لتیم بیٹری کا جائزہ |BSLBATT قابل تجدید توانائی

BSLBATT انجینئرڈ ٹیکنالوجیز ہماری تجربہ کار انجینئرنگ، ڈیزائن، کوالٹی اور مینوفیکچرنگ ٹیموں کا استعمال کرتی ہے تاکہ ہمارے صارفین کو تکنیکی طور پر جدید ترین بیٹری سلوشنز کا یقین دلایا جا سکے جو ان کی مخصوص ایپلی کیشنز کی منفرد ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ہم ریچارج ایبل اور نان ریچارج ایبل لیتھیم سیل اور بیٹری پیک ڈیزائن میں مہارت رکھتے ہیں جیسا کہ مختلف قسم کے لیتھیم سیل کیمسٹریز کے ساتھ کام کرتے ہیں تاکہ دنیا بھر میں درخواستوں کی مانگ کے لیے اختیارات اور حل پیش کیے جا سکیں۔

لتیم بیٹری پیک ٹیکنالوجیز

ہماری وسیع مینوفیکچرنگ صلاحیتیں ہمیں سب سے بنیادی بیٹری پیک بنانے کے قابل بناتی ہیں، خصوصی سرکٹری، کنیکٹرز اور ہاؤسنگ کے ساتھ اپنی مرضی کے پیک بنانے کے لیے۔کم سے لے کر زیادہ والیوم تک، ہمارے پاس تمام OEM کی منفرد ضروریات کو پورا کرنے کی صلاحیت اور صنعت کی مہارت ہے کیونکہ ہماری تجربہ کار انجینئرنگ ٹیم زیادہ تر ایپلی کیشنز کی مخصوص ضروریات کے لیے حسب ضرورت بیٹری سلوشنز کو ڈیزائن، تیار، ٹیسٹ اور تیار کر سکتی ہے۔

BSLBATT گاہک کی ضروریات اور وضاحتوں کی بنیاد پر ٹرنکی حل پیش کرتا ہے۔ہم بہترین حل فراہم کرنے کے لیے صنعت کے معروف سیل مینوفیکچررز کے ساتھ شراکت کرتے ہیں اور ہم اس کے بیٹری پیک میں انتہائی نفیس کنٹرول اور مانیٹرنگ الیکٹرانکس کو تیار اور ضم کرتے ہیں۔

لتیم آئن بیٹری کیسے کام کرتی ہے؟

لیتھیم آئن بیٹریاں بیٹری کی تمام ٹیکنالوجیز کے مرکزی ریڈوکس رد عمل کو طاقت دینے کے لیے لیتھیم آئنوں کی مضبوط کمی کی صلاحیت کا فائدہ اٹھاتی ہیں — کیتھوڈ میں کمی، اینوڈ میں آکسیڈیشن۔بیٹری کے مثبت اور منفی ٹرمینلز کو سرکٹ کے ذریعے جوڑنا، ریڈوکس ری ایکشن کے دو حصوں کو جوڑتا ہے، جس سے سرکٹ سے منسلک ڈیوائس الیکٹرانوں کی حرکت سے توانائی نکال سکتی ہے۔

اگرچہ آج صنعت میں لتیم پر مبنی کیمسٹریوں کی بہت سی مختلف قسمیں استعمال کی جاتی ہیں، ہم لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ (LiCoO2) استعمال کریں گے - وہ کیمسٹری جس نے لیتھیم آئن بیٹریوں کو نکل کیڈمیم بیٹریوں کو تبدیل کرنے کی اجازت دی جو صارفین کے لیے معمول کی بات تھی۔ الیکٹرانکس 90 کی دہائی تک - اس مقبول ٹیکنالوجی کے پیچھے بنیادی کیمسٹری کو ظاہر کرنے کے لیے۔

LiCoO2 کیتھوڈ اور گریفائٹ انوڈ کے لیے مکمل رد عمل درج ذیل ہے:

LiCoO2 + C ⇌ Li1-xCoO2 + LixC

جہاں آگے کا ردعمل چارجنگ کی نمائندگی کرتا ہے، اور الٹا رد عمل خارج ہونے کی نمائندگی کرتا ہے۔اسے درج ذیل نصف ردعمل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

