مواد

• جگہ کی بچت
• طویل زندگی کا دورانیہ
• ٹھوس ریاست الیکٹرویلیٹس کی اقسام
• پتلی فلم کی بیٹریاں
• بڑی ، بلکیر بیٹریاں
• انتہائی کوندکٹاوی
• لپیٹنا

کچھ ہفتے قبل ، کرس نے ہمیں ٹھوس ریاست کی بیٹریاں کے عنوان سے تعارف کرایا تھا اور یہ کہ وہ اسمارٹ فون بیٹری ٹکنالوجی میں اگلی بڑی پیشرفت کیسے کرسکتے ہیں۔ مختصر یہ کہ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں زیادہ محفوظ ہیں ، زیادہ رس میں پیک کرسکتی ہیں ، اور اس سے بھی پتلی ڈیوائسز کے لئے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ بدقسمتی سے ، یہ ابھی درمیانے درجے کے اسمارٹ فون سیل میں رکھنا انتہائی مہنگا ہے ، لیکن آنے والے برسوں میں یہ تبدیل ہوسکتا ہے۔

لہذا ، اگر آپ یہ سوچ رہے ہیں کہ ٹھوس ریاست کی بیٹری دراصل کیا ہے اور آج کے لتیم آئن خلیوں سے یہ کس طرح مختلف ہے تو ، پڑھیں۔

عام طور پر استعمال ہونے والی لتیم آئن بیٹری اور ٹھوس ریاست بیٹری کے درمیان اہم فرق یہ ہے کہ سابقہ ​​موجودہ کے بہاؤ کو منظم کرنے کے لئے مائع الیکٹرویلیٹک حل استعمال کرتا ہے ، جبکہ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں ٹھوس الیکٹروائٹ کا انتخاب کرتی ہیں۔ بیٹری کا الیکٹرولائٹ ایک ایسا سازگار کیمیکل مرکب ہے جو انوڈ اور کیتھڈ کے مابین موجودہ بہاؤ کی اجازت دیتا ہے۔

ٹھوس ریاست کی بیٹریاں اب بھی اسی طرح کام کرتی ہیں جس طرح موجودہ بیٹریاں کرتی ہیں ، لیکن مواد میں بدلاؤ بیٹری کی کچھ خصوصیات کو بدل دیتا ہے ، جس میں زیادہ سے زیادہ اسٹوریج گنجائش ، چارجنگ اوقات ، سائز اور حفاظت شامل ہیں۔

ایک بیٹری کے اندر موجودہ انوڈٹ اور کیتھوڈ کے درمیان ایک کوندکٹو الیکٹروائٹ سے گذرتی ہے ، جبکہ جداکار شارٹ سرکٹ کو روکنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔

جگہ کی بچت

مائع سے ٹھوس الیکٹرویلیٹ میں تبدیل کرنے کا فوری فائدہ یہ ہے کہ بیٹری کی توانائی کی کثافت بڑھ سکتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ مائع خلیوں کے مابین بڑے جداکاروں کی ضرورت کے بجائے ، ٹھوس ریاست کی بیٹریاں صرف شارٹ سرکٹ کو روکنے کے لئے بہت ہی پتلی رکاوٹوں کی ضرورت ہوتی ہیں۔

ٹھوس ریاست کی بیٹریاں لی آئن سے دگنی توانائی میں پیک کرسکتی ہیں

روایتی مائع سے بھیگی بیٹری جداکار 20-30 مائکرون کی موٹائی کے ساتھ آتے ہیں۔ ٹھوس ریاستی ٹکنالوجی جداکاروں کو کم کرکے ہر ایک کو mic- mic مائکرون تک پہنچا سکتی ہے ، جس میں مواد کو سوئچ کرکے صرف 7 گنا جگہ کی بچت ہوتی ہے۔

تاہم ، یہ جداکار بیٹری کے اندر واحد جزو نہیں ہیں اور دوسرے بٹس زیادہ ٹھوس نہیں ہوسکتے ہیں ، جس سے ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی جگہ کی بچت کی صلاحیت پر کوئی حد ہوتی ہے۔

