لتیم آئن بیٹری کیا ہے - ڈیوائس اور اقسام

الیکٹرانک آلات کی نقل و حرکت میں اہم عنصر ریچارج ایبل بیٹری (بیٹری) ہے۔ اپنی طویل ترین ممکنہ خودمختاری کو یقینی بنانے کے بڑھتے ہوئے مطالبات اس میدان میں مستقل تحقیق کو متحرک کرتے ہیں اور نئے تکنیکی حلوں کے ظہور کا باعث بنتے ہیں۔

بڑے پیمانے پر استعمال ہونے والی نکل-کیڈیمیم (Ni-Cd) اور نکل میٹل ہائیڈرائڈ (Ni-MH) بیٹریاں، ایک متبادل ظاہر ہوا - پہلے لیتھیم بیٹریاں، اور پھر زیادہ جدید لیتھیم آئن بیٹریاں (لی-آئن)۔

تاریخ

اس قسم کی پہلی بیٹریاں 1970 کی دہائی میں نمودار ہوئیں۔ وہ اپنی بہتر خصوصیات کی وجہ سے فوری طور پر مانگ میں آگئے۔ خلیوں کا انوڈ لتیم دھات سے بنا تھا، جس کی خصوصیات نے توانائی کی کثافت کو بڑھانا ممکن بنایا۔ اس طرح لتیم بیٹریاں نمودار ہوئیں۔

نئی بیٹریوں میں ایک اہم خرابی تھی - دھماکے اور اگنیشن کا بڑھتا ہوا خطرہ۔ اس کی وجہ الیکٹروڈز کی سطح پر لیتھیم فلم بننا تھا، جس کی وجہ سے درجہ حرارت کے استحکام کی خلاف ورزی ہوئی۔ زیادہ سے زیادہ بوجھ کے وقت، بیٹری پھٹ سکتی ہے۔

ٹیکنالوجی کو بہتر بنایا گیا، جس کے نتیجے میں بیٹری کے اجزاء میں خالص لتیم کو اس کے مثبت چارج شدہ آئنوں کے استعمال کے حق میں چھوڑ دیا گیا۔لیتھیم آئن بیٹری ایک کامیاب حل ثابت ہوئی۔

اس قسم کی آئن بیٹری کی خصوصیت زیادہ حفاظت سے ہوتی ہے، جو توانائی کی کثافت میں معمولی کمی سے حاصل کی جاتی ہے، لیکن مسلسل تکنیکی ترقی نے اس اشارے کے نقصان کو کم سے کم کرنا ممکن بنا دیا ہے۔

ڈیوائس

کنزیومر الیکٹرانکس میں لیتھیم آئن بیٹریوں کے تعارف نے کاربن مواد (گریفائٹ) کے کیتھوڈ اور کوبالٹ آکسائیڈ کے اینوڈ والی بیٹری کی ترقی کے ساتھ ایک پیش رفت حاصل کی ہے۔

بیٹری کو خارج کرنے کے عمل میں، لیتھیم آئنوں کو کیتھوڈ مواد سے ہٹا دیا جاتا ہے اور الیکٹروڈ کے کوبالٹ آکسائیڈ میں شامل کیا جاتا ہے۔ چارجنگ کے دوران، عمل مخالف سمت میں آگے بڑھتا ہے۔ اس طرح، برقی رو ایک الیکٹروڈ سے دوسرے الیکٹروڈ میں منتقل ہونے والے لتیم آئنوں سے پیدا ہوتا ہے۔

لی آئن بیٹریاں بیلناکار اور پرزمیٹک ڈیزائن میں بنی ہیں۔ بیلناکار ڈیزائن میں، فلیٹ الیکٹروڈ کے دو ربن جو الیکٹرولائٹ سے رنگے ہوئے مواد کے ذریعے الگ کیے گئے ہیں، کو کوائل کیا جاتا ہے اور ایک مہر بند دھاتی کیس میں رکھا جاتا ہے۔ کیتھوڈ میٹریل ایلومینیم ورق پر اور اینوڈ میٹریل تانبے کے ورق پر لگایا جاتا ہے۔

بیٹری کا پرزمیٹک ڈیزائن ایک دوسرے کے اوپر مستطیل پلیٹوں کو اسٹیک کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ بیٹری کی یہ شکل الیکٹرونک ڈیوائس کی ترتیب کو زیادہ گھنے بنانا ممکن بناتی ہے۔ پرزمیٹک بیٹریاں کوائلڈ الیکٹروڈ کے ساتھ بھی دستیاب ہیں، جو ایک سرپل میں بٹی ہوئی ہیں۔