مثبت الیکٹروڈ پر، کیتھوڈ میں کمی ڈسچارج کے دوران ہوتی ہے (دیکھیں ریورس ری ایکشن)۔

LiCo3+O2 ⇌ xLi+ + Li1-xCo4+xCo3+1-xO2 + e-

منفی الیکٹروڈ پر، انوڈ پر آکسیکرن ڈسچارج کے دوران ہوتا ہے (دیکھیں ریورس ری ایکشن)۔

C + xLi + + e- ⇌ LixC

خارج ہونے والے مادہ کے دوران، لیتھیم آئنز (Li+) منفی الیکٹروڈ (گریفائٹ) سے الیکٹرولائٹ (سلول میں معلق لتیم نمکیات) اور الگ کرنے والے مثبت الیکٹروڈ (LiCoO2) کے ذریعے منتقل ہوتے ہیں۔ایک ہی وقت میں، الیکٹران اینوڈ (گریفائٹ) سے کیتھوڈ (LiCoO2) کی طرف منتقل ہوتے ہیں جو ایک بیرونی سرکٹ کے ذریعے جڑا ہوتا ہے۔اگر ایک بیرونی طاقت کا ذریعہ لاگو کیا جاتا ہے، تو ردعمل متعلقہ الیکٹروڈز کے کردار کے ساتھ الٹ جاتا ہے، سیل کو چارج کرتا ہے.

لتیم آئن بیٹری میں کیا ہے۔

آپ کا عام بیلناکار 18650 سیل، جو لیپ ٹاپ سے لے کر الیکٹرک گاڑیوں تک کمرشل ایپلی کیشنز کے لیے انڈسٹری کی طرف سے استعمال ہونے والا عام شکل کا عنصر ہے، اس کا OCV (اوپن سرکٹ وولٹیج) 3.7 وولٹ ہے۔مینوفیکچرر پر منحصر ہے کہ یہ 3000mAh یا اس سے زیادہ کی گنجائش کے ساتھ تقریباً 20 amps فراہم کر سکتا ہے۔بیٹری پیک ایک سے زیادہ سیلز پر مشتمل ہوگا، اور اس میں عام طور پر ایک حفاظتی مائیکرو چِپ شامل ہوتی ہے تاکہ کم سے کم گنجائش سے زیادہ چارجنگ اور خارج ہونے سے بچایا جا سکے، جو زیادہ گرمی، آگ اور دھماکے دونوں کا باعث بن سکتا ہے۔آئیے سیل کے اندرونی حصوں پر گہری نظر ڈالیں۔

مثبت الیکٹروڈ/کیتھوڈ

مثبت الیکٹروڈ کو ڈیزائن کرنے کی کلید یہ ہے کہ خالص لیتھیم دھاتوں کے مقابلے میں 2.25V سے زیادہ الیکٹرو پوٹینشل رکھنے والے مواد کو چنیں۔لتیم آئن میں کیتھوڈ مواد بہت مختلف ہوتے ہیں، لیکن ان میں عام طور پر لیتھیم ٹرانزیشن میٹل آکسائیڈز ہوتے ہیں، جیسے LiCoO2 کیتھوڈ ڈیزائن جو ہم نے پہلے دریافت کیا تھا۔دیگر مواد میں اسپنلز (یعنی LiMn2O4) اور زیتون (یعنی LiFePO4) شامل ہیں۔

منفی الیکٹروڈ/انوڈ

ایک مثالی لتیم بیٹری میں، آپ خالص لتیم دھات کو اینوڈ کے طور پر استعمال کریں گے، کیونکہ یہ بیٹری کے لیے کم مالیکیولر وزن اور اعلی مخصوص صلاحیت کا بہترین امتزاج فراہم کرتا ہے۔دو اہم مسائل ہیں جو لتیم کو تجارتی ایپلی کیشنز میں اینوڈ کے طور پر استعمال ہونے سے روکتے ہیں: حفاظت اور الٹنے کی صلاحیت۔لیتھیم انتہائی رد عمل والا ہے اور پائروٹیکنک قسم کے تباہ کن ناکامی کے طریقوں کا شکار ہے۔نیز چارج کے دوران، لیتھیم سوئی جیسی شکل اختیار کرنے کے بجائے اپنی اصلی یکساں دھاتی حالت میں واپس نہیں آئے گا جسے ڈینڈرائٹ کہا جاتا ہے۔ڈینڈرائٹ کی تشکیل پنکچر جداکاروں کا باعث بن سکتی ہے جو شارٹس کا باعث بن سکتی ہے۔