اس کے باوجود ، ٹھوس ریاست کی بیٹریاں لی آئن کی نسبت دوگنی توانائی میں پیک کرسکتی ہیں ، جب انوڈ کو ایک چھوٹے متبادل کے ساتھ بھی تبدیل کرتے ہیں۔

طویل زندگی کا دورانیہ

سالڈ اسٹیٹ الیکٹرولائٹس عام طور پر آج کے مائع یا جیل کے مقابلے میں کم ردtiveعمل رکھتے ہیں ، لہذا ان سے توقع کی جاسکتی ہے کہ وہ زیادہ لمبے عرصے تک چل سکتے ہیں اور انہیں صرف 2 یا 3 سال بعد تبدیل کرنے کی ضرورت نہیں ہوگی۔ اس کا یہ مطلب بھی ہے کہ اگر یہ بیٹریاں خراب ہوجاتی ہیں یا مینوفیکچرنگ کی خرابیوں میں مبتلا ہوجاتی ہیں تو وہ پھٹ پڑے گی یا آگ نہیں لگائیں گی ، یعنی صارفین کے لئے محفوظ مصنوعات۔

ٹھوس ریاست کی بیٹریاں پھٹ نہیں پائیں گی اور نہ ہی آگ لگیں گی اگر وہ نقصان پہنچا ہوں یا تیاری کے نقائص کا شکار ہوں۔

موجودہ اسمارٹ فونز میں ، کئی سالوں سے ایک ہی فون کو استعمال کرنے کے خواہاں افراد کے ل replace تبدیل کرنے والی بیٹریاں اکثر طلب کی جاتی ہیں ، کیونکہ جب وہ ٹوٹنا شروع کردیتے ہیں تو ان کو تبدیل کیا جاسکتا ہے۔

اسمارٹ فون کی بیٹریاں اکثر ایک سال یا اس کے بعد بھی ان کا چارج نہیں رکھتی ہیں اور یہاں تک کہ ہارڈ ویئر کو غیر مستحکم ہونے ، ری سیٹ کرنے یا کئی سالوں کے استعمال کے بعد بھی کام کرنا چھوڑ سکتی ہیں۔ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں کے ساتھ ، اسمارٹ فونز اور دیگر گیجٹ متبادل سیل کی ضرورت کے بغیر بہت زیادہ وقت تک چل سکتے ہیں۔

یہاں بہت سارے ٹھوس کیمیائی مرکبات موجود ہیں جو صرف ایک ہی نہیں بلکہ بیٹریاں میں استعمال ہوسکتے ہیں۔

ٹھوس بیٹریوں کے مقابلے میں مائع کی بات اس موضوع کی ایک بڑی وضاحت ہے ، کیوں کہ یہاں کافی مقدار میں ٹھوس کیمیائی مرکبات موجود ہیں جو بیٹریوں میں استعمال ہوسکتے ہیں ، صرف ایک ہی نہیں۔

ٹھوس ریاست الیکٹرویلیٹس کی اقسام

ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی آٹھ مختلف بڑی اقسام ہیں ، جن میں سے ہر ایک الیکٹروائلیٹ کے لئے مختلف مواد استعمال کرتا ہے۔ یہ لی ہیلائڈ ، پیرووسکائٹ ، لی ہائڈرائڈ ، ناسیکون نما ، گارنیٹ ، آرگیروڈائٹ ، لیپون ، اور لائسن کی طرح ہیں۔

چونکہ ہم اب بھی ایک ابھرتی ہوئی ٹکنالوجی کے ساتھ معاملہ کر رہے ہیں ، محققین مختلف پروڈکٹ کے زمرے کے لئے استعمال کرنے کیلئے ٹھوس ریاست الیکٹروائٹ کی بہترین اقسام کی گرفت میں آ رہے ہیں۔ ابھی تک کوئی بھی واضح لیڈر کے طور پر سامنے نہیں آیا ہے ، لیکن سلفائڈ پر مبنی ، لیپون ، اور گارنیٹ سیل اس وقت سب سے زیادہ امید افزا نظر آتے ہیں۔

