مون کي اسان جي ڊوائيسز ۾ موجود انهن توانائي پاور هائوسز کان تمام گهڻو متاثر ڪيو آهي. انهن کي ايترو انقلابي ڇو بڻائي ٿو؟ مون کي جيڪو دريافت ڪيو آهي ان کي شيئر ڪرڻ ڏيو.
ليٿيم-آئن بيٽريون چارج/ڊسچارج چڪر دوران اينوڊ ۽ ڪيٿوڊ جي وچ ۾ ليٿيم-آئن حرڪت ذريعي بجلي پيدا ڪن ٿيون. انهن جي اعليٰ توانائي جي کثافت ۽ ريچارجبلٽي انهن کي پورٽيبل اليڪٽرانڪس ۽ برقي گاڏين لاءِ مثالي بڻائي ٿي، ڊسپوزيبل متبادل جي برعڪس.
پر مٿاڇري کان هيٺ گهڻو ڪجهه آهي. انهن جي ميڪينڪس کي سمجهڻ سان ظاهر ٿئي ٿو ته اهي جديد ٽيڪنالاجي تي ڇو حاوي آهن - ۽ اسان کي ڪهڙين حدن کي منهن ڏيڻ گهرجي.
ليٿيم آئن بيٽريون اصل ۾ ڪيئن ڪم ڪن ٿيون؟
مان پنهنجي ليپ ٽاپ جي بيٽري اندر جادو بابت سوچيندو هوس. حقيقت جادو کان به وڌيڪ دلچسپ آهي.
ليٿيم آئن هڪ اليڪٽرولائيٽ ذريعي چارجنگ دوران ڪيٿوڊ کان اينوڊ ڏانهن منتقل ٿيندا آهن، توانائي ذخيرو ڪندا آهن. خارج ٿيڻ دوران، آئن ڪيٿوڊ ڏانهن موٽندا آهن، ٻاهرين سرڪٽ ذريعي اليڪٽرانن کي آزاد ڪندا آهن. هي اليڪٽرو ڪيميڪل رد عمل ٻيهر استعمال جي قابل بڻائي ٿو.
ماليڪيولر سطح تي، ڪيٿوڊ (عام طور تي ليٿيم ڌاتو آڪسائيڊ) چارجنگ شروع ٿيڻ تي ليٿيم آئن جاري ڪري ٿو. اهي آئن مائع اليڪٽرولائيٽ ذريعي سفر ڪن ٿا ۽ انوڊ جي گريفائيٽ پرتن ۾ انٽرڪليشن نالي هڪ عمل ۾ داخل ٿين ٿا. ساڳئي وقت، اليڪٽران توهان جي چارجر ذريعي اينوڊ ۾ وهندا آهن.
جڏهن ڊسچارج ٿئي ٿو، ته عمل الٽ ٿئي ٿو: ليٿيم آئن اينوڊ مان نڪرندا آهن، جدا ڪندڙ جھلي مان گذرندا آهن، ۽ ڪيٿوڊ جي جوڙجڪ ۾ ٻيهر داخل ٿيندا آهن. جاري ڪيل اليڪٽران توهان جي ڊوائيس کي سرڪٽ ذريعي طاقت ڏيندا آهن. اهم جدتون شامل آهن:
- اليڪٽرولائٽ آپٽمائيزيشن: نوان اضافو ڊينڊرائٽ جي ٺهڻ کي گهٽائي ٿو جيڪو شارٽ سرڪٽ جو سبب بڻجندو آهي
- سالڊ اسٽيٽ ڊيزائن: ليڪ کي روڪڻ لاءِ مائع اليڪٽرولائٽس کي سيرامڪ/پوليمر ڪنڊڪٽرن سان تبديل ڪريو.
