Tesla کی 2021 Q3 رپورٹ نے اپنی گاڑیوں میں نئے معیار کے طور پر LiFePO4 بیٹریوں میں منتقلی کا اعلان کیا۔لیکن LiFePO4 بیٹریاں بالکل کیا ہیں؟
نیویارک، نیویارک، یو ایس اے، مئی 26، 2022 /EINPresswire.com/ — کیا یہ Li-Ion بیٹریوں کا بہتر متبادل ہیں؟یہ بیٹریاں دوسری بیٹریوں سے کیسے مختلف ہیں؟
LiFePO4 بیٹریوں کا تعارف
ایک لتیم آئرن فاسفیٹ (LFP) بیٹری ایک لتیم آئن بیٹری ہے جس میں تیزی سے چارج اور خارج ہونے کی شرح ہوتی ہے۔یہ ایک ریچارج ایبل بیٹری ہے جس میں LiFePO4 بطور کیتھوڈ اور ایک گرافیٹک کاربن الیکٹروڈ ہے جس میں اینوڈ کے طور پر دھاتی پشت پناہی ہے۔
LiFePO4 بیٹریاں لیتھیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں کم توانائی کی کثافت اور کم آپریٹنگ وولٹیجز رکھتی ہیں۔ان میں فلیٹ منحنی خطوط کے ساتھ خارج ہونے کی شرح کم ہے اور وہ لی آئن سے زیادہ محفوظ ہیں۔ان بیٹریوں کو لتیم فیروفاسفیٹ بیٹریاں بھی کہا جاتا ہے۔
LiFePO4 بیٹریوں کی ایجاد
LiFePO4 بیٹریاںجان بی گوڈینف اور ارومگم مانتھیرم نے ایجاد کیا تھا۔وہ لیتھیم آئن بیٹریوں میں استعمال ہونے والے مواد کی شناخت کرنے والے پہلے لوگوں میں شامل تھے۔ابتدائی شارٹ سرکیٹنگ کے رجحان کی وجہ سے انوڈ مواد لتیم آئن بیٹریوں کے لیے مثالی نہیں ہیں۔
سائنسدانوں نے پایا کہ کیتھوڈ مواد لیتھیم آئن بیٹری کیتھوڈس کے مقابلے میں بہتر ہیں۔یہ خاص طور پر LiFePO4 بیٹری کی مختلف حالتوں میں نمایاں ہے۔وہ استحکام اور چالکتا کو بڑھاتے ہیں اور متعدد دیگر پہلوؤں کو بہتر بناتے ہیں۔
ان دنوں، LiFePO4 بیٹریاں ہر جگہ پائی جاتی ہیں اور ان کی مختلف ایپلی کیشنز ہیں، بشمول کشتیوں، نظام شمسی اور گاڑیوں میں استعمال۔LiFePO4 بیٹریاں کوبالٹ سے پاک اور زیادہ تر متبادلات سے کم مہنگی ہیں۔یہ غیر زہریلا ہے اور اس کی طویل شیلف زندگی ہے۔
LFP بیٹریوں میں بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا فنکشن
LFP بیٹریاں صرف جڑے ہوئے خلیوں سے زیادہ پر مشتمل ہوتی ہیں۔ان کے پاس ایک ایسا نظام ہے جو یقینی بناتا ہے کہ بیٹری محفوظ حدود میں رہے۔ایک بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) حفاظت کو یقینی بنانے اور بیٹری کی زندگی کو بڑھانے کے لیے آپریٹنگ حالات میں بیٹری کی حفاظت، کنٹرول اور نگرانی کرتا ہے۔
LFP بیٹریوں میں بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا کام
اس حقیقت کے باوجود کہ لیتھیم آئرن فاسفیٹ خلیات زیادہ برداشت کرنے والے ہوتے ہیں، اس کے باوجود چارجنگ کے دوران وہ اوور وولٹیج کا شکار ہوتے ہیں، جس سے کارکردگی کم ہوتی ہے۔کیتھوڈ کے لیے استعمال ہونے والا مواد ممکنہ طور پر خراب ہو سکتا ہے اور اپنا استحکام کھو سکتا ہے۔BMS ہر سیل کے آؤٹ پٹ کو ریگولیٹ کرتا ہے اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ بیٹری کی زیادہ سے زیادہ وولٹیج کو برقرار رکھا جائے۔
جیسے جیسے الیکٹروڈ مواد کم ہوتا ہے، انڈر وولٹیج ایک شدید تشویش بن جاتا ہے۔اگر کسی سیل کا وولٹیج ایک خاص حد سے نیچے گرتا ہے تو، BMS بیٹری کو سرکٹ سے منقطع کر دیتا ہے۔یہ اوور کرنٹ حالت میں بیک سٹاپ کے طور پر بھی کام کرتا ہے اور شارٹ سرکیٹنگ کے دوران اپنا آپریشن بند کر دے گا۔
LiFePO4 بیٹریاں بمقابلہ لتیم آئن بیٹریاں
LiFePO4 بیٹریاں پہننے کے قابل آلات جیسے گھڑیوں کے لیے موزوں نہیں ہیں۔ان کی توانائی کی کثافت کسی بھی دوسری لتیم بیٹریوں کے مقابلے میں کم ہے۔تاہم، وہ شمسی توانائی کے نظام، RVs، گولف کارٹس، باس بوٹس، اور الیکٹرک موٹر سائیکلوں کے لیے بہترین ہیں۔
ان بیٹریوں کا ایک اہم فائدہ ان کی سائیکل کی زندگی ہے۔
یہ بیٹریاں دوسروں کے مقابلے میں 4 گنا زیادہ چل سکتی ہیں۔وہ زیادہ محفوظ ہیں اور خارج ہونے والے مادہ کی 100% گہرائی تک پہنچ سکتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ انہیں زیادہ طویل مدت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
ذیل میں دیگر وجوہات ہیں جن کی وجہ سے یہ بیٹریاں Li-ion بیٹریوں کا بہتر متبادل ہیں۔
کم قیمت
LFP بیٹریاں لوہے اور فاسفورس سے بنی ہیں، بڑے پیمانے پر کان کنی کی جاتی ہیں، اور سستی ہیں۔LFP بیٹریوں کی قیمت نکل سے بھرپور NMC بیٹریوں کے مقابلے 70 فیصد فی کلو کم ہونے کا تخمینہ ہے۔اس کی کیمیائی ساخت قیمت کا فائدہ فراہم کرتی ہے۔2020 میں پہلی بار LFP بیٹریوں کے لیے سیل کی سب سے کم قیمتیں $100/kWh سے نیچے گر گئیں۔
چھوٹے ماحولیاتی اثرات
LFP بیٹریاں نکل یا کوبالٹ پر مشتمل نہیں ہیں، جو مہنگی ہیں اور ان کا ماحولیاتی اثر بہت زیادہ ہے۔یہ بیٹریاں ری چارج ایبل ہیں جو ان کی ماحول دوستی کو ظاہر کرتی ہیں۔
بہتر کارکردگی اور کارکردگی
LFP بیٹریاں اپنی طویل لائف سائیکل کے لیے جانی جاتی ہیں، جو انہیں ایپلی کیشنز کے لیے ایک مقبول انتخاب بناتی ہیں جن کے لیے وقت کے ساتھ ساتھ قابل اعتماد اور مستقل پاور آؤٹ پٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔یہ بیٹریاں دیگر لیتھیم آئن بیٹریوں کے مقابلے میں سست صلاحیت کے نقصان کی شرح کا تجربہ کرتی ہیں، جو طویل مدت تک ان کی کارکردگی کو برقرار رکھنے میں مدد کرتی ہیں۔مزید برآں، ان کے پاس آپریٹنگ وولٹیج کم ہے، جس کے نتیجے میں کم اندرونی مزاحمت اور تیز چارج/خارج کی رفتار ہوتی ہے۔
