High capacity oceanographic lithium battery pack
ઉચ્ચ ક્ષમતા ધરાવતું સમુદ્રશાસ્ત્રીય લિથિયમ બેટરી પેક એ સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા બેટરી પેકનો એક પ્રકાર છે. ભૌતિક સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ જમાવટનો સમયગાળો વધારવા અને વધુ માહિતી એકત્રિત કરવા માટે લાંબા ગાળાની જમાવટ માટે ઉચ્ચ ક્ષમતાવાળા લિથિયમ બેટરી પેકનો ઉપયોગ કરે છે. સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ ઘણીવાર દૂરના સ્થળોએ કામ કરે છે જ્યાં પહોંચવું મુશ્કેલ હોય છે. આ દૂરના સ્થળો સુધી પહોંચવાનો ખર્ચ, ઘણીવાર જહાજ દ્વારા, તપાસના ખર્ચ પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે. આ સમુદ્રશાસ્ત્રીઓને તેમની જમાવટનો સમયગાળો વધારવા માટે પ્રેરિત કરે છે જેથી તેઓ તેમની ઓછી વાર મુલાકાત લઈ શકે. આનો અર્થ એ છે કે, અન્ય વસ્તુઓની સાથે, તેમના બેટરી પેકની ક્ષમતામાં વધારો કરવો. ઉપયોગના કારણો જ્યારે શક્ય હોય ત્યારે, સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ આલ્કલાઇન બૅટરીનો ઉપયોગ કરે છે કારણ કે તે સસ્તી અને સહેલાઈથી ઉપલબ્ધ હોય છે. જો કે, જ્યારે આલ્કલાઇન બેટરીઓ અપૂરતી ક્ષમતા પૂરી પાડે છે, ત્યારે સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ લિથિયમ બેટરી પેક તરફ વળે છે, જે ત્રણ ગણી ક્ષમતા પૂરી પાડી શકે છે. લિથિયમ થિયોનિલ ક્લોરાઇડ રસાયણશાસ્ત્ર પર આધારિત બેટરી પેકની કિંમત આલ્કલાઇન બેટરી પેક કરતાં વધુ હોય છે, પરંતુ તેઓ વજનના લગભગ 60 ટકા (બંને વોલ્યુમ દ્વારા) પર આશરે ત્રણ ગણી ઊર્જા ઘનતા પ્રદાન કરે છે. લિથિયમ બૅટરીના અન્ય ફાયદા પણ છે. તેઓ નજીવો ગેસ ઉત્પન્ન કરે છે, અને જે ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે તે હર્મેટિકલી સીલબંધ ધાતુના કન્ટેનરમાં સમાયેલ છે. પેકના જીવનકાળ દરમિયાનનો વોલ્ટેજ આલ્કલાઇન પેકના વોલ્ટેજ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછો બદલાય છે. નીચા પ્રવાહના લિથિયમ કોષોમાં પણ સાપેક્ષ રીતે ઓછું સ્વ-સ્રાવ હોય છે, જે 10 વર્ષમાં તેમની ક્ષમતાના 10 ટકાથી ઓછું ગુમાવે છે. બેટરી પેક ડિઝાઇન ડોપ્લર લિમિટેડ ઓશનોગ્રાફિક બેટરી પેક હાઇબ્રિડ લેયર કેપેસિટર્સ (એચ. એલ. સી.) તરીકે ઓળખાતા નાના રિચાર્જ કરી શકાય તેવા કોષો સાથે જોડાયેલા તાડીરાનના TL6930 લો કરંટ લિથિયમ થિયોનિલ ક્લોરાઇડ પ્રાથમિક કોષોનો ઉપયોગ કરે છે. નીચા પ્રવાહિત લિથિયમ કોષો ઘણા ઉપયોગો માટે જરૂરી પ્રવાહો પૂરા પાડી શકતા નથી, પરંતુ તેઓ ઉચ્ચ પ્રવાહિત કોષો કરતાં વધુ ઊર્જા સંગ્રહિત કરે છે. ઉચ્ચ પ્રવાહ કોષો સર્પાકાર ઘા ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરે છે, એટલે કે, કોષની અંદર સર્પાકારમાં લપેટેલી શીટ્સમાં બનેલા ઇલેક્ટ્રોડ. શીટ્સનો વિશાળ સપાટી વિસ્તાર કોષ પૂરો