ٹیسلا کو 2170 میں کیوں تبدیل کیا گیا؟ ٹرنری لتیم بیٹری کے فوائد کیا ہیں؟

18650 بیٹری ٹیسلا کی ایک لیجنڈ تھی۔ اب، ماڈل 3 کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے ساتھ، 18650 بیٹری کا تاریخی مشن اپنے اختتام کو پہنچ رہا ہے۔ Tesla کے تمام ماڈلز 21700 لتیم بیٹری کی جگہ لے سکتے ہیں۔ اس کے پیچھے کیا وجہ ہے؟

1. ساخت اور درجہ بندی؟

لتیم بیٹری کا مطلب یہ ہے کہ الیکٹرو کیمیکل سسٹم میں لتیم بیٹری ہوتی ہے، جسے تقریباً لتیم بیٹری اور لتیم بیٹری میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ دھاتی لتیم پر مشتمل نہ ہونے اور ری چارج ہونے کے قابل ہونے کی وجہ سے، لتیم بیٹری کو بیلناکار اور مربع شکل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اور یہ بنیادی طور پر چار حصوں پر مشتمل ہے: مثبت الیکٹروڈ میٹریل، منفی الیکٹروڈ میٹریل، الیکٹرولائٹ اور ڈایافرام میٹریل (یہ مضمون۔ اصل ہے، براہ کرم وضاحت کریں کہ آیا اسے دوبارہ تیار کیا گیا ہے)۔

لتیم بیٹریوں میں استعمال ہونے والے مختلف انوڈ مواد اور انوڈ مواد کو مختلف قسم کی بیٹریوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، عام طور پر استعمال ہونے والے انوڈ مواد میں لتیم کوبالیٹ، لتیم مینگنیٹ، نکل، لتیم آئرن فاسفیٹ اور ٹرنری مواد شامل ہیں۔ عام طور پر استعمال ہونے والے انوڈ مواد میں گریفائٹ کاربن مواد، ٹن پر مبنی مواد، سلکان مواد اور ٹائٹینیم پر مبنی مواد شامل ہیں۔ ان میں سے، لتیم کوبیلیٹ لتیم بیٹریوں کے لیے انوڈ مواد کی اکثریت ہے۔

2. لتیم بیٹری کی تکنیکی سمت کیا ہے؟

اسے ٹرائی کوبالٹ مینگنیج بھی کہا جاتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ نکل، کوبالٹ اور مینگنیج کے تین مواد مثبت مواد ہیں، گریفائٹ بیٹری کا مثبت مواد ہے، اور اس کا نکل نمک، کوبالٹ نمک اور مینگنیج کا نمک خام مال ہیں۔ نکل، کوبالٹ اور مینگنیج کے تناسب کو اصل صورت حال کے مطابق ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔ اہم تکنیکی سمتوں والی بیٹری کمپنیاں، جیسے جاپان اور کوریا، لیتھیم آئرن فاسفیٹ بیٹری لیتھیم فیرس فاسفیٹ پر منفی مواد کے طور پر، اور گریفائٹ کو منفی مواد کے طور پر، جو BYD کی اہم تکنیکی سمت ہے۔ لتیم ٹائٹینیٹ بیٹریوں کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔ ایک کیتھوڈ مواد کے طور پر لتیم ٹائٹینیٹ ہے، جبکہ لتیم مینگنیٹ اور لتیم آئرن فاسفیٹ ٹرنری مواد اور لتیم بیٹریوں کا کیتھوڈ مواد ہیں۔ یہ اس وقت Zhuhai سلور کی اہم سمت ہے. دوسرے کیتھوڈ کے طور پر لتیم ٹائٹینیٹ ہے، اور لتیم دھات یا لتیم کھوٹ کیتھوڈ لتیم بیٹری (یہ ایک اصل پروڈکٹ ہے، بلی کار اسٹارٹر، براہ کرم منتقلی کی وضاحت کریں)۔