بہتر حفاظت اور استحکام
LFP بیٹریاں تھرمل اور کیمیائی طور پر مستحکم ہوتی ہیں، اس لیے ان کے پھٹنے یا آگ لگنے کا امکان کم ہوتا ہے۔LFP نکل سے بھرپور NMC کی گرمی کا چھٹا حصہ پیدا کرتا ہے۔چونکہ LFP بیٹریوں میں Co-O بانڈ زیادہ مضبوط ہوتا ہے، اگر شارٹ سرکٹ یا زیادہ گرم ہو تو آکسیجن ایٹم زیادہ آہستہ سے خارج ہوتے ہیں۔مزید برآں، مکمل طور پر چارج شدہ خلیوں میں کوئی لتیم باقی نہیں رہتا، جس کی وجہ سے وہ دوسرے لیتھیم خلیوں میں نظر آنے والے ایکزتھرمک رد عمل کے مقابلے میں آکسیجن کے نقصان کے خلاف انتہائی مزاحم ہوتے ہیں۔
چھوٹا اور ہلکا پھلکا
LFP بیٹریاں لیتھیم مینگنیج آکسائیڈ بیٹریوں سے تقریباً 50% ہلکی ہوتی ہیں۔یہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے مقابلے میں 70% تک ہلکی ہیں۔جب آپ گاڑی میں LiFePO4 بیٹری استعمال کرتے ہیں، تو آپ کم گیس استعمال کرتے ہیں اور زیادہ چالاکیت رکھتے ہیں۔وہ چھوٹے اور کمپیکٹ بھی ہیں، جو آپ کو اپنے سکوٹر، کشتی، RV، یا صنعتی ایپلی کیشن پر جگہ بچانے کی اجازت دیتے ہیں۔
LiFePO4 بیٹریاں بمقابلہ غیر لتیم بیٹریاں
غیر لیتھیم بیٹریوں کے بہت سے فوائد ہیں لیکن نئی LiFePo4 بیٹریوں کی صلاحیت کے پیش نظر وسط مدتی میں تبدیل کیے جانے کا امکان ہے کیونکہ پرانی ٹیکنالوجی مہنگی اور کم موثر ہے۔
لیڈ ایسڈ بیٹریاں
لیڈ ایسڈ بیٹریاں شروع میں لاگت سے موثر لگ سکتی ہیں، لیکن آخر میں وہ طویل مدتی میں زیادہ مہنگی ہو جاتی ہیں۔یہ اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ انہیں زیادہ بار بار دیکھ بھال اور متبادل کی ضرورت ہوتی ہے۔ایک LiFePO4 بیٹری 2-4 گنا زیادہ دیر تک چلے گی اور دیکھ بھال کی ضرورت نہیں ہے۔
جیل بیٹریاں
جیل بیٹریاں، جیسے LiFePO4 بیٹریاں، کو بار بار ری چارجنگ کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور ذخیرہ کیے جانے کے دوران چارج نہیں ہوتا ہے۔لیکن جیل کی بیٹریاں سست رفتار سے چارج ہوتی ہیں۔تباہی سے بچنے کے لیے انہیں مکمل چارج ہوتے ہی منقطع کرنے کی ضرورت ہے۔
AGM بیٹریاں
جبکہ AGM بیٹریاں 50% سے کم صلاحیت کے خراب ہونے کے زیادہ خطرے میں ہیں، LiFePO4 بیٹریاں بغیر کسی نقصان کے مکمل طور پر ڈسچارج ہو سکتی ہیں۔اس کے علاوہ، ان کو برقرار رکھنا مشکل ہے.
