لتیم آئن بیٹری کیا ہے - ڈیوائس اور اقسام

الیکٹرانک آلات کی نقل و حرکت کا ایک اہم عنصر ریچارج ایبل بیٹری (ACB) ہے۔ ان کی طویل ترین خودمختاری کو یقینی بنانے کے بڑھتے ہوئے مطالبات اس علاقے میں مسلسل 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) بیٹریوں کا متبادل ہوتا ہے - پہلے لیتھیم بیٹریاں، اور پھر مزید جدید لیتھیم آئن (Li-ion) بیٹریاں۔

ظہور کی تاریخ

اس طرح کی پہلی بیٹریاں 70 کی دہائی میں سامنے آئیں۔ پچھلی صدی انہوں نے فوری طور پر زیادہ جدید خصوصیات کی وجہ سے مانگ حاصل کی۔ عناصر کا انوڈ دھاتی لتیم سے بنا تھا، جس کی خصوصیات نے مخصوص توانائی کو بڑھانا ممکن بنایا۔ اس طرح لیتھیم بیٹریاں پیدا ہوئیں۔

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

ٹیکنالوجی کی تطہیر نے بیٹری کے اجزاء میں خالص لتیم کو اس کے مثبت چارج شدہ آئنوں کے استعمال کے حق میں چھوڑ دیا ہے۔ لیتھیم آئن بیٹری ایک اچھا حل ثابت ہوئی۔

اس قسم کی آئن بیٹری اعلی حفاظت کی طرف سے خصوصیات ہے، جو توانائی کی کثافت میں معمولی کمی کی قیمت پر حاصل کی جاتی ہے، لیکن مسلسل تکنیکی ترقی نے اس اشارے میں نقصان کو کم سے کم کرنا ممکن بنا دیا ہے.

ڈیوائس

کاربن مواد (گریفائٹ) کیتھوڈ اور کوبالٹ آکسائیڈ اینوڈ والی بیٹری کی ترقی کے بعد صارفین کی الیکٹرانکس کی صنعت میں لیتھیم آئن بیٹریوں کے تعارف کو ایک پیش رفت ملی۔

بیٹری ڈسچارج کے عمل میں، لیتھیم آئن کیتھوڈ مواد سے ہٹا دیے جاتے ہیں اور مخالف الیکٹروڈ کے کوبالٹ آکسائیڈ میں شامل ہوتے ہیں؛ جب چارج ہوتا ہے، تو یہ عمل مخالف سمت میں آگے بڑھتا ہے۔ اس طرح، لتیم آئن ایک برقی رو پیدا کرتے ہیں، ایک الیکٹروڈ سے دوسرے الیکٹروڈ میں منتقل ہوتے ہیں۔

لی آئن بیٹریاں بیلناکار اور پرزمیٹک ورژن میں تیار کی جاتی ہیں۔ ایک بیلناکار ڈھانچے میں، فلیٹ الیکٹروڈ کے دو ربن، ایک الیکٹرولائٹ سے رنگے ہوئے مواد سے الگ کیے جاتے ہیں، کو لپیٹ کر ایک مہر بند دھاتی کیس میں رکھا جاتا ہے۔ کیتھوڈ مواد ایلومینیم ورق پر جمع کیا جاتا ہے، اور انوڈ مواد تانبے کے ورق پر جمع کیا جاتا ہے.

ایک پرزمیٹک بیٹری 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۔ ایک سرپل میں مڑے ہوئے رولڈ الیکٹروڈ کے ساتھ پرزمیٹک بیٹریاں بھی تیار کی جاتی ہیں۔

آپریشن اور سروس کی زندگی

لتیم آئن بیٹریوں کا طویل، مکمل اور محفوظ آپریشن ممکن ہے اگر آپریٹنگ قوانین کا مشاہدہ کیا جائے، ان کو نظر انداز کرنے سے نہ صرف مصنوعات کی زندگی کم ہو جائے گی، بلکہ اس کے منفی نتائج برآمد ہو سکتے ہیں۔

استحصال

Li-Ion بیٹریاں چلانے کے لیے کلیدی ضرورت درجہ حرارت سے متعلق ہے - زیادہ گرمی کی اجازت نہیں ہونی چاہیے۔ زیادہ درجہ حرارت زیادہ سے زیادہ نقصان کا باعث بن سکتا ہے، اور زیادہ گرمی کی وجہ ایک بیرونی ذریعہ اور بیٹری کو چارج کرنے اور خارج کرنے کے دباؤ والے طریقے دونوں ہو سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر، 45°C تک گرم کرنے سے بیٹری چارج رکھنے کی صلاحیت میں 2 گنا کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ درجہ حرارت اس وقت باآسانی پہنچ جاتا ہے جب آلہ زیادہ دیر تک سورج کے سامنے رہتا ہے یا توانائی سے بھرپور ایپلی کیشنز چلاتے وقت۔

