18/09/2026
ඇයි මේ 𝗟𝗶𝘁𝗵𝗶𝘂𝗺-𝗶𝗼𝗻 බැටරි ඔක්කොම හරියටම 𝟯.𝟳𝗩 වලින් එන්නේ?
🧐Electronics projects කරනකොට මට නිතරම ආපු ප්‍රශ්නයක් තමයි මේක: "ඇයි මේ ලිතියම් බැටරි ඔක්කොම හරියටම 3.7V වලින් එන්නේ? ඇයි 5V, 6V හෝ 10V වගේ වෙන රවුම් අංකයකින් එන්නේ නැත්තේ?" 🤔ප්‍රොජෙක්ට් එකකට Voltage එක වැඩි කරගන්න ඕන වුණාම, චාජර් එකක් හදාගන්න ගියාම මේ 3.7V කියන අංකය නිතරම හිසරදයක් වුණා. ඉතින්, මේක පස්සේ පස්සා ගිහින් හොයාගෙන යනකොට තමයි මට තේරුණේ, මේක කර්මාන්තශාලාවල හිතුවක්කාර තේරීමක් නොවෙයි කියන එක!
අද අපි ඒකපිටුපස තියෙන නියම විද්‍යාව සහ ඉතිහාසය කතා කරමු 👇
🏛️මේකට මුල් වුණු විද්‍යාඥයන් 3න් දෙනෙක් ඉන්නවා..1970 සහ 1980 ගණන්වලදී මේ විද්‍යාඥයන් ලෝකය වෙනස් කරන මේ බැටරිය නිර්මාණය කිරීමට දිගු පර්යේෂණ මාලාවක් කළා
1970s ගණන් වල මුල් භාගයේ බ්‍රිතාන්‍ය-ඇමරිකානු විද්‍යාඥ M. Stanley Whittingham විසින් ප්‍රථම වතාවට ලිතීයම් බැටරියක මුල්ම සැලැස්ම නිර්මාණය කරනවා, ඊට ටික කාලෙකට පස්සේ ඇමරිකානු විද්‍යාඥ John Goodenough (1980) ලිතීයම් කොබෝල්ට් ඔක්සයිඩ් (LiCoO_2) භාවිත කරමින් බැටරියේ ශක්තිය සහ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ නංවාගත හැකි බව සොයාගත්තා. අද අපි දකින 3.7V පද්ධතියට මුල්ම පදනම වැටුණේ මෙතැනින්. Goodenough ගේ පර්යේෂණ ඔස්සේ යමින් එවකට ජපානයේ Asahi Kasei සමාගමේ සේවය කළ Akira Yoshino 1985 දී Anode එක සඳහා ග්‍රැෆයිට් (Graphite) භාවිත කරමින්, අද අපි පාවිච්චි කරන ආරක්‍ෂිත සහ ප්‍රායෝගික Lithium-ion Battery එකේ අවසන් ස්වරූපය නිර්මාණය කළා.(මේ විද්‍යාඥයන් තිදෙනාට 2019 දී නොබෙල් ත්‍යාගය පවා හිමි වුණා!)
බැටරියක් ඇතුළේ ඇත්තටම වෙන්නේ මොකක්ද?
බැටරියක් කියන්නේ පුංචි රසායනික කර්මාන්ත ශාලාවක් වගේ, Electrons: මේවාට බැටරිය ඇතුළෙන් (Electrolyte හරහා) යන්න බැහැ. ඉතින්, ඒවා බලහත්කාරයෙන් බැටරියෙන් පිටතින් තියෙන වයරය හෝ Load එක හරහා දුවනවා. මේක තමයි Electric Current (විදුලි ධාරාව) කියන්නේ.Lithium Ions: මේවා බැටරිය ඇතුළෙන් තියෙන Electrolyte හරහා Cathode (ධන අග්‍රය) එකේ සිට Anode (සෘණ අග්‍රය) වෙත පිහිනාගෙන යනවා.මෙන්න මේ දෙකේ එකතුවෙන් තමයි අපේ උපාංගවලට අවශ්‍ය බලය ලැබෙන්නේ.
Voltage කියන්නේ මොකක්ද සහ 3.7V හැදෙන්නේ කොහොමද?
Voltage කියන්නේ හරියටම "Electrons තල්ලු කිරීමට ඇති විදුලි පීඩනයට" (Electrical Pressure/Push) යි.බැටරියක් ඇතුළේ තියෙන Cathode සහ Anode කියන ද්‍රව්‍ය දෙකේ ස්වභාවය (Electrochemical Potential Difference) නිසා තමයි මේ පීඩනය හැදෙන්නේ. ලිතීයම්-අයන බැටරිවල භාවිතා කරන ද්‍රව්‍ය යුගලය එකිනෙකා සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරන විට, ස්වභාවධර්මයේ නීතිවලට අනුව ස්වභාවිකවම නිපදවෙන ස්ථාවර Nominal Voltage (සාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරී වෝල්ටීයතාවය) මට්ටම තමයි හරියටම 3.7V වෙන්නේ. 100% ක් ආරෝපණය වූ විට එය 4.2V දක්වා ඉහළ යයි. නැවත බැටරිය Dischargingවන විට 3.0V පමණ දක්වා වැටේ. මේ මුළු චක්‍රය තුළ වැඩි කාලයක් බැටරිය ස්ථාවරව ක්‍රියාත්මක වන මධ්‍යම අගය තමයි 3.7V කියන්නේ.
මන්ද 4V, 5V හෝ 10V නැත්තේ?
අප භාවිත කරන Electrolytes වලට ආරක්ෂාකාරීව දරාගත හැක්කේ උපරිම 4.3V සීමාවකි. මීට වඩා ඉහළට ගියහොත් Electrolyte ඔක්සිකරණය වී බැටරිය පිපිරීමට හෝ ගිනි ගැනීමට (Thermal Runaway) ඉඩ ඇත. ඒ අධික වෝල්ටීයතාවලදී බැටරියේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය බිඳ වැටී බැටරියේ ආයු කාලය (Cycle Life) බරපතළ ලෙස අඩු වී යයි. ඒ නිසා 3.7V කියන්නේ ආරක්‍ෂාව සහ කාර්යක්ෂමතාව අතර ඇති කදිම අගයයි.
හැම ලිතීයන් බැටරියක්ම 3.7V ද? සහ වැඩි Voltage එකක් ඕන වුණාම?භාවිතා කරන Cathode/Anode materials අනුව වෝල්ටීයතාවය වෙනස් වේ Lithium Cobalt Oxide (LiCoO_2) තමයි ස්මාර්ට්ෆෝන්වල පාවිච්චි වන 3.7V ප්‍රමිතිය. විදුලි වාහනවල (EVs) NCM / NCA 3.6V - 3.8V පාවිච්චි වන අතර, වෝල්ටීයතාවය 3.2V ක් වුණත්, අධික ආරක්‍ෂාව සහ දිගු ආයු කාලයක් තියෙන Lithium Iron Phosphate (LFP) බැටරිද අදාල කාර්යන් අනුව භාවිත වේ .ප්‍රොජෙක්ට් කරනකොට අපිට වැඩි Voltage එකක් ඕන වුණාම, නම් කරන්නේ Series Connection (ශ්‍රේණිගත සම්බන්ධතා) ක්‍රමයට 3.7V බැටරි එකතු කරලා අවශ්‍ය බලය ලබා ගන්න එක තමයි.
All rights reserved ©️Ask RK