محققین نے لتیم دھات کے فوائد کو تمام نقصانات کے بغیر استعمال کرنے کے لیے جو حل وضع کیا وہ لتیم انٹرکلیشن تھا - کاربن گریفائٹ یا کسی دوسرے مواد کے اندر لتیم آئنوں کو تہہ کرنے کا عمل، تاکہ ایک الیکٹروڈ سے دوسرے الیکٹروڈ میں لتیم آئنوں کی آسانی سے نقل و حرکت کی جاسکے۔دوسرے میکانزم میں لتیم کے ساتھ انوڈ مواد کا استعمال شامل ہے جو الٹ جانے والے رد عمل کو زیادہ ممکن بناتے ہیں۔عام انوڈ مواد میں گریفائٹ، سلکان پر مبنی مرکبات، ٹن اور ٹائٹینیم شامل ہیں۔

الگ کرنے والا

الگ کرنے والے کا کردار منفی اور مثبت الیکٹروڈ کے درمیان برقی موصلیت کی ایک تہہ فراہم کرنا ہے، جبکہ چارج اور خارج ہونے کے دوران آئنوں کو اس کے ذریعے سفر کرنے کی اجازت دیتا ہے۔یہ سیل میں الیکٹرولائٹ اور دیگر پرجاتیوں کے ذریعہ انحطاط کے خلاف کیمیائی طور پر مزاحم بھی ہونا چاہئے اور میکانکی طور پر اتنا مضبوط ہونا چاہئے کہ وہ ٹوٹ پھوٹ کا مقابلہ کر سکے۔عام لتیم آئن الگ کرنے والے عام طور پر انتہائی غیر محفوظ ہوتے ہیں اور پولی تھیلین (PE) یا پولی پروپیلین (PP) شیٹس پر مشتمل ہوتے ہیں۔

الیکٹرولائٹ

لتیم آئن سیل میں الیکٹرولائٹ کا کردار ایک ایسا میڈیم فراہم کرنا ہے جس کے ذریعے چارج اور ڈسچارج سائیکل کے دوران لتیم آئن کیتھوڈ اور انوڈ کے درمیان آزادانہ طور پر بہہ سکتے ہیں۔خیال ایک ایسا میڈیم چننا ہے جو ایک اچھا Li+ کنڈکٹر اور ایک الیکٹرانک انسولیٹر دونوں ہو۔الیکٹرولائٹ کو تھرمل طور پر مستحکم ہونا چاہئے، اور سیل کے دوسرے اجزاء کے ساتھ کیمیائی طور پر ہم آہنگ ہونا چاہئے۔عام طور پر، لتیم نمکیات جیسے LiClO4، LiBF4، یا LiPF6 نامیاتی سالوینٹس جیسے ڈائیتھائل کاربونیٹ، ایتھیلین کاربونیٹ، یا ڈائمتھائل کاربونیٹ روایتی لتیم آئن ڈیزائن کے لیے الیکٹرولائٹ کے طور پر کام کرتے ہیں۔

سالڈ الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI)

لیتھیم آئن خلیات کے بارے میں سمجھنے کے لیے ڈیزائن کا ایک اہم تصور ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI) ہے - ایک غیر فعال فلم جو الیکٹروڈ اور الیکٹرولائٹ کے درمیان انٹرفیس پر بنتی ہے کیونکہ Li+ آئن الیکٹرولائٹ کی تنزلی کی مصنوعات کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں۔سیل کے ابتدائی چارج کے دوران منفی الیکٹروڈ پر فلم بنتی ہے۔SEI سیل کے بعد کے چارجز کے دوران الیکٹرولائٹ کو مزید گلنے سے بچاتا ہے۔اس غیر فعال پرت کا نقصان سائیکل کی زندگی، برقی کارکردگی، صلاحیت، اور سیل کی مجموعی زندگی کو بری طرح متاثر کر سکتا ہے۔دوسری طرف، مینوفیکچررز نے محسوس کیا ہے کہ وہ SEI کو ٹھیک کرنے کے ذریعے بیٹری کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