اگر پروڈکٹ زیادہ گرم ہو جائے تو اسے ٹھنڈی جگہ پر رکھنے کی سفارش کی جاتی ہے، بہتر ہے کہ اسے بند کر دیں اور بیٹری کو ہٹا دیں۔

گرمی کی گرمی میں بیٹری کی بہترین کارکردگی کے لیے، آپ کو توانائی کی بچت کا 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 مزید پوری طاقت فراہم نہیں کر سکتی۔

لیکن سردی Li-Ion بیٹریوں کے لیے اتنا نقصان دہ نہیں ہے جتنا کہ زیادہ درجہ حرارت، اور اکثر مستقل نقصان کا سبب نہیں بنتا۔ اس حقیقت کے باوجود کہ کمرے کے درجہ حرارت تک گرم ہونے کے بعد، بیٹری کی کام کرنے والی خصوصیات مکمل طور پر بحال ہوجاتی ہیں، آپ کو سردی میں صلاحیت میں کمی کے بارے میں نہیں بھولنا چاہیے۔

Li-Ion بیٹریوں کے استعمال کے لیے ایک اور تجویز یہ ہے کہ انہیں گہرائی سے خارج ہونے سے روکا جائے۔ پرانی نسل کی بہت سی بیٹریوں میں میموری کا اثر ہوتا تھا جس کی وجہ سے انہیں صفر پر ڈسچارج کرنا پڑتا تھا اور پھر مکمل طور پر چارج کیا جاتا تھا۔Li-Ion بیٹریاں یہ اثر نہیں رکھتیں، اور مکمل خارج ہونے والے الگ تھلگ کیسز منفی نتائج کا باعث نہیں بنتے، لیکن مسلسل گہرا خارج ہونے والا مادہ نقصان دہ ہے۔ جب چارج لیول 30% ہو تو چارجر کو جوڑنے کی سفارش کی جاتی ہے۔

زندگی بھر

Li-Ion بیٹریوں کا غلط آپریشن ان کی سروس لائف کو 10-12 گنا کم کر سکتا ہے۔ یہ مدت براہ راست چارجنگ سائیکلوں کی تعداد پر منحصر ہے۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ Li-Ion قسم کی بیٹریاں 500 سے 1000 سائیکلوں کو برداشت کر سکتی ہیں، پورے ڈسچارج کو مدنظر رکھتے ہوئے۔ اگلے چارج سے پہلے باقی چارج کا زیادہ فیصد بیٹری کی زندگی کو نمایاں طور پر بڑھاتا ہے۔

چونکہ Li-Ion بیٹری کی زندگی کا دورانیہ زیادہ تر آپریٹنگ حالات سے طے ہوتا ہے، اس لیے ان بیٹریوں کے لیے درست سروس لائف دینا ناممکن ہے۔ اوسطاً، اگر مطلوبہ ضوابط پر عمل کیا جائے تو اس قسم کی بیٹری 7-10 سال تک چلنے کی توقع کی جا سکتی ہے۔

چارج کرنے کا عمل

چارج کرتے وقت، چارجر سے بیٹری کے ضرورت سے زیادہ لمبے کنکشن سے گریز کریں۔ لیتھیم آئن بیٹری کا عام آپریشن 3.6 V سے زیادہ نہ ہونے والی وولٹیج پر ہوتا ہے۔ چارجر چارجنگ کے دوران بیٹری کے ان پٹ کو 4.2 V فراہم کرتے ہیں۔ اگر چارج کے وقت سے زیادہ ہو جائے تو بیٹری میں ناپسندیدہ الیکٹرو کیمیکل رد عمل شروع ہو سکتا ہے، جو زیادہ گرم ہونے کا باعث بنے گا۔ تمام آنے والے نتائج کے ساتھ۔

ڈویلپرز نے اس طرح کی ایک خصوصیت کو مدنظر رکھا - جدید Li-Ion بیٹریوں کے چارج کی حفاظت کو ایک خصوصی بلٹ ان ڈیوائس کے ذریعہ کنٹرول کیا جاتا ہے جو وولٹیج کے قابل اجازت سطح سے اوپر بڑھنے پر چارج کرنے کے عمل کو روکتا ہے۔

لیتھیم بیٹریوں کے لیے، دو مراحل کا چارج کرنے کا طریقہ درست ہے۔پہلے مرحلے پر، بیٹری کو چارج کیا جانا چاہیے، ایک مستقل چارج کرنٹ فراہم کرتے ہوئے، دوسرے مرحلے کو ایک مستقل وولٹیج اور چارج کرنٹ میں بتدریج کمی کے ساتھ انجام دیا جانا چاہیے۔ اس طرح کا الگورتھم زیادہ تر گھریلو چارجرز میں ہارڈ ویئر میں لاگو ہوتا ہے۔

ذخیرہ اور ضائع کرنا

ایک لتیم آئن بیٹری ایک طویل وقت کے لئے ذخیرہ کیا جا سکتا ہے، خود خارج ہونے والے مادہ فی سال 10-20٪ ہے. لیکن ایک ہی وقت میں، مصنوعات کی خصوصیات (انحطاط) میں بتدریج کمی واقع ہوتی ہے۔

ایسی بیٹریوں کو نمی سے محفوظ جگہ پر +5 ... + 25 ° С کے درجہ حرارت پر ذخیرہ کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ کھلے شعلے سے مضبوط کمپن، اثرات اور قربت ناقابل قبول ہے۔

لتیم آئن خلیوں کو ری سائیکل کرنے کا عمل ان خصوصی اداروں میں انجام دیا جانا چاہیے جن کے پاس مناسب لائسنس ہو۔ ری سائیکل شدہ بیٹریوں کے تقریباً 80% مواد کو نئی بیٹریوں کی تیاری میں دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

حفاظت

ایک لتیم آئن بیٹری، یہاں تک کہ ایک چھوٹے سائز کی بھی، دھماکہ خیز خود ساختہ دہن کے خطرے سے بھری ہوتی ہے۔ اس قسم کی بیٹری کی یہ خصوصیت ترقی سے لے کر پیداوار اور اسٹوریج تک تمام مراحل پر حفاظتی اقدامات کی تعمیل کی ضرورت ہے۔

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

نیز، ایک حفاظتی والو اکثر بیٹری کے کیسز میں نصب کیا جاتا ہے تاکہ ایمرجنسی کی صورت میں دباؤ کو کم کیا جا سکے۔

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؛
• دیکھ بھال کی ضرورت نہیں؛
• نسبتاً وسیع درجہ حرارت کی حد میں مستقل آپریٹنگ پیرامیٹرز کو یقینی بنانا۔

اس میں لتیم بیٹری اور نقصانات ہیں، یہ ہیں:

• 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 کے لیے ٹیکنالوجیز کو مسلسل بہتر بنایا جا رہا ہے، بہت سی کوتاہیاں آہستہ آہستہ ماضی کی بات بنتی جا رہی ہیں۔

درخواست کا علاقہ

لیتھیم آئن بیٹریوں کی اعلی توانائی کی کثافت ان کے استعمال کے اہم شعبے کا تعین کرتی ہے - موبائل الیکٹرانک ڈیوائسز: لیپ ٹاپ، ٹیبلٹ، اسمارٹ فونز، ویڈیو کیمرے، 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 بجلی استعمال کرتے تھے۔

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

موبائل الیکٹرانکس کے علاوہ، لیتھیم آئن بیٹریوں کا ایک گروپ درج ذیل شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔

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

لیتھیم آئن ٹیکنالوجی کی مسلسل بہتری اور چھوٹے سائز کے ساتھ اعلیٰ صلاحیت والی بیٹریاں بنانے میں کامیابی کو مدنظر رکھتے ہوئے، ایسی بیٹریوں کے لیے ایپلی کیشنز کی توسیع کا اندازہ لگانا ممکن ہے۔

نشان لگانا

لیتھیم آئن بیٹریوں کے پیرامیٹرز پروڈکٹ کے باڈی پر پرنٹ کیے جاتے ہیں، جبکہ استعمال شدہ کوڈنگ مختلف سائز کے لیے نمایاں طور پر مختلف ہو سکتی ہے۔ تمام مینوفیکچررز کے لیے ایک واحد بیٹری لیبلنگ کا معیار ابھی تک تیار نہیں کیا گیا ہے، لیکن پھر بھی خود سے اہم ترین پیرامیٹرز کا پتہ لگانا ممکن ہے۔

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

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

سیریز کے آخری حروف اور اعداد ہر مینوفیکچرر کے لیے مخصوص کنٹینر کے نشانات ہیں۔ تیاری کی تاریخ کی نشاندہی کرنے کے لیے بھی کوئی یکساں معیار نہیں ہیں۔

ملتے جلتے مضامین: