لتیم بیٹری ٹیکنالوجی کیا ہے؟

لیتھیم بیٹریاں اپنی اعلی توانائی کی کثافت اور کم قیمت فی سائیکل کی وجہ سے دیگر بیٹری کیمسٹریوں سے الگ ہیں۔تاہم، "لتیم بیٹری" ایک مبہم اصطلاح ہے۔لیتھیم بیٹریوں کی تقریباً چھ عام کیمسٹری ہیں، سبھی کے اپنے منفرد فوائد اور نقصانات ہیں۔قابل تجدید توانائی کی ایپلی کیشنز کے لیے، غالب کیمسٹری ہے۔ لتیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4) .اس کیمسٹری میں بہترین تھرمل استحکام، اعلی موجودہ درجہ بندی، طویل سائیکل زندگی، اور بدسلوکی کو برداشت کرنے کے ساتھ بہترین حفاظت ہے۔

لتیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4) تقریبا تمام دیگر لتیم کیمسٹریوں کے مقابلے میں انتہائی مستحکم لتیم کیمسٹری ہے۔بیٹری کو قدرتی طور پر محفوظ کیتھوڈ مواد (آئرن فاسفیٹ) کے ساتھ اسمبل کیا جاتا ہے۔دیگر لیتھیم کیمسٹریوں کے مقابلے میں آئرن فاسفیٹ ایک مضبوط مالیکیولر بانڈ کو فروغ دیتا ہے، جو انتہائی چارجنگ حالات کا مقابلہ کرتا ہے، سائیکل کی زندگی کو طول دیتا ہے، اور کئی چکروں میں کیمیائی سالمیت کو برقرار رکھتا ہے۔یہ وہی چیز ہے جو ان بیٹریوں کو ان کا زبردست تھرمل استحکام، طویل سائیکل زندگی، اور غلط استعمال کو برداشت کرتی ہے۔ LiFePO4 بیٹریاں زیادہ گرمی کا شکار نہیں ہوتے ہیں، اور نہ ہی وہ 'تھرمل رن وے' سے نمٹتے ہیں اور اس وجہ سے جب سخت غلط استعمال یا سخت ماحولیاتی حالات کا سامنا کرنا پڑتا ہے تو زیادہ گرمی یا آگ نہ لگائیں۔

سیلاب زدہ لیڈ ایسڈ اور بیٹری کی دیگر کیمسٹریوں کے برعکس، لیتھیم بیٹریاں ہائیڈروجن اور آکسیجن جیسی خطرناک گیسیں نہیں نکالتی ہیں۔کاسٹک الیکٹرولائٹس جیسے سلفیورک ایسڈ یا پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی نمائش کا بھی کوئی خطرہ نہیں ہے۔زیادہ تر معاملات میں، ان بیٹریوں کو محدود جگہوں میں بغیر کسی دھماکے کے خطرے کے محفوظ کیا جا سکتا ہے اور مناسب طریقے سے ڈیزائن کیے گئے نظام کو فعال کولنگ یا وینٹنگ کی ضرورت نہیں ہونی چاہیے۔

لیتھیم بیٹریاں ایک ایسی اسمبلی ہیں جو بہت سے خلیوں پر مشتمل ہوتی ہیں، جیسے لیڈ ایسڈ بیٹریاں اور بیٹری کی بہت سی دوسری اقسام۔لیڈ ایسڈ بیٹریوں میں برائے نام وولٹیج 2V/سیل ہوتا ہے، جب کہ لیتھیم بیٹری سیلز کا برائے نام وولٹیج 3.2V ہوتا ہے۔لہذا، 12V بیٹری حاصل کرنے کے لیے آپ کے پاس عام طور پر ایک سیریز میں چار خلیات جڑے ہوں گے۔یہ a کا برائے نام وولٹیج بنائے گا۔ LiFePO4 12.8V .ایک سیریز میں جڑے ہوئے آٹھ خلیے ایک بناتے ہیں۔ 24V بیٹری 25.6V کے برائے نام وولٹیج کے ساتھ اور ایک سیریز میں جڑے ہوئے سولہ خلیات بناتے ہیں۔ 48V بیٹری 51.2V کے برائے نام وولٹیج کے ساتھ۔یہ وولٹیجز آپ کے عام کے ساتھ بہت اچھی طرح کام کرتے ہیں۔ 12V، 24V، اور 48V انورٹرز .

لیتھیم بیٹریاں اکثر لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو براہ راست تبدیل کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں کیونکہ ان میں چارجنگ وولٹیج بہت ملتے جلتے ہیں۔ایک چار سیل LiFePO4 بیٹری (12.8V)، عام طور پر 14.4-14.6V کے درمیان زیادہ سے زیادہ چارج وولٹیج ہوگا (مینوفیکچررز کی سفارشات پر منحصر ہے)۔لتیم بیٹری کی منفرد بات یہ ہے کہ اسے جذب چارج کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور نہ ہی اسے اہم مدت کے لیے مستقل وولٹیج کی حالت میں رکھنے کی ضرورت ہوتی ہے۔عام طور پر، جب بیٹری زیادہ سے زیادہ چارج وولٹیج تک پہنچ جاتی ہے تو اسے مزید چارج کرنے کی ضرورت نہیں رہتی۔LiFePO4 بیٹریوں کی خارج ہونے والی خصوصیات بھی منفرد ہیں۔ڈسچارج کے دوران، لیتھیم بیٹریاں لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے مقابلے میں بہت زیادہ وولٹیج کو برقرار رکھیں گی جو عام طور پر لوڈ کے تحت ہوتی ہیں۔لتیم بیٹری کے لیے یہ کوئی معمولی بات نہیں ہے کہ ایک وولٹ کا صرف چند دسواں حصہ فل چارج سے 75% خارج ہو جائے۔اس سے یہ بتانا مشکل ہو سکتا ہے کہ بیٹری کی نگرانی کے آلات کے بغیر کتنی گنجائش استعمال کی گئی ہے۔

لیڈ ایسڈ بیٹریوں پر لتیم کا ایک اہم فائدہ یہ ہے کہ وہ سائیکلنگ کی کمی کا شکار نہیں ہوتے ہیں۔بنیادی طور پر، یہ اس وقت ہوتا ہے جب اگلے دن دوبارہ خارج ہونے سے پہلے بیٹریاں پوری طرح سے چارج نہیں ہو سکتیں۔یہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے ساتھ ایک بہت بڑا مسئلہ ہے اور اگر اس طریقے سے بار بار سائیکل چلائی جائے تو پلیٹ کے نمایاں انحطاط کو فروغ مل سکتا ہے۔LiFePO4 بیٹریوں کو باقاعدگی سے مکمل چارج کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔درحقیقت، مکمل چارج کے بجائے معمولی جزوی چارج کے ساتھ مجموعی متوقع عمر میں قدرے بہتری لانا ممکن ہے۔

شمسی توانائی کے نظام کو ڈیزائن کرتے وقت کارکردگی ایک بہت اہم عنصر ہے۔اوسط لیڈ ایسڈ بیٹری کی راؤنڈ ٹرپ کارکردگی (مکمل سے مردہ اور واپس مکمل) تقریباً 80% ہے۔دیگر کیمسٹری اس سے بھی بدتر ہو سکتی ہیں۔لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹری کی راؤنڈ ٹرپ توانائی کی کارکردگی 95-98٪ سے اوپر ہے۔یہ اکیلے سردیوں کے دوران شمسی توانائی سے محروم نظاموں کے لیے ایک اہم بہتری ہے، جنریٹر چارجنگ سے ایندھن کی بچت بہت زیادہ ہو سکتی ہے۔لیڈ ایسڈ بیٹریوں کا جذب چارج مرحلہ خاص طور پر ناکارہ ہے، جس کے نتیجے میں 50% یا اس سے بھی کم کارکردگی ہوتی ہے۔لیتھیم بیٹریاں چارج کو جذب نہیں کرتی ہیں، مکمل طور پر ڈسچارج ہونے سے مکمل طور پر مکمل ہونے تک چارج کا وقت دو گھنٹے سے بھی کم ہو سکتا ہے۔یہ نوٹ کرنا بھی ضروری ہے کہ لیتھیم بیٹری بغیر کسی اہم منفی اثرات کے تقریباً مکمل خارج ہونے والے مادہ سے گزر سکتی ہے۔تاہم، یہ یقینی بنانا ضروری ہے کہ انفرادی خلیے زیادہ خارج نہ ہوں۔یہ انٹیگریٹڈ کا کام ہے۔ بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) .

لتیم بیٹریوں کی حفاظت اور وشوسنییتا ایک بڑی تشویش ہے، اس طرح تمام اسمبلیوں کو ایک مربوط ہونا چاہیے بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) .BMS ایک ایسا نظام ہے جو سیلز کو "محفوظ آپریٹنگ ایریا" سے باہر کام کرنے سے مانیٹر، تشخیص، توازن اور حفاظت کرتا ہے۔بی ایم ایس لیتھیم بیٹری سسٹم کا ایک ضروری حفاظتی جزو ہے، بیٹری کے اندر موجود خلیات کی نگرانی اور حفاظت کرتا ہے اوور کرنٹ، کم/زیادہ وولٹیج، کم/زیادہ درجہ حرارت سے۔ایک LiFePO4 سیل کو مستقل طور پر نقصان پہنچے گا اگر سیل کا وولٹیج کبھی 2.5V سے کم ہو جائے، اگر سیل کا وولٹیج 4.2V سے زیادہ ہو جائے تو اسے بھی مستقل طور پر نقصان پہنچے گا۔BMS ہر سیل کی نگرانی کرتا ہے اور کم/زیادہ وولٹیج کی صورت میں خلیوں کو پہنچنے والے نقصان کو روکے گا۔

بی ایم ایس کی ایک اور ضروری ذمہ داری چارجنگ کے دوران پیک کو متوازن رکھنا ہے، اس بات کی ضمانت دیتا ہے کہ تمام سیلز بغیر زیادہ چارج کیے مکمل چارج ہوجائیں۔LiFePO4 بیٹری کے خلیے چارج سائیکل کے اختتام پر خود بخود توازن نہیں رکھیں گے۔خلیوں کے ذریعے رکاوٹ میں معمولی تغیرات ہیں اور اس طرح کوئی بھی خلیہ 100% ایک جیسا نہیں ہے۔اس لیے، جب سائیکل چلائی جائے گی، تو کچھ خلیے مکمل طور پر چارج ہو جائیں گے یا دوسروں کے مقابلے پہلے ڈسچارج ہو جائیں گے۔خلیات کے درمیان فرق وقت کے ساتھ نمایاں طور پر بڑھ جائے گا اگر خلیات متوازن نہیں ہیں.

میں لیڈ ایسڈ بیٹریاں ، کرنٹ جاری رہے گا یہاں تک کہ جب ایک یا زیادہ سیل مکمل طور پر چارج ہو جائیں۔یہ اس کا نتیجہ ہے۔ بیٹری کے اندر ہونے والا الیکٹرولائسز، پانی کا ہائیڈروجن اور آکسیجن میں تقسیم ہونا۔یہ کرنٹ دوسرے خلیوں کو مکمل طور پر چارج کرنے میں مدد کرتا ہے، اس طرح قدرتی طور پر تمام خلیوں پر چارج کو متوازن کرتا ہے۔تاہم، ایک مکمل چارج شدہ لیتھیم سیل میں بہت زیادہ مزاحمت ہوگی اور بہت کم کرنٹ بہے گا۔اس لیے پیچھے رہنے والے خلیے پوری طرح سے چارج نہیں ہوں گے۔توازن کے دوران BMS مکمل طور پر چارج شدہ خلیوں پر تھوڑا سا بوجھ لگائے گا، اسے زیادہ چارج ہونے سے روکے گا اور دوسرے خلیوں کو پکڑنے کی اجازت دے گا۔

لیتھیم بیٹریاں دیگر بیٹری کیمسٹریوں کے مقابلے میں بہت سے فوائد پیش کرتی ہیں۔یہ بیٹری کا ایک محفوظ اور قابل اعتماد حل ہیں، جس میں تھرمل رن وے اور/یا تباہ کن پگھلاؤ کا کوئی خوف نہیں، جو کہ لیتھیم بیٹری کی دیگر اقسام سے ایک اہم امکان ہے۔یہ بیٹریاں انتہائی طویل سائیکل لائف پیش کرتی ہیں، کچھ مینوفیکچررز حتیٰ کہ 10,000 سائیکل تک بیٹریوں کی ضمانت دیتے ہیں۔مسلسل C/2 سے زیادہ خارج ہونے اور ری چارج کرنے کی شرح اور 98% تک راؤنڈ ٹرپ کارکردگی کے ساتھ، یہ کوئی تعجب کی بات نہیں ہے کہ یہ بیٹریاں صنعت میں تیزی سے کام کر رہی ہیں۔ لتیم آئرن فاسفیٹ (LiFePO4) ایک کامل ہے توانائی ذخیرہ کرنے کا حل .