- اينوڊ ترقي: سلڪون ڪمپوزٽس گريفائٽ جي مقابلي ۾ ليٿيم اسٽوريج جي گنجائش کي 10 ڀيرا وڌائين ٿا
سيپريٽر هڪ اهم حفاظتي ڪردار ادا ڪري ٿو - ان جا خوردبيني سوراخ آئن جي گذرڻ جي اجازت ڏين ٿا جڏهن ته اليڪٽروڊز جي وچ ۾ جسماني رابطي کي روڪين ٿا. بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم مسلسل وولٽيج ۽ گرمي پد جي نگراني ڪن ٿا ته جيئن اوور چارجنگ کي روڪي سگهجي، جيڪو ٿرمل رن او وي کي متحرڪ ڪري سگهي ٿو.
مختلف ليٿيم آئن بيٽري جي قسمن ۾ ڇا فرق آهي؟
سڀئي ليٿيم بيٽريون هڪجهڙيون نه هونديون آهن. مون اهو سکيو جڏهن گذريل سال EV ماڊلز جو مقابلو ڪيو.
اهم تبديلين ۾ ڪيٿوڊ ڪيمسٽري (LCO، NMC، LFP)، توانائي جي کثافت جي درجه بندي، سائيڪل جي زندگي، ۽ حرارتي استحڪام شامل آهن. LFP بيٽريون ڊگهي عمر ۽ اعليٰ حفاظت پيش ڪن ٿيون، جڏهن ته NMC ڊگهي رينج لاءِ اعليٰ توانائي جي کثافت فراهم ڪري ٿي.
ڪيٿوڊ جي جوڙجڪ ڪارڪردگي جي خاصيتن کي بيان ڪري ٿي:
- ايل سي او (ليٿيم ڪوبالٽ آڪسائيڊ): توانائي جي کثافت وڌيڪ پر عمر گهٽ (500-800 چڪر). اسمارٽ فونز ۾ استعمال ٿيندو آهي.
- اين ايم سي (نڪل مينگنيز ڪوبالٽ): متوازن توانائي/طاقت جي کثافت (1,500-2,000 چڪر). ٽيسلا جهڙين اي ويز تي حاوي آهي.
- ايل ايف پي (ليٿيم آئرن فاسفيٽ): غير معمولي حرارتي استحڪام (3,000+ چڪر). BYD ۽ ٽيسلا معياري رينج پاران اختيار ڪيل.
- اين سي اي (نڪل ڪوبالٽ ايلومينيم): وڌ ۾ وڌ توانائي جي کثافت پر گهٽ استحڪام. خاص ايپليڪيشنون
| مقابلي جو طول و عرض | ايل سي او | اين ايم سي | ايل ايف پي | اين سي اي |
| ڪيميائي فارمولو | لي ڪو₂ | لي نيمن ڪو او ₂ | لائفپو₄ | لي ني ڪو آلو ₂ |
| توانائي جي کثافت | 150-200 ڪلوگرام / ڪلوگرام | 180-250 ڪلوگرام / ڪلوگرام | 120-160 ڪلوگرام / ڪلوگرام | 220-280 ڪلوگرام / ڪلوگرام |
| سائيڪل جي زندگي | 500-800 چڪر | 1,500-2,000 چڪر | 3,000-7,000 چڪر | 800-1,200 چڪر |
| حرارتي ڀڄڻ جو آغاز | 150 ° سي | 210 ° سي | 270 ° سي | 170 ° سي |
| قيمت (في ڪلوواٽ ڪلاڪ) | $130- $150 | $100- $120 | $80- $100 | $140- $160 |
| چارج جي شرح | 0.7C (معياري) | 2-4C (تيز چارج) | 1-3C (تيز چارج) | 1C (معياري) |
| گھٽ درجه حرارت جي ڪارڪردگي | -20°C (60% ڪيپ.) | -30°C (70% ڪيپ.) | -20°C (80% ڪيپ.) | -20°C (50% ڪيپ.) |
