ইলেক্ট্রোমোটিভ বল
◆এনার্জি স্টোরেজ ব্যাটারির ডিসচার্জ কর্মক্ষমতা
যখন বাহ্যিক সার্কিট খোলা থাকে, মানে ব্যাটারির মধ্য দিয়ে কোন কারেন্ট প্রবাহিত হয় না, তখন ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য ব্যাটারির ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (EMF) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, সাধারণত E চিহ্ন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়। EMF এর মান হল বৈদ্যুতিক শক্তির পরিমাণ প্রতিফলিত করে এমন একটি সূচক যাব্যাটারি সিস্টেমআউটপুট করতে পারেন। থার্মোডাইনামিক নীতি অনুসারে, আমাদের আছে...
সূত্রে, AG গিবস মুক্ত শক্তির পরিবর্তনকে প্রতিনিধিত্ব করে; n ইলেক্ট্রন স্থানান্তর সংখ্যা প্রতিনিধিত্ব করে; E কোষের ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্রতিনিধিত্ব করে; এবং F ফ্যারাডে ধ্রুবক প্রতিনিধিত্ব করে।
সমীকরণ (1.2) দেখায় যে ব্যাটারি ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্সের মাত্রা মূলত রাসায়নিক বিক্রিয়ার সাথে জড়িত পদার্থের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্য, ব্যাটারি অপারেশন চলাকালীন প্রতিক্রিয়ার অবস্থা (যেমন তাপমাত্রা) এবং বিক্রিয়ক এবং পণ্যগুলির কার্যকলাপের উপর নির্ভর করে এবং ব্যাটারির জ্যামিতি বা আকার দ্বারা প্রভাবিত হয় না।
ওপেন সার্কিট ভোল্টেজ
একটি ব্যাটারির খোলা সার্কিট ভোল্টেজ বলতে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক টার্মিনালের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য বোঝায় যখন বাহ্যিক সার্কিট ব্যাটারি থেকে সংযোগ বিচ্ছিন্ন হয়। এটি লক্ষ করা গুরুত্বপূর্ণ যে ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক টার্মিনালগুলি থার্মোডাইনামিক ভারসাম্যে নাও পৌঁছতে পারে, তাই খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ সাধারণত এর ইলেক্ট্রোমোটিভ ফোর্স (EMF) থেকে সামান্য কম থাকে। EMF হল একটি তাত্ত্বিক মান যা থার্মোডাইনামিক সূত্রের উপর ভিত্তি করে গণনা করা হয়, যখন খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ সরাসরি পরীক্ষামূলক পরিমাপের মাধ্যমে প্রাপ্ত একটি প্রকৃত মান; দুটি মূল্য খুব কাছাকাছি. ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ সঠিকভাবে নির্ণয় করতে, পরিমাপ প্রক্রিয়া চলাকালীন পরিমাপ যন্ত্রের মধ্য দিয়ে কোনো কারেন্ট প্রবাহিত হওয়া উচিত নয়; এই পরীক্ষার জন্য সাধারণত একটি উচ্চ- প্রতিরোধের ভোল্টমিটার ব্যবহার করা হয়।
তদ্ব্যতীত, নামমাত্র ভোল্টেজের ধারণাটি উত্পাদন গবেষণায়ও ব্যবহৃত হয়। নামমাত্র ভোল্টেজ হল একটি ব্যাটারির ভোল্টেজের উপযুক্ত অনুমান, যা রেট ভোল্টেজ নামেও পরিচিত এবং ব্যাটারির ধরন সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি সীসা-ব্যাটারির খোলা-সার্কিট ভোল্টেজ 2.1V এর কাছাকাছি, এবং এর নামমাত্র ভোল্টেজ 2.0V এ সেট করা হয়েছে; একটি জিঙ্ক-ম্যাঙ্গানিজ ব্যাটারির নামমাত্র ভোল্টেজ হল 1.5V; এবং একটি ক্যাডমিয়াম-নিকেল ব্যাটারি এবং একটি নিকেল-মেটাল হাইড্রাইড ব্যাটারির নামমাত্র ভোল্টেজ হল 1.2V।
অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ
একটি ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ, সাধারণত অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ (Rঅভ্যন্তরীণ), ব্যাটারির মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হওয়ার সময় যে প্রতিরোধের সম্মুখীন হয় তাকে বোঝায়। এই অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ প্রধানত দুটি অংশ নিয়ে গঠিত: একটি হল ওমিক অভ্যন্তরীণ রোধ উপাদানের বৈশিষ্ট্য দ্বারা সৃষ্ট; অন্যটি হল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার সময় ইলেক্ট্রোড পৃষ্ঠের মেরুকরণের ঘটনা দ্বারা উত্পন্ন অতিরিক্ত মেরুকরণ অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ।