પાડી શકે તેવા પ્રવાહમાં વધારો કરે છે. નીચા પ્રવાહના કોષો બોબિન ઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરે છે, જે એક સરળ ડિઝાઇન છે જેમાં આંતરિક એનોડ, ધાતુના લિથિયમનો બાહ્ય સ્તર અને બંને વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોલાઇટનો સમાવેશ થાય છે. આ ડિઝાઇનનું ઉત્પાદન કરવું ઓછું ખર્ચાળ છે અને તે વધુ ઊર્જાનો સંગ્રહ કરે છે. કોષની લાક્ષણિકતાઓ TL6930 કોષો લાક્ષણિક દરિયાઈ તાપમાન (0-40 °C) પર અને લાક્ષણિક દરિયાઈ જમાવટ (1 મહિના-2 વર્ષ) માટે સારી રીતે કામ કરે છે. 5-10 °C તાપમાન પર, એક TL6930 સમાન કદના આલ્કલાઇન કોષની લગભગ ત્રણ ગણી ઊર્જા ધરાવે છે. તે તફાવતનો મોટાભાગનો હિસ્સો લિથિયમ કોષના ઊંચા વોલ્ટેજ (સામાન્ય રીતે 3.8 વીડીસી વિરુદ્ધ 1.5 વીડીસી) દ્વારા ગણવામાં આવે છે. અંજીર. 1 એ એક ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે કે કેવી રીતે આ કોષો પરનું વોલ્ટેજ સમય સાથે બદલાય છે, એમ ધારીને કે બંને કોષો સમાન સતત શક્તિ પૂરી પાડે છે. લિથિયમ કોષ આલ્કલાઇન કોષ કરતાં 3 ગણો લાંબો સમય ચાલે છે અને તેના જીવન દરમિયાન વધુ સ્થિર વોલ્ટેજ જાળવી રાખે છે. પ્રાથમિક લિથિયમ કોષો પણ રિચાર્જ કરી શકાય તેવા લિથિયમ કોષોની ક્ષમતા કરતાં ઘણી ગણી ક્ષમતા ધરાવે છે. હાઇબ્રિડ લેયર કેપેસિટર્સ મોટાભાગના સમુદ્રશાસ્ત્રીય સાધનો મોટાભાગે ઓછી શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે, અને તેમને માત્ર ટૂંકા ગાળા માટે ઉચ્ચ પ્રવાહની જરૂર પડે છે. ઉદાહરણોમાં ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ સિસ્ટમ્સ છે જે ઇરિડિયમ દ્વારા માહિતીને ટેલીમીટર કરે છે, અને એકોસ્ટિક મોડેમ્સ (દા. ત. બેન્થોસ અથવા લિંક-ક્વેસ્ટમાંથી). એ. ડી. સી. પી. ને ઉચ્ચ શક્તિના ધ્વનિ પ્રસારણને ટેકો આપવા માટે ઉચ્ચ પ્રવાહના ટૂંકા કઠોળની પણ જરૂર પડે છે. એચએલસી એ ચાવી છે જે નીચા વર્તમાન લિથિયમ બેટરી પેકને ઉચ્ચ પ્રવાહના ટૂંકા કઠોળ પૂરા પાડવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. એચએલસી વાસ્તવમાં રિચાર્જ કરી શકાય તેવા લિથિયમ કોષો છે જે સાંકડી વોલ્ટેજ શ્રેણી પર વિશાળ કેપેસિટર્સની જેમ વર્તે છે (આકૃતિ. 2). કોષની ગોઠવણી સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા મોટાભાગના આલ્કલાઇન બેટરી પેક કોષોના તારથી બનેલા હોય છે. લાક્ષણિક આલ્કલાઇન બેટરી પેકમાં ઘણીવાર આલ્કલાઇન કોષોના સંખ્યાબંધ તાર હોય છે, જે તમામ કુલ ક્ષમતા વધારવા માટે સમાંતર રીતે જોડાયેલા હોય છે. પલ્સ પ્લસ પેક વિપરીત અભિગમ અપનાવે છે. પેક સમાંતર પ્રાથમિક કોષોની "શાખાઓ" માં બનાવવામાં આવે છે, દરેક શાખા એક અથવા વધુ એચ. એલ. સી. ચાર્જ કરે છે. જ્યારે ઉચ્ચ પ્રવાહની જરૂર હોય ત્યારે એચ. એલ. સી. મોટાભાગના પ્રવાહનો સ્રોત બનાવે છે, પછી એચ. એલ. સી. ધીમે ધીમે