آپریشن اور زندگی

لتیم آئن بیٹریوں کا طویل، مکمل اور محفوظ آپریشن ممکن ہے اگر آپریشن کے اصولوں پر عمل کیا جائے، ان کو نظر انداز کرنے سے نہ صرف پروڈکٹ کی سروس لائف کم ہو جائے گی، بلکہ اس کے منفی نتائج بھی نکل سکتے ہیں۔

آپریشن

Li-Ion بیٹریاں چلانے کے لیے اہم ضرورت درجہ حرارت سے متعلق ہے - زیادہ گرم ہونے کی اجازت نہ دیں۔ زیادہ درجہ حرارت زیادہ سے زیادہ نقصان کا سبب بن سکتا ہے، اور زیادہ گرم ہونا کسی بیرونی ذریعہ کے ساتھ ساتھ بیٹری کے دباؤ والے چارجنگ اور ڈسچارج کے طریقوں کی وجہ سے ہو سکتا ہے۔

مثال کے طور پر، 45°C تک گرم کرنے سے بیٹری کی چارج ہولڈنگ کی صلاحیت 2 کے فیکٹر سے کم ہو جاتی ہے۔ یہ درجہ حرارت اس وقت آسانی سے حاصل ہو جاتا ہے جب آلہ طویل عرصے تک سورج کے سامنے رہتا ہے یا توانائی سے بھرپور ایپلی کیشنز چلاتے وقت۔

اگر پروڈکٹ زیادہ گرم ہو جاتی ہے، تو یہ تجویز کی جاتی ہے کہ اسے کسی ٹھنڈی جگہ پر رکھا جائے، ترجیحاً بیٹری کو بند کرکے ہٹا دیا جائے۔

گرمی کی گرمی میں بیٹری کی کارکردگی کو بہترین طریقے سے محفوظ رکھنے کے لیے، آپ کو پاور سیونگ موڈ استعمال کرنا چاہیے، جو زیادہ تر موبائل آلات پر دستیاب ہے۔

کم درجہ حرارت کا آئن بیٹریوں پر بھی منفی اثر پڑتا ہے، -4°C سے کم درجہ حرارت پر بیٹری اپنی پوری طاقت فراہم نہیں کر سکتی۔

لیکن سردی Li-Ion بیٹریوں کے لیے اتنی بری نہیں ہے جتنی زیادہ درجہ حرارت، اور اکثر یہ ناقابل واپسی نقصان کا باعث نہیں بنتی۔ اس حقیقت کے باوجود کہ کمرے کے درجہ حرارت تک گرم ہونے کے بعد بیٹری کی کارکردگی مکمل طور پر بحال ہو جاتی ہے، سردی میں صلاحیت میں کمی کو نہیں بھولنا چاہیے۔

لی آئن بیٹریوں کے آپریشن کے لئے ایک اور سفارش - انہیں گہرائی سے خارج ہونے کی اجازت نہ دیں۔ بیٹریوں کی بہت سی پچھلی نسلوں میں میموری کا اثر ہوتا تھا، جس کے لیے خارج ہونے والے صفر کو مکمل چارج کرنے کی ضرورت ہوتی تھی۔ Li-Ion بیٹریاں یہ اثر نہیں رکھتیں، اور چھٹپٹ مکمل خارج ہونے کے کوئی منفی اثرات نہیں ہوتے، لیکن مسلسل گہرے خارج ہونے والے مادہ نقصان دہ ہوتے ہیں۔ یہ سفارش کی جاتی ہے کہ چارجر کو 30% کی چارجنگ لیول پر منسلک کیا جائے۔

زندگی بھر

Li-Ion بیٹریوں کا غلط استعمال ان کی زندگی کو 10-12 کے عنصر تک کم کر سکتا ہے۔ یہ زندگی براہ راست چارجنگ سائیکلوں کی تعداد سے متعلق ہے۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ Li-Ion قسم کی بیٹریاں مکمل خارج ہونے کے ساتھ 500 سے 1000 سائیکل تک برداشت کر سکتی ہیں۔ اگلے چارج سے پہلے باقی چارج کا زیادہ فیصد بیٹری کی زندگی کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔

چونکہ Li-Ion بیٹریوں کی سروس لائف کا تعین آپریٹنگ حالات کے لحاظ سے کسی چھوٹے حصے میں نہیں ہوتا ہے، اس لیے ان بیٹریوں کی متوقع زندگی کا صحیح تعین کرنا ناممکن ہے۔اوسطاً، اگر مطلوبہ اصولوں پر عمل کیا جائے تو آپ اس قسم کی بیٹری 7-10 سال تک چلنے کی توقع کر سکتے ہیں۔