آپ نے شاید محسوس کیا ہوگا کہ ان میں سے بہت سے لتیم (لی) ابھی بھی کسی نہ کسی لحاظ سے مبنی ہیں ، کیونکہ وہ اب بھی لتیم الیکٹروڈ استعمال کررہے ہیں۔ لیکن بہت سارے کارکردگی میں بہتری لانے کے لئے نئے انوڈ اور کیتھوڈ الیکٹروڈ میٹریل کا انتخاب کررہے ہیں۔

پتلی فلم کی بیٹریاں

یہاں تک کہ ٹھوس ریاست کی بیٹری کی اقسام میں بھی ، دو واضح کٹ ذیلی قسمیں ہیں - پتلی فلم اور بلک۔ انتہائی کامیاب پتلی فلمی اقسام میں سے ایک جو پہلے سے ہی مارکیٹ میں ہے وہ لیپون ہے ، جسے زیادہ تر مینوفیکچر لتیم اینڈ کے ساتھ تیار کرتے ہیں۔

لیپون الیکٹرولائٹ عمدہ وزن ، موٹائی ، اور یہاں تک کہ لچکدارانہ خصوصیات بھی پیش کرتا ہے ، جو اسے پہننے کے قابل الیکٹرانکس اور گیجٹ کے لئے ایک ذہین سیل کی قسم بنا دیتا ہے جس میں چھوٹے خلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ دیرپا خلیوں کے موضوع پر واپس جاتے ہوئے ، لیپون نے بھی 40،000 چارج سائیکل کے بعد صرف 5٪ صلاحیت میں کمی کے ساتھ بہترین استحکام کا مظاہرہ کیا ہے۔

لی آئن بیٹریوں کو تبدیل کرنے کی ضرورت سے پہلے لی آئن بیٹریوں سے کہیں زیادہ 40 سے 130 گنا لمبے ہوسکتے ہیں۔

مقابلے کے ل، ، لتیم آئن بیٹریاں صرف اسی طرح کی یا اس سے زیادہ صلاحیت میں کمی کو ظاہر کرنے سے پہلے 300 اور 1000 سائیکل کے درمیان ہی پیش کرتی ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ لی آئن بیٹریوں کو تبدیل کرنے کی ضرورت سے پہلے لی آئن بیٹریوں سے کہیں زیادہ 40 سے 130 گنا لمبے ہوسکتے ہیں۔

لیپون کا منفی پہلو یہ ہے کہ اس کی توانائی کی ذخیرہ کرنے کی مجموعی صلاحیت اور چالکتا مقابلے کے لحاظ سے ناقص ہے۔ تاہم ، متبادل ٹھوس ریاست بیٹری ٹیکنالوجیز اسمارٹ واچز تک لمبی بیٹری کی زندگی لانے کی کلید ثابت ہوسکتی ہے ، جو اس وقت متعدد صارفین کو قابل لباس بنانے سے روک رہی ہے۔

بڑی ، بلکیر بیٹریاں

ابھی تک ، ٹھوس ریاست کی بیٹریاں اسمارٹ فونز اور ٹیبلٹس میں پائے جانے والے بڑے خلیوں کے لئے ابھی تک موزوں نہیں ہیں ، لیپ ٹاپ یا الیکٹرک کاروں کو چھوڑ دیں۔ زیادہ تر صلاحیت والی بڑی بلک ٹھوس ریاست بیٹریوں کے ل superior ، اعلی ترسیل جو مائع الیکٹرولائٹس کے قریب آتی ہے یا اس سے میل کھاتا ہے ، کی ضرورت ہوتی ہے ، جو لیپون جیسی وابستہ ٹیکنالوجیز کو مسترد کرتی ہے۔ آئنک ترسیل آئنوں کو کسی ماد throughے میں منتقل ہونے کی صلاحیت کی پیمائش کرتی ہے ، اور اچھ conی ترسیل ضروری خاکہ کو یقینی بنانے کے ل larger بڑے خلیوں کی ضرورت ہوتی ہے۔

LISICON اور LiPS نے ٹھوس ریاست کے پچھلے رہنما ، LiPO ، LiS ، اور SS بیٹریوں میں تحقیق کو پیچھے چھوڑ دیا ہے۔ تاہم ، ان اقسام کو اب بھی کمرے کے درجہ حرارت پر نامیاتی اور مائع الیکٹرویلیٹس کے مقابلے میں کم چالکتا کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، جس کی وجہ سے وہ تجارتی مصنوعات کے لئے ناقابل عمل ہیں۔

انتہائی کوندکٹاوی

یہ وہ جگہ ہے جہاں گارنیٹ آکسائڈ (ایل ایل زیڈو) الیکٹرولائٹس کی تحقیق آتی ہے ، کیونکہ یہ کمرے کے درجہ حرارت پر اعلی آئنک چالکتا کی فخر کرتا ہے۔

مادے سے ایک ایسی ترسیل ہوتی ہے جو مائع لیتھیم آئن خلیوں کے پیش کردہ نتائج کے پیچھے تھوڑی تھوڑی دیر میں آتی ہے ، اور LGPS میں ہونے والی نئی تحقیقوں سے معلوم ہوتا ہے کہ یہ مواد اس سے بھی مماثل ہوسکتا ہے۔

اس کا مطلب یہ ہوگا کہ آج کی لی آئن خلیوں کی طرح تقریبا equal مساوی طاقت اور صلاحیت کی ٹھوس ریاست بیٹریاں ، جبکہ کم سائز اور لمبی عمر جیسے فوائد کو دیکھ کر حقیقت بن جاتی ہے۔

گارنیٹ ہوا اور پانی میں بھی مستحکم ہے ، جس سے یہ لی ایئر بیٹریوں کے لئے بھی موزوں ہے۔ بدقسمتی سے یہ ایک مہنگا sintering عمل کا استعمال کرتے ہوئے من گھڑت ہونا پڑتا ہے۔

لتیم آئن خلیوں کی کم قیمت کے مقابلے میں جب یہ صارفین کی بیٹریوں میں استعمال کرنے کے ل currently ایک غیر متزلزل تجویز بناتا ہے۔ مستقبل میں ، لاگتوں میں کمی کا امکان ہے کیونکہ مینوفیکچرنگ کی تکنیک کو بہتر بنایا گیا ہے لیکن ہم ابھی بھی تجارتی لحاظ سے قابل عمل ٹھوس ریاست بیٹری سے دور ہیں۔

لپیٹنا

واضح طور پر ابھی بھی ٹھوس ریاست بیٹری ٹکنالوجی کے بارے میں بہت سی تحقیق جاری ہے۔ ابتدائی پیش گوئوں کے مطابق ، ہم بالغ خلیوں کو مزید 4 یا 5 سال تک اسمارٹ فون جیسے صارفین کی مصنوعات میں جانے کا نظارہ نہیں کریں گے۔ اگلے سال جیسے ہی دیگر آلات (جیسے ڈرون) میں ٹھوس ریاست کی بیٹریاں ظاہر ہوسکتی ہیں۔

پھر بھی ، تازہ ترین تحقیق بالآخر نتائج برآمد کر رہی ہے جو صفات کے لحاظ سے موجودہ لی آئن بیٹریوں کا مقابلہ کرسکتی ہے ، جبکہ ٹھوس ریاست الیکٹرویلیٹس کے فوائد بھی فراہم کرتی ہے۔ ہمیں صرف اس کی ضرورت ہے کہ وہ مینوفیکچرنگ کے عمل کو پختہ کریں ، اور اس میں حقیقت پیدا کرنے کے ل a بہت سارے بڑے اور آنے والے بیٹری مینوفیکچر موجود ہیں۔

خلاصہ یہ کہ ، صارفین کے نقطہ نظر سے ان تمام کیمیائی اختلافات کے کلیدی فوائد یہ ہیں: 6 گنا تیز رفتار چارجنگ ، توانائی کی کثافت سے دوگنا تک ، 2 کے مقابلے میں 10 سال تک طویل سائیکل زندگی ، اور کوئی آتش گیر اجزاء۔ یہ یقینی طور پر اسمارٹ فونز اور دیگر پورٹیبل گیجٹ کے لئے ایک اعزاز ثابت ہوگا۔