کیا ہماری لیتھیم بیٹری کی دیکھ بھال درست ہے؟ اس مسئلے نے مجھ سمیت بہت سے وفادار موبائل فون صارفین کو دوچار کیا ہے۔ کچھ معلومات سے مشورہ کرنے کے بعد، مجھے الیکٹرو کیمسٹری میں پی ایچ ڈی کے ایک طالب علم سے مشورہ کرنے کا موقع ملا، جو چین کے ایک معروف بیٹری ریسرچ انسٹی ٹیوٹ کے ڈپٹی ڈائریکٹر بھی ہیں۔ اب اپنے قارئین کے ساتھ اشتراک کرنے کے لیے کچھ متعلقہ علم اور تجربہ لکھیں۔

“لیتھیم بیٹری کا مثبت الیکٹروڈ عام طور پر لتیم کے ایک فعال مرکب سے بنا ہوتا ہے، جبکہ منفی الیکٹروڈ ایک خاص سالماتی ساخت کے ساتھ کاربن ہوتا ہے۔” عام طور پر استعمال ہونے والی مثبت معلومات کا ایک اہم حصہ LiCoO2 ہے۔ چارجنگ کے عمل کے دوران، بیٹری کے قطب پر برقی صلاحیت مثبت الیکٹروڈ میں موجود کمپاؤنڈ کو مجبور کرتی ہے کہ وہ لیتھیم آئنوں کو چھوڑ کر کاربن میں داخل کرے، جب کہ منفی الیکٹروڈ مالیکیول لیمینر بہاؤ میں ترتیب دیے جاتے ہیں۔ لتیم آئن خارج ہونے کے دوران کاربن کی تہہ دار ساخت سے الگ ہوتے ہیں اور انوڈ مرکب کے ساتھ مل جاتے ہیں۔ لتیم آئنوں کی حرکت برقی رو پیدا کرتی ہے۔

کیمیائی رد عمل کا اصول بہت آسان ہے، لیکن حقیقی صنعتی پیداوار میں، غور کرنے کے لیے مزید عملی مسائل ہیں: سرگرمیوں کے لیے مثبت الیکٹروڈ ایڈیٹیو کو بار بار برقرار رکھنے کی ضرورت ہے، اور منفی الیکٹروڈز کو مالیکیولر سطح پر ڈیزائن کرنے کی ضرورت ہے تاکہ زیادہ لیتھیم کو ایڈجسٹ کیا جا سکے۔ آئن انوڈ اور کیتھولائٹ کے درمیان الیکٹرولائٹ کو بھریں، مستحکم ہونے کے علاوہ اس میں بہترین چالکتا بھی ہے، جس سے بیٹری کی اندرونی مزاحمت کم ہوتی ہے۔

اگرچہ لتیم بیٹریاں شاذ و نادر ہی نکل کیڈمیم بیٹریوں کی یادداشت کا اثر رکھتی ہیں، لیکن ایسا نہیں ہے۔ تاہم، مختلف وجوہات کی بنا پر، لیتھیم بیٹریاں بار بار چارج کرنے کے بعد اپنی صلاحیت کھوتی رہیں گی۔ اینوڈ اور کیتھوڈ ڈیٹا میں ہی ترمیم کرنا ضروری ہے۔ سالماتی سطح پر، لیتھیم آئنوں پر مشتمل مثبت اور منفی الیکٹروڈ کی گہا کا ڈھانچہ آہستہ آہستہ ٹوٹ کر بلاک ہو جائے گا۔ کیمیاوی طور پر، یہ مثبت اور منفی مواد کا فعال گزرنا ہے، جو ضمنی رد عمل میں دیگر مستحکم مرکبات کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ کچھ جسمانی حالات بھی ہیں، جیسے کہ انوڈ ڈیٹا کا بتدریج نقصان، جو آخر کار لیتھیم آئنوں کی تعداد کو کم کر دے گا جو بیٹری میں چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران آزادانہ طور پر حرکت کر سکتے ہیں۔

زیادہ چارج اور ڈسچارج، لتیم بیٹری میں الیکٹروڈ مستقل نقصان کا باعث بنتے ہیں۔ یہ مالیکیولر لیول سے بدیہی طور پر سمجھا جا سکتا ہے کہ اینوڈ کاربن کا اخراج موسم خزاں میں لیتھیم آئنوں اور ان کی تہہ دار ساخت کے بہت زیادہ اخراج کا سبب بنے گا، اور زیادہ چارج اس میں بہت زیادہ لتیم آئنوں کو نچوڑ دے گا۔ کیتھوڈ کاربن کی ساخت کچھ لتیم آئنوں کو خارج ہونے سے روکتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ لتیم بیٹریاں اکثر چارج اور ڈسچارج کنٹرول سرکٹس سے لیس ہوتی ہیں۔

نامناسب درجہ حرارت لیتھیم بیٹری میں دیگر کیمیائی رد عمل کا سبب بنے گا، اور غیر ضروری مرکبات ظاہر ہوں گے۔ لہذا، بہت سی لتیم بیٹریاں دیکھ بھال کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے والے ڈایافرام یا مثبت اور منفی الیکٹروڈز پر الیکٹرولائٹ ایڈیٹوز سے لیس ہیں۔ جب بیٹری کو ایک خاص ڈگری تک گرم کیا جاتا ہے، جامع جھلی کا سوراخ بند ہو جاتا ہے یا الیکٹرولائٹ کو منقطع کر دیا جاتا ہے، بیٹری کی اندرونی مزاحمت اس وقت تک بڑھ جاتی ہے جب تک کہ سرکٹ منقطع نہ ہو جائے، اور بیٹری مزید گرم نہیں ہوتی، بیٹری کے نارمل چارجنگ درجہ حرارت کو یقینی بناتا ہے۔

کیا گہری چارجنگ اور ڈسچارج لتیم بیٹریوں کی اصل صلاحیت کو بڑھا سکتی ہے؟ ماہرین نے مجھے واضح طور پر بتایا کہ یہ بے معنی ہے۔ انہوں نے یہاں تک کہا کہ دو ڈاکٹروں کے علم کی بنیاد پر، پہلی تین خوراکوں کی نام نہاد مکمل خوراک کو چالو کرنا بے معنی ہے۔ لیکن بہت سے لوگ یہ ظاہر کرنے کے لیے بیٹری کی معلومات کیوں تلاش کرتے ہیں کہ مستقبل میں صلاحیت بدل جائے گی؟ اس نکتے کا ذکر بعد میں کیا جائے گا۔

لتیم بیٹریوں میں عام طور پر پروسیسنگ چپس اور چارجنگ کنٹرول چپس ہوتی ہیں۔ اس عمل میں، چپ میں رجسٹر، صلاحیت، درجہ حرارت، ID، چارجنگ کی حیثیت، خارج ہونے کا وقت اور دیگر اقدار کی ایک سیریز ہوتی ہے۔ یہ قدریں آہستہ آہستہ استعمال کے ساتھ بدلتی رہتی ہیں۔ میں ذاتی طور پر سوچتا ہوں کہ تقریباً ایک ماہ تک استعمال کرنے کا اہم اثر مکمل چارج اور ڈسچارج ہونا چاہیے۔ ایک بار جب ہدایت نامہ ان رجسٹروں کی غلط قیمت کو درست کر دے، بیٹری کا چارجنگ کنٹرول اور برائے نام صلاحیت بیٹری کی اصل حالت کے مطابق ہونی چاہیے۔