بحث: لتیم آئرن فاسفیٹ کیوں نہیں؟

کیا Tesla کی الیکٹرک کاریں استعمال کرنے کے لیے محفوظ ہیں؟ لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں کیوں استعمال نہیں کرتے؟ درج ذیل جوابات لیتھیم بیٹری پریکٹیشنرز کی طرف سے آتے ہیں۔

ایک ریسرچ انسٹی ٹیوٹ میں کام کرنے والے انجینئر کے طور پر، آخر کار مجھے اپنے شعبے کے بارے میں چند الفاظ کہنے کا موقع ملا۔

سب سے پہلے، اس تصور کو درست کرنے کے لیے، لیتھیم بیٹری اس کا مخفف ہے جسے ہم عام طور پر لیتھیم بیٹری کہتے ہیں۔ جسے آپ فیرو الیکٹرسٹی کہتے ہیں دراصل ایک قسم کی لیتھیم بیٹری ہے۔ یہ لتیم آئرن فاسفیٹ کو مثبت الیکٹروڈ ڈیٹا کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ یہ ایک قسم کی لتیم بیٹری ہے۔

اب سطحی تجرید کے ایک سادہ ورژن کے ساتھ شروع کریں:

Tesla NCA کے ساتھ Panasonic کو مثبت الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کرتا ہے، اور بیٹری کے آپریشن کی کارکردگی اور حفاظت کو یقینی بنانے اور بہتر بنانے کے لیے ایک مکمل بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا منصوبہ بناتا ہے۔ جہاں تک یہ یقینی طور پر محفوظ ہے، اس کا جواب نہیں دیا جا سکتا۔ اگر آپ خود بخود دہن کے بارے میں بات کرنا چاہتے ہیں تو میں یہ بھی کہنا چاہتا ہوں کہ گرمیوں میں پٹرول کی کاریں بھی بے ساختہ جل جائیں گی۔

خالص الیکٹرک گاڑیوں کے لیے، ہم کس چیز کے بارے میں سب سے زیادہ پریشان ہیں؟ یہ پریشانی سے زیادہ دور نہیں ہے، کیونکہ توانائی کی کثافت جو بیٹریاں ذخیرہ کر سکتی ہیں بہت کم ہے۔ آج کل، کار کی بیٹریوں کی توانائی کی کثافت عام طور پر 100 سے 150 Wh/kg ہے، اور پٹرول کی توانائی کی کثافت تقریباً 10,000 ہے۔ wh/kg لہذا اگر آپ کچھوے کی طرح بیٹریوں کا ایک گچھا بھی لے جائیں تو بھی آپ اسے سنبھال نہیں سکتے۔ آئیے ہنستے ہیں کہ روزانہ چارجنگ کے عمل کے دوران الیکٹرک کاروں کی بجلی کیسے ختم ہو جاتی ہے۔

موجودہ بیٹری ٹیکنالوجی کی سب سے بڑی کمزوری اس کی کم توانائی کی کثافت ہے، جو مور کے قانون سے بہت پیچھے ہے۔ خالی لتیم کے بارے میں بات نہ کریں، یہاں تک کہ اگر ان کی توانائی کی کثافت کافی زیادہ نہیں ہے، تو وہ کارآمد نہیں ہیں…

لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں استعمال نہ کرنے کی بنیادی وجہ، میں یہ کہنا چاہوں گا، کم صلاحیت اور کم توانائی ہے (لیتھیم آئرن فاسفیٹ 3 سے قدرے کم، کم وولٹیج، 3.4V، اتنی کم توانائی)۔ عملی ایپلی کیشنز میں، آٹوموبائل بیٹری پیک سب کو سیریز اور متوازی طور پر ملایا جاتا ہے، اور وولٹیج کو بڑھانے کے لیے ایک سیریز کنکشن کا طریقہ درکار ہوتا ہے۔ اس وقت، مختلف بیٹریوں کے درمیان سیل وولٹیج اور صلاحیت کی مستقل مزاجی بہت اہم ہو جاتی ہے، اور یہ کہنا درست نہیں ہے کہ گنجائش کم ہے۔

