তিন ধরনের প্রধানলিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারি(লি-আয়ন): সিলিন্ডার আকৃতির সেল, প্রিজম্যাটিক সেল এবং পাউচ সেল। বৈদ্যুতিক গাড়ির শিল্পে, সবচেয়ে সম্ভাবনাময় উন্নয়নগুলো সিলিন্ডার আকৃতির এবং প্রিজম্যাটিক সেলকে কেন্দ্র করে আবর্তিত হচ্ছে। যদিও সাম্প্রতিক বছরগুলোতে সিলিন্ডার আকৃতির ব্যাটারি সবচেয়ে জনপ্রিয় ছিল, বেশ কিছু কারণ ইঙ্গিত দেয় যে প্রিজম্যাটিক সেলগুলো এর স্থান দখল করে নিতে পারে।

কী কীপ্রিজম্যাটিক কোষ

একটিপ্রিজম্যাটিক কোষপ্রিজম্যাটিক সেল হলো এমন একটি সেল যার রাসায়নিক গঠন একটি অনমনীয় আবরণের মধ্যে আবদ্ধ থাকে। এর আয়তাকার আকৃতি একটি ব্যাটারি মডিউলে একাধিক ইউনিটকে দক্ষতার সাথে স্তূপীকৃত করার সুযোগ দেয়। প্রিজম্যাটিক সেল দুই প্রকারের হয়: আবরণের ভেতরের ইলেকট্রোড শিটগুলো (অ্যানোড, সেপারেটর, ক্যাথোড) হয় স্তূপীকৃত থাকে অথবা গড়িয়ে ও চ্যাপ্টা করা থাকে।

একই আয়তনে, স্তূপীকৃত প্রিজম্যাটিক কোষ একবারে অধিক শক্তি নির্গত করতে পারে, ফলে উন্নততর কর্মক্ষমতা প্রদান করে, অপরদিকে চ্যাপ্টা প্রিজম্যাটিক কোষে অধিক শক্তি সঞ্চিত থাকায় তা অধিক স্থায়িত্ব প্রদান করে।

প্রিজম্যাটিক সেল প্রধানত শক্তি সঞ্চয় ব্যবস্থা এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যবহৃত হয়। এদের বড় আকারের কারণে ই-বাইক এবং সেলফোনের মতো ছোট ডিভাইসের জন্য এগুলো উপযুক্ত নয়। তাই, এগুলো অধিক শক্তি-নিবিড় প্রয়োগের জন্য বেশি উপযোগী।

নলাকার কোষ কি?

একটিনলাকার কোষএটি একটি দৃঢ় সিলিন্ডার আকৃতির আবরণে আবদ্ধ একটি সেল। সিলিন্ডার আকৃতির সেলগুলো ছোট এবং গোলাকার হওয়ায়, এগুলোকে সব আকারের ডিভাইসে স্তরে স্তরে সাজানো সম্ভব। অন্যান্য ধরনের ব্যাটারির থেকে ভিন্ন, এর আকৃতি স্ফীতি রোধ করে; যা ব্যাটারির ক্ষেত্রে একটি অনাকাঙ্ক্ষিত ঘটনা, যেখানে আবরণের ভেতরে গ্যাস জমা হয়।

নলাকার সেল প্রথম ল্যাপটপে ব্যবহৃত হয়েছিল, যেগুলিতে তিন থেকে নয়টি সেল থাকতো। এরপর টেসলা তার প্রথম বৈদ্যুতিক যানবাহনে (রোডস্টার এবং মডেল এস) এগুলি ব্যবহার করার পর এগুলি জনপ্রিয়তা লাভ করে, যেগুলিতে ৬,০০০ থেকে ৯,০০০ সেল ছিল।

নলাকার সেল ই-বাইক, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং স্যাটেলাইটেও ব্যবহৃত হয়। এদের আকৃতির কারণে মহাকাশ অনুসন্ধানেও এগুলো অপরিহার্য; বায়ুমণ্ডলীয় চাপে অন্য ধরনের সেল বিকৃত হয়ে যাবে। উদাহরণস্বরূপ, মঙ্গলে পাঠানো সর্বশেষ রোভারটি নলাকার সেল ব্যবহার করে চলে। ফর্মুলা ই উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন বৈদ্যুতিক রেস কারগুলোর ব্যাটারিতেও রোভারের মতোই হুবহু একই সেল ব্যবহার করা হয়।

প্রিজম্যাটিক এবং সিলিন্ড্রিক্যাল কোষের মধ্যে প্রধান পার্থক্য

শুধু আকৃতিই প্রিজম্যাটিক ও সিলিন্ড্রিক্যাল কোষের মধ্যে পার্থক্য গড়ে দেয় না। অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্যের মধ্যে রয়েছে এদের আকার, বৈদ্যুতিক সংযোগের সংখ্যা এবং শক্তি উৎপাদন ক্ষমতা।

আকার

প্রিজম্যাটিক কোষগুলো সিলিন্ড্রিক্যাল কোষের চেয়ে অনেক বড় এবং একারণে প্রতিটি কোষে বেশি শক্তি ধারণ করে। পার্থক্যটি সম্পর্কে একটি ধারণা দিতে গেলে বলা যায়, একটি প্রিজম্যাটিক কোষে ২০ থেকে ১০০টি সিলিন্ড্রিক্যাল কোষের সমান শক্তি থাকতে পারে। সিলিন্ড্রিক্যাল কোষের ছোট আকারের কারণে এগুলো এমন সব কাজে ব্যবহার করা যায় যেখানে কম শক্তির প্রয়োজন হয়। ফলে, এগুলো আরও বিস্তৃত পরিসরের কাজে ব্যবহৃত হয়।

