لتیم بیٹری کی توسیع کا نقصان

شیل کی خصوصیات
لیتھیم، جوہری نمبر 3 اور جوہری وزن 6.941 کے ساتھ، سب سے ہلکا الکلی دھاتی عنصر ہے۔ حفاظت اور وولٹیج کو بہتر بنانے کے لیے، سائنسدانوں نے لیتھیم ایٹموں کو ذخیرہ کرنے کے لیے گریفائٹ اور لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ جیسے مواد ایجاد کیے ہیں۔ ان مواد کی سالماتی ساخت نینو پیمانے پر چھوٹے اسٹوریج گرڈ بناتی ہے جو لتیم ایٹموں کو ذخیرہ کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ اس طرح، اگر بیٹری کا خول ٹوٹ جائے اور آکسیجن داخل ہو جائے، تب بھی آکسیجن کے مالیکیول ان چھوٹے ذخیرہ کرنے والے گرڈز میں داخل ہونے کے لیے بہت بڑے ہوتے ہیں، تاکہ لیتھیم کے ایٹم آکسیجن کے ساتھ رابطے میں نہ آئیں اور دھماکے سے بچ سکیں۔
حفاظتی اقدامات
جب لیتھیم بیٹری سیل کو 4.2V سے زیادہ وولٹیج پر اوور چارج کیا جاتا ہے تو ضمنی اثرات شروع ہو جائیں گے۔ اوور چارج وولٹیج جتنا زیادہ ہوگا، خطرہ اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ جب لیتھیم بیٹری سیل وولٹیج 4.2V سے زیادہ ہوتا ہے، تو مثبت الیکٹروڈ مواد میں باقی لتیم ایٹموں کی تعداد نصف سے بھی کم ہوتی ہے، اور اس وقت سٹوریج گرڈ اکثر گر جاتا ہے، جس کی وجہ سے بیٹری میں مستقل صلاحیت کا نقصان ہوتا ہے۔ اگر چارجنگ جاری رہتی ہے، چونکہ منفی الیکٹروڈ کا اسٹوریج گرڈ پہلے ہی لتیم ایٹموں سے بھرا ہوا ہے، اس کے بعد لیتھیم دھات منفی الیکٹروڈ مواد کی سطح پر جمع ہو جائے گی۔ یہ لتیم ایٹم ڈینڈرائٹس کو منفی الیکٹروڈ سطح سے لتیم آئنوں کی سمت تک بڑھائیں گے۔ یہ لتیم دھاتی کرسٹل ڈایافرام سے گزریں گے اور مثبت اور منفی الیکٹروڈز کو شارٹ سرکٹ کریں گے۔ بعض اوقات شارٹ سرکٹ ہونے سے پہلے ہی بیٹری پھٹ جاتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اوور چارجنگ کے عمل کے دوران، الیکٹرولائٹ اور دیگر مواد گل جائے گا اور گیس پیدا کرے گا، جس کی وجہ سے بیٹری کا شیل یا پریشر والو پھول جائے گا اور پھٹ جائے گا، جس سے آکسیجن منفی الیکٹروڈ کی سطح پر جمع ہونے والے لیتھیم ایٹموں کے ساتھ داخل ہونے اور ان کے ساتھ رد عمل کا اظہار کرے گی۔ اور پھر دھماکے.
اس لیے، لیتھیم بیٹریوں کو چارج کرتے وقت، بیٹری کی زندگی، صلاحیت اور حفاظت کو ایک ہی وقت میں مدنظر رکھنے کے لیے اوپری وولٹیج کی حد مقرر کرنا ضروری ہے۔ چارجنگ وولٹیج کی سب سے مثالی اوپری حد 4.2V ہے۔ لیتھیم بیٹریاں خارج کرتے وقت وولٹیج کی کم حد ہوتی ہے۔ جب بیٹری کا وولٹیج 2.4V سے کم ہوتا ہے، تو کچھ مواد خراب ہونا شروع ہو جائیں گے۔ کیونکہ بیٹری خود ڈسچارج ہو جائے گی، جتنی دیر اسے خارج کیا جائے گا، وولٹیج اتنا ہی کم ہوگا۔ لہذا، یہ بہتر ہے کہ 2.4V پر خارج ہونے والے مادہ کو بند نہ کریں۔ اس مدت کے دوران جب لیتھیم بیٹری 3 سے خارج ہوتی ہے۔ لہذا، 3۔{13}V ایک مثالی ڈسچارج کٹ آف وولٹیج ہے۔ چارج اور ڈسچارج کرتے وقت، وولٹیج کی پابندیوں کے علاوہ، موجودہ پابندیاں بھی ضروری ہیں۔ جب کرنٹ بہت زیادہ ہوتا ہے، تو لیتھیم آئنوں کے پاس اسٹوریج سیل میں داخل ہونے کا وقت نہیں ہوتا ہے اور وہ مواد کی سطح پر جمع ہو جاتے ہیں۔
ان لتیم آئنوں سے الیکٹران حاصل کرنے کے بعد، لتیم ایٹم مواد کی سطح پر کرسٹلائز ہو جائیں گے، جو کہ اوور چارجنگ کی طرح خطرناک ہے۔ اگر بیٹری کا شیل ٹوٹ جائے تو یہ پھٹ جائے گا۔ لہذا، لیتھیم آئن بیٹریوں کے تحفظ میں کم از کم یہ شامل ہونا چاہیے: چارجنگ وولٹیج کی اوپری حد، خارج ہونے والی وولٹیج کی کم حد، اور کرنٹ کی اوپری حد۔ عام طور پر، لتیم بیٹری سیل کے علاوہ، لتیم بیٹری پیک میں ایک حفاظتی بورڈ ہوگا، جو بنیادی طور پر یہ تین تحفظات فراہم کرتا ہے۔ تاہم، حفاظتی بورڈ کے یہ تین تحفظات واضح طور پر کافی نہیں ہیں، اور لتیم بیٹری کے دھماکے اب بھی دنیا بھر میں اکثر ہوتے رہتے ہیں۔ بیٹری سسٹم کی حفاظت کو یقینی بنانے کے لیے، بیٹری کے دھماکوں کی وجوہات کا زیادہ محتاط تجزیہ کرنا ضروری ہے۔