متعدد مثبت ڈیٹا پوائنٹس کا موازنہ کرنے کے لیے، ہمیں یہ گراف متعارف کرانا چاہیے، یعنی پانچ اہم فنکشنل معیار:

طاقت، زندگی، قیمت، حفاظت اور توانائی۔

تقابلی ڈیٹا NMC/NCA ٹرپل ڈیٹا/NCA، LCO لتیم کوبالٹیٹ، LFP لتیم آئرن فاسفیٹ اور LMO لیتھیم مینگنیٹ ہیں۔ این سی اے اور این سی ایم قریبی رشتہ دار ہیں، اس لیے انہیں یہاں گروپ کیا گیا ہے۔

تصویر سے ہم دیکھ سکتے ہیں:

اتحاد کے اعدادوشمار

توانائی سب سے چھوٹی ہے (بدقسمتی سے، کم صلاحیت ایک مسئلہ ہے، کم وولٹیج 3.4V کا مسئلہ ہے، جیسے 4.7V لیتھیم NMC اسپنل)۔ جگہ محدود ہے، لہذا یہاں چارج اور خارج ہونے والے منحنی خطوط نہ لگائیں۔

طاقت بالکل بھی کم نہیں ہے (لیتھیم آئرن فاسفیٹ 5C کا پائلٹ ٹیسٹ 130mAh/g ڈراپ تک پہنچ سکتا ہے (PHOSTECH بھی کر سکتا ہے…) کاربن پیکج + نینو ڈیٹا ملٹیپلائر اب بھی بہت طاقتور ہے!

زندگی اور زندگی کی حفاظت بہترین ہے، جو اہم ہے کیونکہ یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ پولیئنین PO43-

اس کے علاوہ، آکسیجن الیکٹرولائٹ کے ساتھ بہتر طور پر یکجا ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں رد عمل کم ہوتا ہے۔ ٹرنری ڈیٹا کے برعکس، آکسیجن کے بلبلوں اور دیگر مظاہر کو ظاہر کرنا آسان ہے۔ عمر کے لحاظ سے، یہ عام طور پر 4000 سائیکل کرنے کے قابل سمجھا جاتا ہے.

قیمت زیادہ ہے، اور لتیم آئرن فاسفیٹ کی قیمت اچھی ہے۔ قیمت LMO لتیم مینگنیٹ کے بعد دوسرے نمبر پر ہے (یہ چیز، ہوا کا دہن، مینگنیج کا ذریعہ سستا ہے)، اور دوسرا سب سے زیادہ مسابقتی۔ لیتھیم آئرن فاسفیٹ مواد، لیتھیم فاسفورس نسبتاً سستا ہے، لیکن کچھ اخراجات، پاؤڈر بنانا، ہیٹ ٹریٹمنٹ اور سست ماحول، مختلف عمل کی ضروریات، جس کے نتیجے میں ڈیٹا کی لاگت (چین میں تقریباً 10 w/t) LMO (6 ~) کی طرح کم نہیں ہے۔ 7 w/t)، لیکن NMC (13 w/t) اب بھی LCO (زیادہ مہنگا) سے سستا ہے۔

وجہ: کوبالٹ نکل سے زیادہ مہنگا ہے، اور نکل فیرومینگنیز سے زیادہ مہنگا ہے۔ کون سا مواد استعمال کیا جاتا ہے اور کیا قیمت استعمال کی جاتی ہے۔

پھر درج ذیل NCM/NCA ڈیٹا کا موازنہ اور تجزیہ کریں۔

توانائی سب سے بڑا فائدہ ہے (الیکٹرک کاریں صرف آگے جانا چاہتی ہیں، یہ سب سے اہم ہے)۔ اس کے علاوہ، اعلی نکل NCM ڈیٹا کی ترقی کے ساتھ، ڈیٹا کی توانائی کی کثافت کو مزید بہتر کیا جا سکتا ہے

پاور کوئی مسئلہ نہیں ہے (دراصل، خالص الیکٹرک گاڑیوں کے لیے، توانائی پاور کی خصوصیات سے زیادہ اہم ہے، لیکن ٹویوٹا پرائس جیسی ہائبرڈ گاڑیوں کے لیے، پاور کی خصوصیات زیادہ اہم ہیں، لیکن بنیاد یہ ہے کہ پاور خراب نہیں ہے)۔