LiFePO4 بیٹریوں کے لیے درخواستیں۔
LiFePO4 بیٹریوں میں بہت سے قیمتی ایپلی کیشنز ہیں، بشمول
ماہی گیری کی کشتیاں اور کائیکس: آپ کم چارجنگ وقت اور زیادہ رن ٹائم کے ساتھ پانی پر زیادہ وقت گزار سکتے ہیں۔کم وزن زیادہ داؤ والے ماہی گیری کے مقابلوں کے دوران آسان ہینڈلنگ اور تیز رفتار ٹکرانا فراہم کرتا ہے۔
موبلٹی اسکوٹر اور موپیڈ: آپ کو سست کرنے کے لیے کوئی مردہ وزن نہیں ہے۔اپنی بیٹری کو نقصان پہنچائے بغیر اچانک دوروں کے لیے پوری صلاحیت سے کم چارج کریں۔
سولر کنفیگریشنز: ہلکی پھلکی LiFePO4 بیٹریاں لے جائیں جہاں بھی زندگی آپ کو لے جائے (پہاڑی پر یا گرڈ سے دور) سورج کی طاقت کو استعمال کرنے کے لیے۔
تجارتی استعمال: یہ سب سے محفوظ، سخت ترین لتیم بیٹریاں ہیں جو انہیں صنعتی ایپلی کیشنز جیسے فرش مشینیں، لفٹ گیٹس وغیرہ کے لیے مثالی بناتی ہیں۔
مزید برآں، لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں بہت سے دوسرے آلات جیسے فلیش لائٹ، الیکٹرانک سگریٹ، ریڈیو کا سامان، ایمرجنسی لائٹنگ اور دیگر اشیاء کو طاقت دیتی ہیں۔
وسیع پیمانے پر LFP کے نفاذ کے امکانات
اگرچہ LFP بیٹریاں متبادل کے مقابلے میں کم مہنگی اور زیادہ مستحکم ہیں، توانائی کی کثافت وسیع پیمانے پر اپنانے میں ایک اہم رکاوٹ رہی ہے۔LFP بیٹریوں میں توانائی کی کثافت بہت کم ہوتی ہے، جو 15 اور 25% کے درمیان ہوتی ہے۔تاہم، یہ موٹے الیکٹروڈز کا استعمال کرتے ہوئے تبدیل ہو رہا ہے جیسا کہ شنگھائی کے تیار کردہ ماڈل 3 میں استعمال کیا جاتا ہے، جس کی توانائی کی کثافت 359Wh/liter ہے۔
LFP بیٹریوں کے طویل لائف سائیکل کی وجہ سے، ان میں موازنہ وزن کی Li-ion بیٹریوں سے زیادہ صلاحیت ہوتی ہے۔اس کا مطلب یہ ہے کہ ان بیٹریوں کی توانائی کی کثافت وقت کے ساتھ مزید ملتی جلتی ہو جائے گی۔
بڑے پیمانے پر اپنانے میں ایک اور رکاوٹ یہ ہے کہ چین نے LFP پیٹنٹ کے متعدد ہونے کی وجہ سے مارکیٹ پر غلبہ حاصل کر لیا ہے۔جیسا کہ یہ پیٹنٹ ختم ہو رہے ہیں، یہ قیاس آرائیاں کی جا رہی ہیں کہ LFP کی پیداوار، جیسے گاڑیوں کی تیاری، کو مقامی کیا جائے گا۔
فورڈ، ووکس ویگن اور ٹیسلا جیسے بڑے کار ساز ادارے نکل یا کوبالٹ فارمولیشنز کو بدل کر ٹیکنالوجی کو تیزی سے استعمال کر رہے ہیں۔اس کی سہ ماہی اپ ڈیٹ میں Tesla کی طرف سے حالیہ اعلان صرف آغاز ہے.Tesla نے اپنے 4680 بیٹری پیک پر ایک مختصر اپ ڈیٹ بھی فراہم کیا، جس میں توانائی کی کثافت اور حد زیادہ ہوگی۔یہ بھی ممکن ہے کہ Tesla مزید خلیات کو گاڑھا کرنے اور کم توانائی کی کثافت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے "سیل ٹو پیک" تعمیر کا استعمال کرے۔
اس کی عمر کے باوجود، LFP اور بیٹری کے اخراجات میں کمی بڑے پیمانے پر EV کو اپنانے میں تیزی لانے میں اہم ہو سکتی ہے۔2023 تک، لیتھیم آئن کی قیمتیں $100/kWh کے قریب ہونے کی توقع ہے۔LFPs کار سازوں کو صرف قیمت کے بجائے سہولت یا ری چارج ٹائم جیسے عوامل پر زور دینے کے قابل بنا سکتے ہیں۔
پوسٹ ٹائم: اگست 10-2022