لتیم آئن بیٹری فیملی سے ملیں۔

بیٹری ایپلی کیشنز کے لیے ایک مثالی الیکٹروڈ مواد کے طور پر لیتھیم کی رغبت نے کئی قسم کی لتیم آئن بیٹریاں پیدا کی ہیں۔یہاں مارکیٹ میں سب سے عام تجارتی طور پر دستیاب پانچ بیٹریاں ہیں۔

لتیم کوبالٹ آکسائیڈ

ہم نے پہلے ہی اس مضمون میں LiCoO2 بیٹریوں کا گہرائی سے احاطہ کیا ہے کیونکہ یہ پورٹیبل الیکٹرانکس جیسے سیل فونز، لیپ ٹاپس اور الیکٹرانک کیمروں کے لیے مقبول ترین کیمسٹری کی نمائندگی کرتی ہے۔LiCoO2 اپنی کامیابی کا مرہون منت ہے اس کی اعلیٰ مخصوص توانائی۔ایک مختصر عمر، خراب تھرمل استحکام، اور کوبالٹ کی قیمت میں مینوفیکچررز کو ملاوٹ شدہ کیتھوڈ ڈیزائنز پر سوئچ کرنا پڑتا ہے۔

لتیم مینگنیج آکسائیڈ

لیتھیم مینگنیج آکسائیڈ بیٹریاں (LiMn2O4) MnO2 پر مبنی کیتھوڈز استعمال کرتی ہیں۔معیاری LiCoO2 بیٹریوں کے مقابلے میں، LiMn2O4 بیٹریاں کم زہریلی، لاگت کم، اور استعمال میں زیادہ محفوظ ہیں، لیکن کم صلاحیت کے ساتھ۔اگرچہ ماضی میں ریچارج ایبل ڈیزائنز کی کھوج کی جا چکی ہے، آج کی صنعت عام طور پر اس کیمسٹری کو بنیادی (سنگل سائیکل) سیلز کے لیے استعمال کرتی ہے جو کہ ناقابل ریچارج ہوتے ہیں اور استعمال کے بعد ضائع کرنے کے لیے ہوتے ہیں۔پائیدار، اعلی تھرمل استحکام اور طویل شیلف لائف انہیں پاور ٹولز یا طبی آلات کے لیے بہترین بناتی ہے۔

لتیم نکل مینگنیج کوبالٹ آکسائیڈ

بعض اوقات پورا حصہ اپنے حصوں کے مجموعے سے بڑا ہوتا ہے، اور لیتھیم نکل مینگنیج کوبالٹ آکسائیڈ بیٹریاں (جسے NCM بیٹریاں بھی کہا جاتا ہے) LiCoO2 سے زیادہ برقی کارکردگی پر فخر کرتی ہے۔NCM اپنے انفرادی کیتھوڈ مواد کے فوائد اور نقصانات کو متوازن کرنے میں اپنی طاقت حاصل کرتا ہے۔مارکیٹ میں سب سے کامیاب لیتھیم آئن سسٹمز میں سے ایک، NCM پاور ٹولز اور ای بائک جیسے پاور ٹرینوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔

لتیم آئرن فاسفیٹ

لیتھیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4) بیٹریاں نینو اسٹرکچرڈ فاسفیٹ کیتھوڈ مواد کی مدد سے اچھی تھرمل استحکام کے ساتھ لمبی سائیکل لائف اور اعلی کرنٹ ریٹنگ حاصل کرتی ہیں۔ان بہتریوں کے باوجود، یہ کوبالٹ بلینڈڈ ٹیکنالوجیز کی طرح توانائی سے بھرپور نہیں ہے اور اس میں اس فہرست میں موجود دیگر بیٹریوں کے مقابلے میں سب سے زیادہ خود خارج ہونے کی شرح ہے۔LiFePO4 بیٹریاں لیڈ ایسڈ کے متبادل کے طور پر کار اسٹارٹر بیٹری کے طور پر مقبول ہیں۔