| پرائمري ايپليڪيشنون | اسمارٽ فونز/ٽيبليٽس | اي وي (ٽيسلا، وغيره) | اي-بسون/توانائي اسٽوريج | پريميئم اي وي (روڊسٽر) |
| اهم فائدو | وڏي مقدار جي کثافت | توانائي/طاقت جو توازن | انتهائي ڊگهي عمر ۽ حفاظت | مٿين درجي جي توانائي جي کثافت |
| نازڪ حد | ڪوبالٽ جي قيمت ۾ اتار چڙهاؤ | گئس سوجن (هاءِ-ني ورجن) | خراب ٿڌي ڪارڪردگي/ڳري | پيچيده پيداوار |
| نمائندگي ڪندڙ پراڊڪٽ | ايپل آئي فون بيٽريون | CATL جي ڪرين بيٽري | BYD بليڊ بيٽري | پيناسونڪ 21700 سيلز |
اينوڊ جدتون وڌيڪ قسمن کي الڳ ڪن ٿيون:
- گريفائيٽ: سٺي استحڪام سان معياري مواد
- سلڪون-ڪمپوزٽ: 25٪ وڌيڪ گنجائش پر توسيع جا مسئلا
- ليٿيم-ٽائيٽينيٽ: الٽرا فاسٽ چارجنگ (10 منٽ) پر گهٽ توانائي جي کثافت
اليڪٽرولائٽ فارموليشن گرمي پد جي ڪارڪردگي تي اثر انداز ٿين ٿا. نوان فلورينيٽڊ اليڪٽرولائٽس -40°C تي ڪم ڪن ٿا، جڏهن ته سيرامڪ اضافو انتهائي تيز چارجنگ کي فعال ڪن ٿا. قيمت پڻ تمام گهڻي مختلف آهي - LFP سيل NMC کان 30% سستا آهن پر ڳرا آهن.
برقي گاڏين ۾ ليٿيم آئن بيٽريون ڇو غالب آهن؟
جڏهن EVs جي ٽيسٽ ڊرائيونگ ڪئي وئي، مون کي احساس ٿيو ته انهن جون بيٽريون صرف جزا نه آهن - اهي بنياد آهن.
ليٿيم-آئن بي مثال توانائي-وزن جي تناسب (200+ Wh/kg)، تيز چارجنگ جي صلاحيت، ۽ گهٽجندڙ قيمتن (2010 کان وٺي 89٪ گهٽتائي) جي ڪري EVs تي حاوي آهي. اهي ليڊ-ايسڊ يا نڪل-ميٽيل هائيڊرائيڊ متبادل سان ناممڪن 300+ ميل جي حد فراهم ڪن ٿا.
ٽي ٽيڪنيڪل فائدا انهن جي غلبي کي مضبوط ڪن ٿا:
- توانائي جي کثافت جي برتري: پيٽرول ۾ 12,000 Wh/kg هوندو آهي، پر ICE انجن صرف 30٪ ڪارآمد آهن. جديد NMC بيٽريون نڪل تي ٻڌل متبادل جي ڀيٽ ۾ في ڪلوگرام 4-5x وڌيڪ استعمال لائق توانائي فراهم ڪن ٿيون، عملي حدون فعال ڪن ٿيون.
- چارج جي ڪارڪردگي: گهٽ اندروني مزاحمت جي ڪري ليٿيم آئن 350 ڪلوواٽ+ تيز چارجنگ قبول ڪري ٿو (15 منٽن ۾ 200 ميل شامل ڪري ٿو). هائيڊروجن فيول سيلز کي برابر رينج لاءِ 3 ڀيرا وڌيڪ ايندھن ڀرڻ جي ضرورت آهي.
- ريجنريٽو بريڪنگ سنرجي: ليٿيم ڪيمسٽري منفرد طور تي ليڊ ايسڊ لاءِ 45٪ جي مقابلي ۾ 90٪ بريڪنگ توانائي کي ٻيهر حاصل ڪري ٿي. هي شهر جي ڊرائيونگ ۾ 15-20٪ تائين رينج وڌائي ٿو.