3. ٹرنری لتیم بیٹری کے کیا فوائد ہیں؟

ٹرنری لیتھیم بیٹری کا سب سے بڑا فائدہ اس کی اعلی توانائی ذخیرہ کرنے کی کثافت میں ہے، عام طور پر 200WH/kg سے زیادہ، اور 90-120Wh/kg لتیم آئرن فاسفیٹ سے متعلق ہے، جو کہ مائلیج کے لیے مسافر کار مارکیٹ کی مانگ کے لیے زیادہ موزوں ہے۔ . ٹرنری لتیم بیٹری کے مواد کے گلنے کا درجہ حرارت تقریباً 200 ℃ ہے، جو آکسیجن کے مالیکیولز کو جاری کرے گا۔ اعلی درجہ حرارت اور تیز دہن، الیکٹرولائٹ بیٹریاں اور اچانک دہن اور دھماکے کے خطرات کی صورت میں، بیٹریوں کے انتظامی تقاضے بہت زیادہ ہیں۔ (OVP) اوور چارج پروٹیکشن، ڈسچارج پروٹیکشن (UVP)، اوور ٹمپریچر پروٹیکشن (OTP) اور اوور کرنٹ پروٹیکشن (OCP) پر مشتمل ہونا چاہیے۔ لہذا، ٹرنری لیتھیم بیٹریاں خالص الیکٹرک گاڑیاں چینی مارکیٹ میں 76 فیصد تک استعمال کرتی ہیں۔ تاہم، الیکٹرک بسوں کی تعداد صرف 27.6% ہے، جب کہ لیتھیم آئرن فاسفیٹ 64.9% ہے۔

4. ٹیسلا نے 2170 میں کیوں سوئچ کیا؟

بیٹری نمبر 18650 اور 2170 Tesla کے ذریعہ استعمال کی گئی ٹرنری کوپولیمر لیتھیم بیٹریاں ہیں۔ 18650 ایک بیلناکار بیٹری ہے جس کا قطر 18mm اور لمبائی 65mm ہے، اور 2170 ایک بیلناکار بیٹری ہے جس کا قطر 21mm اور لمبائی 70mm ہے۔ چونکہ پراسیس کنٹرول اور خام مال کے ذریعے توانائی کی کثافت کو بہتر بنانا اور بیٹری کی لاگت کو کم کرنا ناممکن ہے، اس لیے بڑے حجم والی 2170 بیٹری ایک ناگزیر انتخاب بن جاتی ہے۔ ماڈل 3 کے پہلے استعمال کے بعد ماڈل اور ModelX کو تبدیل کرنے کی توقع ہے۔

مسک کا دعویٰ ہے کہ 2170 کی بیٹری دنیا کی سب سے زیادہ توانائی کی کثافت اور سستی ترین بیٹری ہے، جس کی توانائی کی کثافت 300 WH/kg تک ہے، جو 18650 میں 233 WH/kg سے متعلق ہے۔ توانائی کی کثافت میں تقریباً 20 کا اضافہ ہوا ہے۔ %، لیکن اس کے بیٹری سسٹم کی قیمت 155 ڈالر/WH ہے، جس کا تعلق 171/18650 WH سے ہے، جو کہ ایک محدود کمی ہے۔ اگرچہ مسک کو $100 فی واٹ گھنٹے کا ہدف حاصل کرنے سے پہلے ابھی بہت طویل سفر طے کرنا ہے، لیکن یہ ابھی بھی ایک قدم آگے ہے۔ اگلا مرحلہ اخراجات کو کم کرنے کے لیے بیٹری کے نئے مواد کو اختراع کرنا چاہیے۔ ٹرنری لیتھیم بیٹری ایک قسم کی لتیم بیٹری ہے جو لتیم نکل کوبالٹ مینگنیج آکسائیڈ (Li (NiCoMn) O2) terpolymer پر مشتمل ہے۔ ٹرنری کمپوزٹ کیتھوڈ مواد کی پیشگی مصنوعات نکل نمک، کوبالٹ نمک اور مینگنیج نمک کو خام مال کے طور پر لیتی ہے، اور نکل، کوبالٹ اور مینگنیج کے تناسب کو اصل صورت حال کے مطابق ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے۔