چارج کرنے کا عمل

چارج کرتے وقت بیٹری کو چارجر میں زیادہ وقت تک لگانے سے گریز کریں۔ لیتھیم آئن بیٹری عام طور پر 3.6 وولٹ سے زیادہ نہ ہونے والی وولٹیج کے ساتھ کام کرے گی۔ بیٹری چارجرز چارجنگ کے عمل کے دوران بیٹری کو 4.2 وولٹ فراہم کریں گے۔ اگر چارجنگ کا وقت حد سے تجاوز کر جاتا ہے تو، بیٹری میں ناپسندیدہ الیکٹرو کیمیکل رد عمل شروع ہو سکتا ہے، جو کہ تمام آنے والے نتائج کے ساتھ زیادہ گرمی کا باعث بنے گا۔

ڈویلپرز نے اس طرح کی ایک خصوصیت کو مدنظر رکھا ہے - جدید Li-Ion بیٹریوں کی چارجنگ کی حفاظت کو ایک خصوصی بلٹ ان ڈیوائس کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے جو وولٹیج کے قابل اجازت سطح سے زیادہ ہونے پر چارج کرنے کے عمل کو روک دیتا ہے۔

لیتھیم بیٹریوں کے لیے، ان کو چارج کرنے کا دو مراحل کا چارجنگ طریقہ درست طریقہ ہے۔ پہلا مرحلہ مسلسل چارج کرنٹ فراہم کر کے بیٹری کو چارج کرنا ہے، دوسرا مرحلہ ایک مستقل وولٹیج فراہم کرنا اور آہستہ آہستہ چارج کرنٹ کو کم کرنا ہے۔ یہ الگورتھم زیادہ تر گھریلو چارجرز میں لاگو ہارڈ ویئر ہے۔

ذخیرہ اور ضائع کرنا

لتیم آئن بیٹری کو کافی لمبے عرصے تک ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، خود خارج ہونے والا مادہ 10-20٪ فی سال ہے۔ لیکن ایک ہی وقت میں مصنوعات کی خصوصیات (انحطاط) میں بتدریج کمی واقع ہوتی ہے۔

ایسی بیٹری کو نمی سے محفوظ رکھنے والی جگہ پر +5... +25°C پر رکھنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ مضبوط کمپن، جھٹکے اور کھلی شعلہ کی قربت ناقابل قبول ہے۔

لیتھیم آئن خلیوں کی ری سائیکلنگ کا عمل ان مخصوص سہولیات پر کیا جانا چاہیے جن کے پاس مناسب لائسنس ہو۔ ری سائیکل شدہ بیٹریوں کے تقریباً 80 فیصد مواد کو نئی بیٹریوں کی تیاری میں دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

حفاظت

ایک لتیم آئن بیٹری، حتیٰ کہ اس کے چھوٹے سائز میں بھی، دھماکہ خیز خود آگ لگنے کا خطرہ رکھتی ہے۔اس قسم کی بیٹری کی خاصیت کے لیے ڈیزائن سے لے کر پیداوار اور اسٹوریج تک تمام مراحل میں حفاظتی اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔

Li-Ion بیٹریوں کی حفاظت کو بہتر بنانے کے لیے، ایک چھوٹا الیکٹرانک سرکٹ بورڈ، ایک کنٹرول اور انتظامی نظام جو اوور لوڈنگ اور زیادہ گرمی کو روکنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، کو تیاری کے دوران ان کے کیس میں رکھا گیا ہے۔ جب درجہ حرارت پہلے سے طے شدہ حد سے بڑھ جاتا ہے تو الیکٹرانک میکانزم سرکٹ کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے۔ کچھ بیٹری ماڈلز میں بلٹ ان مکینیکل سوئچ ہوتا ہے جو بیٹری کے اندر دباؤ بڑھنے پر سرکٹ کو توڑ دیتا ہے۔

اس کے علاوہ، بیٹری کے ڈبے میں اکثر حفاظتی والو ہوتا ہے جو ہنگامی صورت حال میں دباؤ کو کم کرتا ہے۔

لتیم بیٹریوں کے فوائد اور نقصانات

اس قسم کی بیٹری کے فوائد یہ ہیں:

• اعلی توانائی کی کثافت؛
• کوئی میموری اثر نہیں؛
• طویل سروس کی زندگی؛
• کم خود خارج ہونے والے مادہ کی شرح؛
• کوئی دیکھ بھال کی ضرورت نہیں؛
• نسبتا وسیع درجہ حرارت کی حد میں غیر تبدیل شدہ آپریٹنگ پیرامیٹرز کو یقینی بنانا۔

لتیم بیٹری کے بھی نقصانات ہیں، جیسے:

• اچانک دہن کا خطرہ؛
• اس کے پیشرو سے زیادہ قیمت؛
• ایک بلٹ ان کنٹرولر کی ضرورت؛
• گہری خارج ہونے والے مادہ کی ناپسندیدگی.