সংযোগ

যেহেতু প্রিজম্যাটিক সেলগুলো সিলিন্ড্রিক্যাল সেলের চেয়ে বড়, তাই একই পরিমাণ শক্তি অর্জনের জন্য কম সেলের প্রয়োজন হয়। এর মানে হলো, একই আয়তনের জন্য প্রিজম্যাটিক সেল ব্যবহৃত ব্যাটারিতে কম সংখ্যক বৈদ্যুতিক সংযোগ ঝালাই করার প্রয়োজন হয়। এটি প্রিজম্যাটিক সেলের একটি বড় সুবিধা, কারণ এতে উৎপাদনগত ত্রুটির সুযোগ কম থাকে।

শক্তি

প্রিজম্যাটিক সেলের তুলনায় সিলিন্ড্রিক্যাল সেল কম শক্তি সঞ্চয় করতে পারে, কিন্তু এগুলোর ক্ষমতা বেশি। এর মানে হলো, প্রিজম্যাটিক সেলের চেয়ে সিলিন্ড্রিক্যাল সেল দ্রুত তাদের শক্তি নিঃসরণ করতে পারে। এর কারণ হলো, প্রতি অ্যাম্পিয়ার-আওয়ার (Ah) এর জন্য এগুলোতে বেশি সংযোগ থাকে। ফলে, উচ্চ-কর্মক্ষমতাসম্পন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সিলিন্ড্রিক্যাল সেল আদর্শ, যেখানে শক্তি দক্ষতা অপ্টিমাইজ করার জন্য প্রিজম্যাটিক সেল আদর্শ।

উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ব্যাটারির প্রয়োগের উদাহরণ হলো ফর্মুলা ই রেস কার এবং মঙ্গলগ্রহের ইনজেনুইটি হেলিকপ্টার। উভয়ের ক্ষেত্রেই চরম পরিবেশে চরম কর্মক্ষমতার প্রয়োজন হয়।

কেন প্রিজম্যাটিক কোষগুলো আধিপত্য বিস্তার করতে পারে

ইভি শিল্প দ্রুত বিকশিত হচ্ছে, এবং প্রিজম্যাটিক সেল নাকি সিলিন্ড্রিক্যাল সেল প্রাধান্য পাবে তা অনিশ্চিত। বর্তমানে, ইভি শিল্পে সিলিন্ড্রিক্যাল সেলের ব্যবহার বেশি প্রচলিত, কিন্তু প্রিজম্যাটিক সেলের জনপ্রিয়তা বাড়বে বলে মনে করার যথেষ্ট কারণ রয়েছে।

প্রথমত, প্রিজম্যাটিক সেল উৎপাদন ধাপের সংখ্যা কমিয়ে খরচ কমানোর সুযোগ করে দেয়। এর গঠন বড় আকারের সেল তৈরি করা সম্ভব করে, যার ফলে পরিষ্কার ও ঝালাই করার প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক সংযোগের সংখ্যা কমে যায়।

প্রিজম্যাটিক ব্যাটারি লিথিয়াম-আয়রন ফসফেট (এলএফপি) কেমিস্ট্রির জন্যও একটি আদর্শ ফর্ম্যাট, যা তুলনামূলকভাবে সস্তা এবং সহজলভ্য বিভিন্ন উপাদানের একটি মিশ্রণ। অন্যান্য কেমিস্ট্রির মতো নয়, এলএফপি ব্যাটারিতে এমন সব উপাদান ব্যবহৃত হয় যা এই গ্রহে সর্বত্রই পাওয়া যায়। এগুলোর জন্য নিকেল এবং কোবাল্টের মতো দুর্লভ ও ব্যয়বহুল উপাদানের প্রয়োজন হয় না, যা অন্যান্য ধরনের সেলের খরচ বাড়িয়ে দেয়।

জোরালো ইঙ্গিত পাওয়া যাচ্ছে যে এলএফপি প্রিজম্যাটিক সেলের আবির্ভাব ঘটছে। এশিয়ায়, বৈদ্যুতিক গাড়ির নির্মাতারা ইতিমধ্যেই LiFePO4 ব্যাটারি ব্যবহার করছে, যা প্রিজম্যাটিক ফরম্যাটের এক ধরনের এলএফপি ব্যাটারি। টেসলাও জানিয়েছে যে তারা তাদের গাড়ির স্ট্যান্ডার্ড রেঞ্জ সংস্করণগুলোর জন্য চীনে তৈরি প্রিজম্যাটিক ব্যাটারি ব্যবহার শুরু করেছে।

তবে, এলএফপি কেমিস্ট্রির কিছু গুরুত্বপূর্ণ অসুবিধা রয়েছে। প্রথমত, বর্তমানে ব্যবহৃত অন্যান্য কেমিস্ট্রির তুলনায় এতে শক্তি কম থাকে এবং একারণে এটি ফর্মুলা ১ ইলেকট্রিক গাড়ির মতো উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন যানবাহনে ব্যবহার করা যায় না। এছাড়াও, ব্যাটারি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেম (বিএমএস)-এর পক্ষে ব্যাটারির চার্জের মাত্রা অনুমান করা কঠিন হয়ে পড়ে।

এ সম্পর্কে আরও জানতে আপনি এই ভিডিওটি দেখতে পারেন।এলএফপিরসায়ন এবং কেন এর জনপ্রিয়তা বাড়ছে