithium Ion Battery Technology

যখন একটি EV ব্যাটারি--জীবনের শেষ হয়ে যায় (সাধারণত 70-মূল ক্ষমতার 80%), তখনও কম চাহিদাসম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এটি পুরোপুরি কার্যকর। স্থির শক্তি সঞ্চয়ের জন্য দ্বিতীয়-জীবনের ব্যাটারি ব্যবহার ট্র্যাকশন অর্জন করছে।

অর্থনীতি চতুর। আপনাকে অবসরপ্রাপ্ত প্যাকটি পরীক্ষা করতে হবে, সম্ভাব্যভাবে এটি পুনরায় তৈরি করতে হবে (BMS, কুলিং সিস্টেম বা ক্ষতিগ্রস্ত মডিউলগুলি প্রতিস্থাপন করতে হবে), নতুন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এটিকে প্রত্যয়িত করতে হবে এবং একটি ওয়ারেন্টি প্রদান করতে হবে। এই সব টাকা খরচ. দ্বিতীয়-জীবনকে অর্থবহ করার জন্য, সংস্কার করা প্যাকের দাম স্থির অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা একটি নতুন প্যাকের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম হবে৷ নতুন প্যাক খরচের 40-50% এর কম সংস্কার করলেও খরচ ভেঙ্গে যায়, আপনি কার বিশ্লেষণ বিশ্বাস করেন তার উপর নির্ভর করে।

অবসরপ্রাপ্ত কোষ পরীক্ষা করা অ-তুচ্ছ। একটি মডিউলে সমান্তরাল সিরিজ-তে শত শত কোষ থাকতে পারে। আপনি সহজেই তাদের পৃথকভাবে পরীক্ষা করতে পারবেন না। আপনি একটি ইউনিট হিসাবে মডিউল পরীক্ষা করতে পারেন, কিন্তু একটি খারাপ সেল নিজেকে মাস্ক করতে পারে। কিছু অবক্ষয় মোড ধ্বংসাত্মক পরীক্ষা ছাড়া সনাক্ত করা কঠিন। দায়বদ্ধতার প্রশ্নও আছে: যদি একটি সেকেন্ড-লাইফ ব্যাটারিতে আগুন ধরে যায়, তাহলে কে দায়ী?

পুনর্ব্যবহার করা হল জীবনের পথের-চূড়ান্ত শেষ। বর্তমান বড়-স্কেল রিসাইক্লিং pyrometallurgy (smelting) বা hydrometalurgy (রাসায়নিক লিচিং) ব্যবহার করে। পাইরোমেটালার্জি সহজ কিন্তু কম নির্বাচনী-আপনি মিশ্র ধাতব ধাতু পান যা আরও পরিমার্জন প্রয়োজন। হাইড্রোমেটালার্জি উচ্চতর বিশুদ্ধতায় পৃথক ধাতু পুনরুদ্ধার করতে পারে তবে আরও পদক্ষেপের প্রয়োজন এবং রাসায়নিক বর্জ্য তৈরি করে।

পুনর্ব্যবহারের অর্থনীতি ধাতুর দামের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে। কোবাল্ট মূল্যবান (ঐতিহাসিকভাবে প্রায় $30-40/কেজি, যদিও দামগুলি অস্বাভাবিকভাবে বেড়ে চলেছে), তাই কোবাল্টের রিসাইক্লিং-সমৃদ্ধ রসায়ন অর্থনৈতিকভাবে কার্যকর। নিকেল স্কেলে পুনর্ব্যবহারযোগ্য। ম্যাঙ্গানিজ, লোহা, এবং অ্যালুমিনিয়াম কম মূল্যের ধাতু-, তাই পুনর্ব্যবহার করা অর্থপূর্ণ হয় প্রধানত এগুলিকে ল্যান্ডফিল থেকে দূরে রাখা। লিথিয়াম আকর্ষণীয় - এটি প্রতি কিলোগ্রামে বিশেষভাবে মূল্যবান নয়, তবে সরবরাহের সীমাবদ্ধতা পুনরুদ্ধারকে আকর্ষণীয় করে তোলে।

সরাসরি রিসাইক্লিং-ব্যাটারি বিচ্ছিন্ন করা এবং ক্যাথোড বা অ্যানোড উপাদানকে ধাতব লবণে না ভেঙে সরাসরি পুনঃব্যবহার করা-একটি উত্তপ্ত গবেষণার ক্ষেত্র। আপনি যদি ব্যবহারযোগ্য আকারে ক্যাথোড পাউডার পুনরুদ্ধার করতে পারেন, তাহলে আপনি ক্যাথোড সংশ্লেষণের শক্তি এবং খরচ বাঁচাতে পারবেন। চ্যালেঞ্জের মধ্যে রয়েছে বর্তমান সংগ্রাহক এবং বাইন্ডার থেকে সক্রিয় উপাদান আলাদা করা, এবং পুনর্ব্যবহৃত উপাদান বিভিন্ন নির্মাতা, বয়স এবং রসায়নের কোষের মিশ্রণ।