لیتھیم آئن بیٹری پاور بیٹری کے قریب پہنچ کر ہر طرح سے تیزی سے چلنے لگتی ہے۔

1800 میں، ایک اطالوی ماہر طبیعیات الیسنڈرو وولٹا نے وولٹا اسٹیک ایجاد کیا، جو انسانی تاریخ کی پہلی بیٹری تھی۔ پہلی بیٹری زنک (انوڈ) اور تانبے (کیتھوڈ) کی چادروں اور کھارے پانی (الیکٹرولائٹ) میں بھگو کر کاغذ سے بنی تھی، جو بجلی کے مصنوعی امکان کو ظاہر کرتی تھی۔

اس کے بعد سے، ایک آلہ کے طور پر جو مسلسل اور مستحکم کرنٹ فراہم کر سکتا ہے، بیٹریوں نے 200 سال سے زیادہ ترقی کا تجربہ کیا ہے اور لچکدار بجلی کے استعمال کے لیے لوگوں کی مانگ کو پورا کرنا جاری رکھا ہے۔

حالیہ برسوں میں، قابل تجدید توانائی کی بہت زیادہ مانگ اور ماحولیاتی آلودگی کے بارے میں بڑھتی ہوئی تشویش کے ساتھ، ثانوی بیٹریاں (یا بیٹریاں) جو توانائی کی دیگر اقسام کو برقی توانائی میں تبدیل کر سکتی ہیں اور اسے کیمیائی توانائی کی شکل میں ذخیرہ کر سکتی ہیں، توانائی میں تبدیلیاں لاتی رہتی ہیں۔ نظام

لیتھیم بیٹری کی ترقی معاشرے کی ترقی کو ایک اور پہلو سے ظاہر کرتی ہے۔ درحقیقت موبائل فونز، کمپیوٹرز، کیمروں اور الیکٹرک گاڑیوں کی تیزی سے ترقی لیتھیم بیٹری ٹیکنالوجی کی پختگی پر مبنی ہے۔

چن جنرل لیتھیم بیٹری کی پیدائش اور پریشانی قریب آ رہی ہے۔

لتیم بیٹری کی پیدائش

بیٹری میں مثبت اور منفی قطبیں ہیں۔ مثبت قطب، جسے کیتھوڈ بھی کہا جاتا ہے، عام طور پر زیادہ مستحکم مواد سے بنا ہوتا ہے، جبکہ منفی قطب، جسے اینوڈ بھی کہا جاتا ہے، عام طور پر "انتہائی فعال" دھاتی مواد سے بنا ہوتا ہے۔ مثبت اور منفی قطبوں کو الیکٹرولائٹ کے ذریعہ الگ کیا جاتا ہے اور کیمیائی توانائی کی شکل میں ذخیرہ کیا جاتا ہے۔

دو قطبوں کے درمیان کیمیائی رد عمل آئن اور الیکٹران پیدا کرتا ہے۔ یہ آئن اور الیکٹران بیٹری میں حرکت کرتے ہیں، الیکٹرانوں کو باہر کی طرف جانے پر مجبور کرتے ہیں، ایک سائیکل بناتے ہیں اور بجلی پیدا کرتے ہیں۔

1970 کی دہائی میں، ریاستہائے متحدہ میں تیل کے بحران نے، فوج، ہوا بازی، ادویات اور دیگر شعبوں میں بجلی کی نئی طلب کے ساتھ، قابل تجدید صاف توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے ری چارج ایبل بیٹریوں کی تلاش کو تحریک دی۔

تمام دھاتوں میں سے، لتیم میں مخصوص کشش ثقل اور الیکٹروڈ کی صلاحیت بہت کم ہے۔ دوسرے الفاظ میں، لتیم بیٹری سسٹم نظریہ میں زیادہ سے زیادہ توانائی کی کثافت حاصل کر سکتا ہے، لہذا لتیم بیٹری ڈیزائنرز کا قدرتی انتخاب ہے۔

تاہم، لتیم انتہائی رد عمل ہے اور پانی یا ہوا کے سامنے آنے پر جل اور پھٹ سکتا ہے۔ لہذا، لتیم کو سنبھالنا بیٹری کی ترقی کی کلید بن گیا ہے۔ اس کے علاوہ، لتیم کمرے کے درجہ حرارت پر پانی کے ساتھ آسانی سے رد عمل ظاہر کر سکتا ہے۔ اگر دھاتی لتیم کو بیٹری کے نظام میں استعمال کرنا ہے، تو یہ ضروری ہے کہ غیر آبی الیکٹرولائٹس کو متعارف کرایا جائے۔

1958 میں، ہیرس نے نامیاتی الیکٹرولائٹ کو دھاتی بیٹری کے الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کرنے کی تجویز پیش کی۔ 1962 میں، لاک ہیڈ مشن اور SpaceCo. امریکی فوج کے چیلٹن جونیئر اور کک نے "لیتھیم غیر آبی الیکٹرولائٹ سسٹم" کا خیال پیش کیا۔