لی آئن بیٹریوں کی پیداوار کی ٹیکنالوجی میں مسلسل بہتری آرہی ہے، بہت سی کوتاہیاں آہستہ آہستہ ماضی کی بات بن رہی ہیں۔

ایپلی کیشنز

لیتھیم آئن بیٹریوں کی اعلی توانائی کی کثافت کا اشارہ ان کے استعمال کے اہم شعبے کا تعین کرتا ہے - موبائل الیکٹرانک آلات: لیپ ٹاپ، ٹیبلٹ، اسمارٹ فونز، کیمکورڈرز، کیمرے، نیویگیشن سسٹم، مختلف بلٹ ان سینسرز اور متعدد دیگر مصنوعات۔

ان بیٹریوں کے بیلناکار شکل کے عنصر کی موجودگی انہیں فلیش لائٹوں، لینڈ لائن فونز اور دیگر آلات میں استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے جو پہلے ڈسپوزایبل بیٹریوں سے توانائی استعمال کرتے تھے۔

بیٹری کی تعمیر کے لتیم آئن اصول میں کئی قسمیں ہیں، استعمال شدہ مواد کی قسم میں مختلف قسمیں ہیں (لتیم کوبالٹ، لیتھیم مینگنیج، لیتھیم نکل مینگنیج کوبالٹ آکسائیڈ وغیرہ)۔ ان میں سے ہر ایک اپنا اپنا دائرہ کار تلاش کرتا ہے۔

موبائل الیکٹرانکس کے علاوہ، لیتھیم آئن بیٹری گروپ کو درج ذیل ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے:

• ہاتھ سے پکڑے گئے پاور ٹولز؛
• پورٹیبل طبی سامان؛
• بلاتعطل بجلی کی فراہمی؛
• سیکورٹی کے نظام؛
• ہنگامی روشنی کے ماڈیولز؛
• شمسی توانائی کے اسٹیشن؛
• الیکٹرک کاریں اور الیکٹرک سائیکل۔

لیتھیم آئن ٹیکنالوجی میں مسلسل بہتری اور چھوٹے سائز میں اعلیٰ صلاحیت کی بیٹریاں بنانے میں کامیابیوں کو دیکھتے ہوئے، ہم ایسی بیٹریوں کے استعمال میں توسیع کا اندازہ لگا سکتے ہیں۔

لیبل لگانا

لتیم آئن بیٹریاں بیٹری کے بیرونی کیسنگ پر نشان زد ہوتی ہیں، اور کوڈنگ سائز کے لحاظ سے بہت مختلف ہو سکتی ہے۔ بیٹری مارکنگ کے تمام مینوفیکچررز کے لیے ایک ہی معیار ابھی تک تیار نہیں کیا گیا ہے، لیکن پھر بھی اپنے طور پر سب سے اہم پیرامیٹرز کو سمجھنا ممکن ہے۔

لائن میں موجود حروف سیل کی قسم اور استعمال شدہ مواد کی نشاندہی کرتے ہیں: پہلا حرف I لیتھیم آئن ٹیکنالوجی کی نشاندہی کرتا ہے، اگلا حرف (C, M, F یا N) کیمیائی ساخت کی وضاحت کرتا ہے، تیسرے حرف R کا مطلب ہے کہ سیل ریچارج قابل ہے۔

سائز کے عہدہ میں نمبر ملی میٹر میں بیٹری کے سائز کی نشاندہی کرتے ہیں: پہلے دو نمبر قطر اور دو دیگر لمبائی کی نشاندہی کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، 18650 اشارہ کرتا ہے کہ قطر 18 ملی میٹر ہے اور لمبائی 65 ملی میٹر ہے، 0 بیلناکار شکل کے عنصر کی نشاندہی کرتا ہے۔

قطار میں آخری حروف اور اعداد کارخانہ دار کے لیے مخصوص صلاحیت کے نشانات ہیں۔ تیاری کی تاریخ کی نشاندہی کرنے کے لیے بھی کوئی یکساں معیار نہیں ہیں۔

متعلقہ مضامین: