کم درجہ حرارت کی طاقت لتیم بیٹری ٹیکنالوجی کی ترقی کی پیش رفت

کم درجہ حرارت پر تیار لیتھیم آئن پاور بیٹریوں کی تکنیکی اور مادی کارکردگی کی ضروریات زیادہ ہیں۔ کم درجہ حرارت والے ماحول میں لیتھیم آئن پاور بیٹری کی کارکردگی میں سنگین کمی اندرونی مزاحمت میں اضافے کی وجہ سے ہے، جس کی وجہ سے الیکٹرولائٹ کے پھیلاؤ میں دشواری ہوتی ہے اور سیل سائیکل کی زندگی مختصر ہوتی ہے۔ لہذا، حالیہ برسوں میں کم درجہ حرارت سے چلنے والی بیٹری کی ٹیکنالوجی پر تحقیق میں کچھ پیش رفت ہوئی ہے۔ روایتی اعلی درجہ حرارت والی لتیم آئن بیٹریوں کی اعلی درجہ حرارت کی کارکردگی خراب ہے، اور کم درجہ حرارت کے حالات میں ان کی کارکردگی اب بھی غیر مستحکم ہے۔ کم درجہ حرارت والے خلیوں کی بڑی مقدار، کم صلاحیت، اور کم درجہ حرارت سائیکل کی کارکردگی؛ پولرائزیشن اعلی درجہ حرارت کے مقابلے کم درجہ حرارت پر نمایاں طور پر مضبوط ہے۔ کم درجہ حرارت پر الیکٹرولائٹ کی بڑھتی ہوئی viscosity چارج / خارج ہونے والے سائیکلوں کی تعداد میں کمی کی طرف جاتا ہے؛ خلیوں کی حفاظت میں کمی اور کم درجہ حرارت پر بیٹری کی زندگی میں کمی؛ اور کم درجہ حرارت پر استعمال میں کم کارکردگی۔ اس کے علاوہ، کم درجہ حرارت پر بیٹری کی مختصر سائیکل کی زندگی اور کم درجہ حرارت والے خلیوں کے حفاظتی خطرات نے پاور بیٹریوں کی حفاظت کے لیے نئی تقاضوں کو آگے بڑھایا ہے۔ لہٰذا، کم درجہ حرارت والے ماحول کے لیے مستحکم، محفوظ، قابل اعتماد اور طویل زندگی کے پاور بیٹری مواد کی ترقی کم درجہ حرارت والی لیتھیم آئن بیٹریوں پر تحقیق کا مرکز ہے۔ اس وقت، بہت سے کم درجہ حرارت والے لتیم آئن بیٹری کے مواد ہیں: (1) لتیم میٹل اینوڈ مواد: لتیم دھات اپنے اعلی کیمیائی استحکام، اعلی برقی چالکتا اور کم درجہ حرارت چارج اور خارج ہونے والی کارکردگی کی وجہ سے برقی گاڑیوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔ (2) کاربن اینوڈ مواد برقی گاڑیوں میں ان کی اچھی گرمی مزاحمت، کم درجہ حرارت سائیکل کی کارکردگی، کم برقی چالکتا اور کم درجہ حرارت پر کم درجہ حرارت سائیکل زندگی کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ (3) کاربن اینوڈ مواد برقی گاڑیوں میں ان کی اچھی گرمی مزاحمت، کم درجہ حرارت سائیکل کی کارکردگی، کم برقی چالکتا اور کم درجہ حرارت سائیکل زندگی کی وجہ سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ میں (3) نامیاتی الیکٹرولائٹس کم درجہ حرارت پر اچھی کارکردگی رکھتے ہیں۔ (4) پولیمر الیکٹرولائٹس: پولیمر سالماتی زنجیریں نسبتاً مختصر ہیں اور ان کا تعلق زیادہ ہے۔ (5) غیر نامیاتی مواد: غیر نامیاتی پولیمر میں اچھی کارکردگی کے پیرامیٹرز (کندکتا) اور الیکٹرولائٹ سرگرمی کے درمیان اچھی مطابقت ہوتی ہے۔ (6) دھاتی آکسائیڈ کم ہیں؛ (7) غیر نامیاتی مواد: غیر نامیاتی پولیمر وغیرہ۔

لتیم بیٹریوں کی سائیکل لائف بنیادی طور پر خارج ہونے کے عمل پر منحصر ہے، جبکہ کم درجہ حرارت ایک ایسا عنصر ہے جس کا لتیم مصنوعات کی زندگی پر زیادہ اثر پڑتا ہے۔ عام طور پر، کم درجہ حرارت والے ماحول میں، بیٹری کی سطح مرحلہ وار تبدیلی سے گزرتی ہے جس کی وجہ سے سطح کی ساخت کو نقصان پہنچتا ہے، اس کے ساتھ صلاحیت اور سیل کی صلاحیت میں کمی ہوتی ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے حالات میں، سیل میں گیس پیدا ہوتی ہے، جو تھرمل بازی کو تیز کرے گی۔ کم درجہ حرارت کے تحت، گیس کو وقت پر خارج نہیں کیا جا سکتا، بیٹری مائع کے مرحلے میں تبدیلی کو تیز کرتا ہے؛ درجہ حرارت جتنا کم ہوتا ہے، اتنی ہی زیادہ گیس پیدا ہوتی ہے اور بیٹری کے مائع کے مرحلے میں تبدیلی اتنی ہی سست ہوتی ہے۔ لہذا، کم درجہ حرارت کے تحت بیٹری کی اندرونی مادی تبدیلی زیادہ سخت اور پیچیدہ ہوتی ہے، اور بیٹری کے مواد کے اندر گیسیں اور ٹھوس پیدا کرنا آسان ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، کم درجہ حرارت تباہ کن رد عمل کی ایک سیریز کا باعث بنے گا جیسے کیتھوڈ مواد اور الیکٹرولائٹ کے درمیان انٹرفیس پر ناقابل واپسی کیمیائی بانڈ ٹوٹنا؛ یہ الیکٹرولائٹ سیلف اسمبلی اور سائیکل کی زندگی میں بھی کمی کا باعث بنے گا۔ الیکٹرولائٹ میں لیتھیم آئن چارج کی منتقلی کی صلاحیت کم ہو جائے گی۔ چارجنگ اور ڈسچارجنگ کا عمل سلسلہ وار رد عمل کا سبب بنے گا جیسے لیتھیم آئن چارج ٹرانسفر کے دوران پولرائزیشن کا رجحان، بیٹری کی صلاحیت کا زوال اور اندرونی تناؤ جاری، جو لتیم آئن بیٹریوں کی سائیکل لائف اور توانائی کی کثافت اور دیگر افعال کو متاثر کرتا ہے۔ کم درجہ حرارت پر درجہ حرارت جتنا کم ہوگا، اتنے ہی شدید اور پیچیدہ مختلف تباہ کن رد عمل جیسے بیٹری کی سطح پر ریڈوکس رد عمل، تھرمل بازی، خلیے کے اندر مرحلے میں تبدیلی اور یہاں تک کہ مکمل تباہی بھی الیکٹرولائٹ جیسے سلسلہ وار رد عمل کا ایک سلسلہ شروع کرے گی۔ خود اسمبلی، رد عمل کی رفتار جتنی سست ہوگی، بیٹری کی صلاحیت کا زوال اتنا ہی سنگین ہوگا، اور اعلی درجہ حرارت پر لیتھیم آئن چارج کی منتقلی کی صلاحیت اتنی ہی غریب ہوگی۔