પ્રાથમિક કોષોમાંથી નીચા પ્રવાહ પર રિચાર્જ કરે છે. કોષનો ઓછો પ્રવાહ તેને વધુ અસરકારક રીતે કામ કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ઉચ્ચ પ્રવાહ નીચા પ્રવાહ કોષોની અંદર ગરમી તરીકે ઊર્જાનો નાશ કરે છે અને તેની અન્ય હાનિકારક અસરો હોય છે. આ પાવર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન માટે ઉપલબ્ધ ઊર્જાને ઘટાડે છે. એચ. એલ. સી. સાથે પ્રાથમિક લિથિયમ કોષોનું સંયોજન પેકને તેની સંગ્રહિત ઊર્જાને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ સિસ્ટમમાં પહોંચાડવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. શોર્ટ સર્કિટ સંરક્ષણ આકૃતિ. 3 એક લાક્ષણિક કઠોળ પ્લસ યોજના દર્શાવે છે. કોષોને રિવર્સ ચાર્જ કરવાની શક્યતાને ઘટાડવા માટે પેકમાં દરેક શાખામાં ડાયોડનો સમાવેશ થાય છે. પી. ટી. સી. અથવા હકારાત્મક તાપમાન ગુણાંક થર્મિસ્ટર્સ પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય તેવા ફ્યુઝ તરીકે કામ કરે છે. પી. ટી. સી. પ્રવાસના પ્રવાહમાં ગરમ થવા લાગે છે. ગરમી તેમના પ્રતિકારમાં વધારો કરે છે જે વધુ ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે, અને પી. ટી. સી. ઝડપથી "ટ્રિપ્સ" કરે છે અને મોટાભાગના પ્રવાહને બંધ કરે છે. પી. ટી. સી. ભાગ્યે જ લાક્ષણિક એ. ડી. સી. પી. પેકમાં ચાલે છે, કારણ કે સલામતી સર્કિટ એ શોર્ટ સર્કિટ (લગભગ 8 એ ઉપરના કોઈપણ પ્રવાહ તરીકે વ્યાખ્યાયિત) સામે પ્રાથમિક રક્ષણ છે. તેની વોલ્ટેજ થ્રેશોલ્ડથી નીચે આવે તે પહેલાં સલામતી સર્કિટ પણ પેક બંધ કરે છે. જો પેક સંપૂર્ણપણે વિસર્જિત થવાની મંજૂરી આપવામાં આવી હોય, તો એક શાખા અન્ય પહેલાં વિસર્જિત થઈ શકે છે, જે બાકીના કોષો દ્વારા વિસર્જિત શાખાને ચાર્જ કરવા તરફ દોરી શકે છે. લિથિયમ કોષને ચાર્જ કરવાનો કોઈપણ પ્રયાસ સંભવિત જોખમી છે, અને તેના પ્રારંભિક વોલ્ટેજના લગભગ 75-80% પર પેક બંધ કરવાથી આવું થતું અટકાવવામાં આવે છે. આ વોલ્ટેજ પર, ક્ષમતાના માત્ર 3 ટકા જ બાકી રહે છે, પરંતુ બાકીની ક્ષમતા હજુ પણ પેકનો સંપૂર્ણ નિકાલ થાય તે પહેલાં તેનો નિકાલ કરવા માટે વર્ષોની મંજૂરી આપે છે. પૂર્વ-નિયોજન પરીક્ષણ કારણ કે સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ લાંબા ગાળાની જમાવટમાં નોંધપાત્ર સમય અને નાણાં ખર્ચ કરે છે, પછી પરિણામો જોવા માટે રાહ જુએ છે, સમુદ્રશાસ્ત્રીઓ તેમના પ્રયોગોની સફળતાની ખાતરી કરવા માટે જમાવટ પહેલાં અસાધારણ પ્રયાસોનું રોકાણ કરે છે. તેમની એક ચિંતા બેટરીની નિષ્ફળતા છે. ડોપ્લર લિમિટેડની એકોસ્ટિક ડોપ્લર કરન્ટ પ્રોફાઇલર (એ. ડી. સી. પી.) બેટરીઓ લિથિયમ બેટરી પેકનું ઉદાહરણ પૂરું પાડે છે જેનું સમુદ્રવિજ્ઞાની જમાવટ પહેલાં પરીક્ષણ કરી શકે છે. આ બેટરી પેકનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આર. ડી. ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ વર્કહોર્સ સેન્ટિનેલ અને લોંગ રેન્જર અને નોર્ટેકના એ. ડબલ્યુ. એ. સી. માં થાય છે. તાડીરાનની પલ્સ પ્લસ ટેકનોલોજી પર આધારિત આ લિથિયમ પેક લાક્ષણિક આલ્કલાઇન બેટરી પેકથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે. સલામતી સર્કિટ તેના સલામતી કાર્યોમાં ઉમેરાઓમાં, સલામતી સર્કિટ સ્વ પરીક્ષણ પણ પ્રદાન કરે છે જે જમાવટની અગાઉથી પેકની તંદુરસ્તીની પુષ્ટિ કરે છે. જો તેની પાછળ એલઇડી સાથે કોઈ બારી ન હોય, તો પેક ટૂંકું ન હોવું જોઈએ. માત્ર સલામતી સર્કિટવાળા બેટરી પેક શોર્ટ સર્કિટના જવાબમાં તરત જ પેક બંધ કરી દે છે. સ્વ-પરીક્ષણ સ્વ-પરીક્ષણ સૂચવે છે કે બેટરી અને તેની સલામતી સર્કિટ કામ કરે છે, કે બેટરી વોલ્ટેજ સ્વીકાર્ય શ્રેણીની અંદર છે, કે બેટરી વર્તમાનની 8 એ પલ્સ પૂરી પાડી શકે છે, અને કે બેટરી શોર્ટ સામે પોતાને સુરક્ષિત કરશે. પરીક્ષણ પુષ્ટિ કરે છે કે બેટરી પેક નવું છે. જો નવા બેટરી પરીક્ષણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, તો સપ્લાયરનો સંપર્ક કરવો જોઈએ. કેટલાક સંજોગોમાં, ઠંડા તાપમાને સંગ્રહિત બેટરી પરીક્ષણ પરિણામ ઉત્પન્ન કરી શકે છે જે સૂચવે છે કે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, તેમ છતાં તે તેની સંપૂર્ણ મૂળ ક્ષમતા ધરાવે છે. જો "સારી" બેટરી કોઈ સાધનને ચલાવવામાં નિષ્ફળ જાય તો શું કરવું કેટલાક સાધનોમાં તેમના ઇનપુટ્સ પર વર્તમાન મર્યાદા હોય છે. સૌથી સામાન્ય ઉદાહરણ આર. ડી. ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ વર્કહોર્સ છે. જ્યારે કરંટ લિમિટર નિષ્ફળ જાય છે, ત્યારે ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ બૅટરીના શોર્ટ સર્કિટ પ્રોટેક્શનને ટ્રિગર કરવા માટે પૂરતો કરંટ ખેંચે છે, અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ચલાવવામાં નિષ્ફળ જાય છે. જ્યારે આવું થાય, ત્યારે એસી એડેપ્ટર (જે એડીસીપીની આંતરિક કેપેસિટર બેંકને ચાર્જ કરે છે) ને પ્લગ કરો, પછી બેટરીને પ્લગ કરો. સાધન હવે સામાન્ય રીતે ચાલશે. "વપરાયેલ" અને "ક્ષીણ" સલામતી સર્કિટ નક્કી કરે છે કે પેકનો ઉપયોગ ત્યારે કરવામાં આવ્યો છે જ્યારે તેનો વોલ્ટેજ થ્રેશોલ્ડથી નીચે આવે છે, અથવા જો તે ઓછામાં ઓછી સંખ્યામાં કઠોળ શોધે છે. પેકનું પરીક્ષણ સામાન્ય રીતે તેને "વપરાયેલ" બનાવવા માટે પૂરતું નથી, પરંતુ સામાન્ય કામગીરીએ તેની ક્ષમતાના 1 ટકાની આસપાસ તેનો "ઉપયોગ" કરવો જોઈએ. સલામતી સર્કિટ પેકને "ક્ષીણ" થવાનું કારણ બને છે જ્યારે તે તેના જીવનના અંતના વોલ્ટેજથી નીચે આવે છે અને બંધ થાય છે. વપરાયેલ પેક સામાન્ય રીતે કામ કરવાનું ચાલુ રાખશે, પરંતુ ક્ષીણ થયેલ પેકનો હવે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. સંદર્ભ સમુદ્રશાસ્ત્ર લિથિયમ-આયન બૅટરીઓ