ওমিক রেজিস্ট্যান্স (আর0) ইলেক্ট্রোলাইট বৈশিষ্ট্য, ঝিল্লি বৈশিষ্ট্য এবং ইলেক্ট্রোড উপাদান দ্বারা প্রভাবিত হয়। একটি ইলেক্ট্রোলাইট দ্রবণের ওমিক রোধ এর নির্দিষ্ট রচনা, ঘনত্বের স্তর এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। সাধারণত, ব্যাটারির জন্য ইলেক্ট্রোলাইট ঘনত্ব সর্বোচ্চ পরিবাহিতা সীমার মধ্যে নির্বাচন করা হয়। ইলেক্ট্রোলাইট আয়নগুলির স্থানান্তরের জন্য ঝিল্লির মাইক্রোপোরগুলির দ্বারা সৃষ্ট প্রতিরোধকে ঝিল্লি প্রতিরোধ বলা হয়, অর্থাৎ, ঝিল্লি মাইক্রোপোরগুলির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আয়নগুলির মুখোমুখি হওয়া প্রতিরোধ। ঝিল্লির ওমিক প্রতিরোধ ক্ষমতা ইলেক্ট্রোলাইটের ধরন, ঝিল্লির উপাদান, ছিদ্র, এবং ছিদ্র টর্টুওসিটির ডিগ্রির মতো বিষয়গুলির সাথে সম্পর্কিত। ইলেক্ট্রোডের কঠিন-ফেজ প্রতিরোধের মধ্যে রয়েছে সক্রিয় উপাদান কণার প্রতিরোধ, কণার মধ্যে যোগাযোগের প্রতিরোধ, সক্রিয় উপাদান এবং পরিবাহী কাঠামোর মধ্যে যোগাযোগের প্রতিরোধ এবং পরিবাহী কাঠামো, পরিবাহী বাসবার এবং টার্মিনালের প্রতিরোধের সমষ্টি। স্রাবের সময়, সক্রিয় উপাদানের গঠন এবং রূপবিদ্যা পরিবর্তিত হতে পারে, যার ফলে প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন হয়। কঠিন{10}}ফেজ রেজিস্ট্যান্স কমাতে, পরিবাহী উপাদান, যেমন অ্যাসিটিলিন ব্ল্যাক-গ্রাফাইট, এর পরিবাহিতা বাড়াতে প্রায়ই সক্রিয় উপাদানে যোগ করা হয়। একটি ব্যাটারির ওমিক অভ্যন্তরীণ রোধ তার আকার, সমাবেশ এবং গঠনের মতো বিষয়গুলির সাথেও সম্পর্কিত। সমাবেশ যত বেশি কমপ্যাক্ট হবে এবং ইলেক্ট্রোডের ব্যবধান যত কম হবে, ওহমিক অভ্যন্তরীণ রোধ তত কম হবে।
পোলারাইজেশন রেজিস্ট্যান্স (R) বলতে ইতিবাচক এবং নেতিবাচক ইলেক্ট্রোডে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার সময় মেরুকরণের কারণে রাসায়নিক শক্তির উত্সে উত্পন্ন অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধকে বোঝায়। মেরুকরণ প্রতিরোধের মধ্যে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল মেরুকরণ এবং ঘনত্ব মেরুকরণ দ্বারা সৃষ্ট প্রতিরোধের সমষ্টি অন্তর্ভুক্ত। এর মাত্রা সক্রিয় পদার্থের বৈশিষ্ট্য, ইলেক্ট্রোড গঠন এবং ব্যাটারি উত্পাদন প্রক্রিয়া দ্বারা প্রভাবিত হয় এবং বিশেষ করে ব্যাটারির অপারেটিং অবস্থার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত। অতএব, ডিসচার্জ মোড এবং স্রাব সময়ের তারতম্যের সাথে তদনুসারে মেরুকরণ প্রতিরোধের পরিবর্তন হয়।
অপারেটিং ভোল্টেজ
একটি ব্যাটারির অপারেটিং ভোল্টেজ, যা লোড ভোল্টেজ বা ডিসচার্জ ভোল্টেজ নামেও পরিচিত, ব্যাটারির ধনাত্মক এবং নেতিবাচক টার্মিনালের মধ্যে সম্ভাব্য পার্থক্য বোঝায় যখন একটি বাহ্যিক সার্কিটের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়। যখন ব্যাটারির মধ্য দিয়ে কারেন্ট প্রবাহিত হয়, মেরুকরণ প্রতিরোধ এবং ওমিক প্রতিরোধের দ্বারা সৃষ্ট প্রতিরোধকে অতিক্রম করার জন্য, প্রকৃত পরিমাপকৃত অপারেটিং ভোল্টেজের মান সর্বদা খোলা-কোন-লোড অবস্থার অধীনে সার্কিট ভোল্টেজের চেয়ে কম হয়।
সমীকরণ (1.3) থেকে দেখা যায়, ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ রোধ যত বেশি হবে, ব্যাটারির অপারেটিং ভোল্টেজ তত কম হবে এবং প্রকৃত শক্তি আউটপুট তত কম হবে। স্পষ্টতই, ব্যাটারির অভ্যন্তরীণ প্রতিরোধ যতটা সম্ভব ছোট হওয়া উচিত।