حفاظت اولین ترجیح ہے۔

ٹرنری لیتھیم بیٹری کی خصوصیات اعلی توانائی کی کثافت اور ہائی وولٹیج ہیں، اس لیے ایک ہی وزن والے بیٹری پیک میں زیادہ صلاحیت ہوتی ہے، اور کار تیزی سے آگے جا سکتی ہے۔ تاہم، اس کی کمزوری اس کے کمزور استحکام میں مضمر ہے۔ اگر کوئی اندرونی شارٹ سرکٹ ہے یا مثبت مادہ پانی کا سامنا کرتا ہے، تو کھلے شعلے ہوں گے۔ لہذا، سٹیل شیل کی ایک پرت عام طور پر تحفظ کے لئے استعمال کیا جاتا ہے. ٹیسلا کا بیٹری پیک تقریباً 7000 18650 بیٹریوں پر مشتمل ہے۔ اگرچہ ٹیسلا بیٹری پیک کے لیے ہمہ جہت تحفظ فراہم کرتا ہے، لیکن شدید تصادم کے حادثات میں آگ لگنے کا خطرہ اب بھی موجود ہے۔

اس کی وجہ یہ ہے کہ جب یہ دونوں مواد ایک خاص درجہ حرارت تک پہنچ جاتے ہیں تو وہ گل جائیں گے۔ لیتھیم ٹرنری تقریباً 200 ℃ کم ہے اور لتیم آئرن فاسفیٹ تقریباً 800 ℃ کم ہے۔ ٹرنری لیتھیم مواد کا کیمیائی رد عمل زیادہ شدید ہوتا ہے، جو آکسیجن کے مالیکیولز کو خارج کرے گا، اور الیکٹرولائٹ اعلی درجہ حرارت پر تیزی سے جلے گا، جس سے سلسلہ رد عمل پیدا ہوتا ہے۔ مختصر یہ کہ لتیم آئرن فاسفیٹ کے مقابلے لتیم ٹرنری کو جلانا آسان ہے۔ یہ قابل غور ہے کہ ہم مواد کے بارے میں بات کر رہے ہیں، نہ کہ تیار بیٹریاں.

لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹری بہت زیادہ مستحکم ہے۔ اگر پینل ٹوٹ جائے تب بھی شارٹ سرکٹ نہیں پھٹے گا اور جل نہیں پائے گا، اور بیٹری 350 ℃ کے اعلی درجہ حرارت میں آگ نہیں پکڑے گی (تین لیتھیم بیٹریاں 180-250 ℃ پر نہیں لے جا سکتے)۔ لہذا، حفاظتی کارکردگی کے لحاظ سے، لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹری بہتر ہے.

چونکہ ٹرنری لیتھیم مواد میں اس طرح کے ممکنہ حفاظتی خطرات ہوتے ہیں، اس لیے مینوفیکچررز بھی حادثات کو روکنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ ٹرنری لیتھیم مواد کی پائرولیسس خصوصیات کے مطابق، مینوفیکچررز اوور چارج پروٹیکشن (OVP)، اوور ڈسچارج پروٹیکشن (UVP)، اوور ٹمپریچر پروٹیکشن (OTP) اور اوور کرنٹ پروٹیکشن (OCP) کو بہت اہمیت دیں گے۔ ٹیسلا حفاظت میں پراعتماد ہے کیونکہ اس کے پاس بیٹری مینجمنٹ سسٹم ہے جو اپنی زیادہ فعال لتیم بیٹریوں کو بہتر طریقے سے سنبھال سکتا ہے۔ بلاشبہ، جیسا کہ زیادہ سے زیادہ بیٹری کمپنیاں، آٹوموبائل کمپنیاں اور پیشہ ورانہ بیٹری مینجمنٹ کمپنیاں اس میدان میں ترقی کرتی جارہی ہیں، زیادہ سے زیادہ کمپنیاں بیٹری کے بہترین انتظام کو بھی حاصل کرسکتی ہیں، جس سے حفاظت میں بہت زیادہ بہتری آئے گی۔