CATL جي سيل-ٽو-پيڪ ٽيڪنالاجي جهڙيون پيداواري جدتون ماڊيولر حصن کي ختم ڪن ٿيون، پيڪ جي کثافت کي 200Wh/kg تائين وڌائين ٿيون جڏهن ته قيمتون گهٽائي $97/kWh (2023) تائين. سالڊ اسٽيٽ پروٽوٽائپس 2030 تائين 500Wh/kg جو واعدو ڪن ٿا.
ليٿيم-آئن بيٽري جي حفاظت جا اهم خدشا ڪهڙا آهن؟
خبرن ۾ اي وي جي بيٽري کي باهه لڳندي ڏسي مون کي هائپ جي مقابلي ۾ حقيقي خطرن جي جاچ ڪرڻ تي مجبور ڪيو.
ٿرمل رن اوي - شارٽ سرڪٽ يا نقصان جي ڪري بي قابو اوور هيٽنگ - بنيادي خطرو آهي. جديد حفاظتي اپائن ۾ سيرامڪ ڪوٽيڊ سيپريٽر، شعلا-ريٽارڊنٽ اليڪٽرولائٽس، ۽ ملٽي ليئر بيٽري مئنيجمينٽ سسٽم شامل آهن جيڪي هر سيل جي 100x/سيڪنڊ جي نگراني ڪن ٿا.
جڏهن گرمي پد 150 °C کان وڌي وڃي ٿو ته حرارتي ڀڄڻ شروع ٿئي ٿو، جيڪو سڙڻ واري رد عمل کي شروع ڪري ٿو:
- ايس اي آءِ پرت جي ڀڃڪڙي (80-120 ° سي)
- اينوڊ سان اليڪٽرولائٽ جو رد عمل (120-150°C)
- ڪيٿوڊ جي خراب ٿيڻ سان آڪسيجن جاري ٿئي ٿي (180-250°C)
- اليڪٽرولائٽ جو ٻرڻ (200°C+)
ٺاهيندڙ پنج حفاظتي پرت لاڳو ڪن ٿا:
- بچاءُ واري ڊيزائن: اليڪٽرولائٽس ۾ ڊينڊرائٽ کي دٻائيندڙ اضافو
- ڪنٽينمينٽ سسٽم": سيلز ۽ فائر والز جي وچ ۾ ڪولنٽ چينلز
- نگراني: هر سيل تي وولٽيج/درجه حرارت سينسر
- سافٽ ويئر ڪنٽرول": ملي سيڪنڊن اندر خراب ٿيل سيلز کي الڳ ڪرڻ
- ساختي تحفظ": حادثي کي جذب ڪندڙ بيٽري ڪيج
آئرن فاسفيٽ (LFP) ڪيمسٽري 300°C برداشت ڪري ٿي ۽ اين ايم سي لاءِ 150°C جي مقابلي ۾ سڙي ٿي. نئين سوڊيم-آئن بيٽريون باهه جي خطرن کي مڪمل طور تي ختم ڪن ٿيون پر گهٽ کثافت پيش ڪن ٿيون. هميشه ٺاهيندڙ جي تصديق ٿيل چارجرز استعمال ڪريو - ناڪامين جو 78٪ بعد ۾ مارڪيٽ سامان سان لاڳاپيل آهي.
ٿڪل
ليٿيم-آئن ٽيڪنالاجي توانائي جي کثافت، قيمت ۽ حفاظت کي متوازن ڪري ٿي - پر ترقي جاري رکي ٿي. سڀاڻي جون سالڊ اسٽيٽ بيٽريون شايد اڄ جي حدن کي حل ڪندي اسان جي پائيدار مستقبل کي طاقت ڏين.
پوسٽ جو وقت: آگسٽ-05-2025