لتیم ٹائٹینیٹ

گریفائٹ انوڈ کو لیتھیم ٹائٹینیٹ نانو کرسٹلز سے تبدیل کرنے سے انوڈ کی سطح کا رقبہ تقریباً 100 m2 فی گرام تک بڑھ جاتا ہے۔نینو اسٹرکچرڈ انوڈ الیکٹرانوں کی تعداد میں اضافہ کرتا ہے جو سرکٹ کے ذریعے بہہ سکتے ہیں، جس سے لیتھیم ٹائٹینیٹ سیلز کو 10C (اس کی درجہ بندی کی صلاحیت سے دس گنا) سے زیادہ شرحوں پر محفوظ طریقے سے چارج اور خارج ہونے کی صلاحیت فراہم کرتا ہے۔لتیم آئن بیٹریوں کے تیز ترین چارج اور ڈسچارج سائیکل کے لیے تجارت ایک نسبتاً کم وولٹیج 2.4V فی سیل ہے، لیتھیم بیٹریوں کے توانائی کی کثافت کے اسپیکٹرم کے نچلے سرے پر لیتھیم ٹائٹینیٹ خلیات لیکن پھر بھی متبادل کیمسٹری جیسے نکل- کیڈیمیماس نقصان کے باوجود، مجموعی طور پر برقی کارکردگی، اعلی وشوسنییتا، تھرمل استحکام، اور ایک اضافی طویل سائیکل زندگی کا مطلب ہے کہ بیٹری اب بھی برقی گاڑیوں میں استعمال ہوتی ہے۔

لتیم آئن بیٹریوں کا مستقبل

صاف توانائی اور کم کاربن کے اخراج کی بڑھتی ہوئی طلب کو پورا کرنے کے لیے لیتھیم آئن اور بیٹری کی دیگر ٹیکنالوجیز پر مزید تحقیق اور ترقی کے لیے پوری دنیا کی کمپنیوں اور حکومتوں کی جانب سے ایک بڑا دباؤ ہے۔فطری طور پر وقفے وقفے سے توانائی کے ذرائع جیسے شمسی اور ہوا لیتھیم آئن کی اعلی توانائی کی کثافت اور طویل سائیکل زندگی سے بہت فائدہ اٹھا سکتے ہیں جس نے پہلے ہی ٹیکنالوجی کو الیکٹرک گاڑیوں کی مارکیٹ کو گھیرنے میں مدد فراہم کی ہے۔

اس بڑھتی ہوئی طلب کو پورا کرنے کے لیے، محققین نے پہلے سے ہی موجودہ لتیم آئن کی حدود کو نئے اور دلچسپ طریقوں سے آگے بڑھانا شروع کر دیا ہے۔لیتھیم پولیمر (Li-Po) سیلز خطرناک مائع لتیم نمک پر مبنی الیکٹرولائٹس کو محفوظ پولیمر جیلوں اور نیم گیلے سیل ڈیزائنوں سے بدل دیتے ہیں، بہتر حفاظت اور ہلکے وزن کے ساتھ موازنہ برقی کارکردگی کے لیے۔سالڈ اسٹیٹ لیتھیم اس بلاک کی جدید ترین ٹکنالوجی ہے، جو ایک ٹھوس الیکٹرولائٹ کے استحکام کے ساتھ توانائی کی کثافت، حفاظت، سائیکل کی زندگی اور مجموعی لمبی عمر میں بہتری کا وعدہ کرتی ہے۔یہ پیش گوئی کرنا مشکل ہے کہ کون سی ٹیکنالوجی حتمی توانائی ذخیرہ کرنے کے حل کی دوڑ میں کامیابی حاصل کرے گی، لیکن یقینی ہے کہ لتیم آئن آنے والے سالوں میں توانائی کی معیشت میں اہم کردار ادا کرتا رہے گا۔

انرجی سٹوریج سلوشنز فراہم کرنے والا

ہم صارفین کو انرجی اسٹوریج سلوشنز کو ان کی مصنوعات میں ضم کرنے میں مدد کرنے کے لیے وسیع ایپلی کیشنز کی مہارت کے ساتھ درست انجینئرنگ کو ملا کر جدید ترین مصنوعات تیار کرتے ہیں۔BSLBATT انجینئرڈ ٹیکنالوجیز کے پاس آپ کی ایپلی کیشنز کو تصور سے کمرشلائزیشن تک لانے کے لیے ثابت شدہ ٹیکنالوجی اور انضمام کی مہارت ہے۔

مزید جاننے کے لیے، ہماری بلاگ پوسٹ دیکھیں لتیم بیٹری اسٹوریج .