چیلٹن اور کک نے ایک نئی قسم کی بیٹری ڈیزائن کی، جس میں لیتھیم دھات کو کیتھوڈ کے طور پر، Ag، Cu، Ni halides کو کیتھوڈ کے طور پر، اور کم پگھلنے والی دھات کا نمک lic1-AlCl3 کو الیکٹرولائٹ کے طور پر پروپیلین کاربونیٹ میں تحلیل کیا گیا ہے۔ اگرچہ بیٹری کا مسئلہ اسے تجارتی فزیبلٹی کے بجائے تصور میں رہنے پر مجبور کرتا ہے، لیکن چلٹن اور کک کا کام لیتھیم بیٹری کی تحقیق کا آغاز ہے۔

1970 میں، جاپان کی پیناسونک الیکٹرک کمپنی اور امریکی فوج نے آزادانہ طور پر ایک نئے کیتھوڈ مواد - کاربن فلورائیڈ کی تقریباً ایک ہی وقت میں ترکیب کی۔ (CFx) N (0.5 ≤ x ≤ 1) کے مالیکیولر ایکسپریشن کے ساتھ کرسٹل لائن کاربن فلورائیڈ کو پیناسونک الیکٹرک کمپنی لمیٹڈ نے کامیابی سے تیار کیا اور اسے لیتھیم بیٹری کے اینوڈ کے طور پر استعمال کیا۔ لتیم فلورائیڈ بیٹری کی ایجاد لتیم بیٹری کی ترقی کی تاریخ میں ایک اہم قدم ہے۔ لیتھیم بیٹری کے ڈیزائن میں "ایمبیڈڈ کمپاؤنڈ" کو متعارف کرانے کا یہ پہلا موقع ہے۔

تاہم، لتیم بیٹری کے الٹنے کے قابل چارج اور خارج ہونے والے مادہ کو محسوس کرنے کے لیے، کلیدی کیمیائی رد عمل کی الٹ جانے والی صلاحیت ہے۔ اس وقت، زیادہ تر غیر ریچارج ایبل بیٹریاں لیتھیم اینوڈس اور نامیاتی الیکٹرولائٹس استعمال کرتی تھیں۔ ریچارج ایبل بیٹریوں کو محسوس کرنے کے لیے، سائنسدانوں نے تہہ دار ٹرانزیشن میٹل سلفائیڈ کے مثبت الیکٹروڈ میں لتیم آئنوں کے الٹ جانے والے داخلے کا مطالعہ شروع کیا۔

ExxonMobil کے Stanley Whittingham نے پایا کہ انٹرکلیشن کیمیائی رد عمل کو تہہ دار TiS2 کو کیتھوڈ مواد کے طور پر استعمال کرکے ماپا جا سکتا ہے، اور خارج ہونے والی مصنوعات LiTiS2 ہے۔

1976 میں، وِٹنگھم کی تیار کردہ بیٹری نے ابتدائی کارکردگی اچھی حاصل کی۔ تاہم، کئی بار چارج کرنے اور ڈسچارج کرنے کے بعد، بیٹری میں لیتھیم ڈینڈرائٹس بنتے ہیں۔ ڈینڈرائٹس منفی قطب سے مثبت قطب کی طرف بڑھتے ہوئے ایک شارٹ سرکٹ بنا، جس سے الیکٹرولائٹ کے بھڑکنے کا خطرہ پیدا ہوا اور بالآخر ناکام ہوگیا۔

1989 میں، لتیم/مولیبڈینم سیکنڈری بیٹریوں کے آگ کے حادثے کی وجہ سے، چند کے علاوہ زیادہ تر کمپنیاں لیتھیم دھات کی سیکنڈری بیٹریوں کی ترقی سے دستبردار ہوگئیں۔ لتیم دھات کی ثانوی بیٹریوں کی ترقی کو بنیادی طور پر روک دیا گیا تھا کیونکہ حفاظتی مسئلہ حل نہیں کیا جا سکتا تھا۔

مختلف ترامیم کے خراب اثر کی وجہ سے لیتھیم میٹل سیکنڈری بیٹری پر تحقیق جمود کا شکار ہے۔ آخر میں، محققین نے ایک بنیاد پرست حل کا انتخاب کیا: لتیم دھات کی ثانوی بیٹریوں کے مثبت اور منفی قطبوں کے طور پر سرایت شدہ مرکبات کے ساتھ ایک راکنگ چیئر بیٹری۔

1980 کی دہائی میں، گڈنو نے آکسفورڈ یونیورسٹی، انگلینڈ میں پرتوں والے لتیم کوبیلیٹ اور لیتھیم نکل آکسائیڈ کیتھوڈ مواد کی ساخت کا مطالعہ کیا۔ آخر کار، محققین نے محسوس کیا کہ آدھے سے زیادہ لتیم کو کیتھوڈ مواد سے الٹ کر ہٹایا جا سکتا ہے۔ یہ نتیجہ آخر کار The کی پیدائش کا باعث بنا۔

1991 میں، SONY کمپنی نے پہلی تجارتی لتیم بیٹری (انوڈ گریفائٹ، کیتھوڈ لیتھیم کمپاؤنڈ، نامیاتی سالوینٹس میں تحلیل ہونے والا الیکٹروڈ مائع لتیم نمک) شروع کیا۔ اعلی توانائی کی کثافت اور مختلف فارمولیشنز کی خصوصیات کی وجہ سے جو مختلف استعمال کے ماحول میں ڈھل سکتے ہیں، لتیم بیٹریوں کو مارکیٹ میں تجارتی اور وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