نئی توانائی کی بنیاد: لتیم بیٹریوں کی ترقی اور اصول پڑھیں

لیتھیم بیٹریاں ایک عام قسم کی ریچارج ایبل بیٹری ہیں جن کا الیکٹرو کیمیکل ردعمل مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان لتیم آئنوں کی منتقلی پر مبنی ہوتا ہے۔ لتیم بیٹریاں اعلی توانائی کی کثافت، طویل زندگی اور کم خود خارج ہونے والے مادہ کی شرح کے فوائد ہیں، لہذا وہ بڑے پیمانے پر مختلف الیکٹرانک آلات اور برقی گاڑیوں میں استعمال ہوتے ہیں.

لتیم بیٹریوں کے کام کا اصول مثبت اور منفی الیکٹروڈ کے درمیان لتیم آئنوں کی منتقلی پر مبنی ہے۔ چارجنگ کے عمل کے دوران، لیتھیم آئن مثبت مواد (عام طور پر ایک آکسائیڈ جیسے لتیم کوبالٹیٹ) سے خارج ہوتے ہیں، الیکٹرولائٹ سے گزرتے ہیں، اور پھر منفی مواد (عام طور پر کاربن مواد) میں داخل ہوتے ہیں۔ خارج ہونے کے عمل کے دوران، لیتھیم آئن منفی مواد سے الگ ہو جاتے ہیں اور الیکٹرولائٹ کے ذریعے مثبت مواد میں منتقل ہوتے ہیں، کرنٹ اور برقی توانائی پیدا کرتے ہیں، جو بیرونی آلات کو کام کرنے کے لیے چلاتا ہے۔

لتیم بیٹریوں کے کام کرنے والے اصول کو درج ذیل مراحل میں آسان بنایا جا سکتا ہے۔

1. چارج کرنے کے عمل کے دوران، لتیم بیٹری کا منفی الیکٹروڈ بیرونی الیکٹرانوں کو جذب کرے گا۔ برقی طور پر غیر جانبدار رہنے کے لیے، مثبت الیکٹروڈ کو الیکٹرانوں کو باہر کی طرف چھوڑنے پر مجبور کیا جائے گا، اور وہ لیتھیم آئنز جو الیکٹران کھو چکے ہیں، منفی الیکٹروڈ کی طرف متوجہ ہوں گے اور الیکٹرولائٹ کے ذریعے منفی الیکٹروڈ کی طرف چلے جائیں گے۔ اس طرح، منفی الیکٹروڈ الیکٹرانوں کو بھرتا ہے اور لتیم آئنوں کو ذخیرہ کرتا ہے۔

2. خارج ہونے پر، الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے مثبت الیکٹروڈ پر واپس آجاتے ہیں، اور لیتھیم آئنز بھی منفی الیکٹروڈ مواد سے ہٹائے جاتے ہیں، اس عمل میں ذخیرہ شدہ برقی توانائی کو جاری کرتے ہیں، اور الیکٹرولائٹ کے ذریعے مثبت الیکٹروڈ کی طرف واپس چلے جاتے ہیں، اور الیکٹرانوں کو لتیم کمپاؤنڈ کی ساخت کو بحال کرنے کے لیے کمی کے رد عمل میں حصہ لینے کے لیے ملایا جاتا ہے۔

3. چارج اور خارج ہونے کے عمل میں، درحقیقت، یہ لتیم آئنوں کا الیکٹرانوں کا پیچھا کرنے کا عمل ہے، جس کے دوران برقی توانائی کا ذخیرہ اور رہائی حاصل کی جاتی ہے۔

لتیم بیٹریوں کی ترقی متعدد مراحل سے گزری ہے۔ 1970 کی دہائی کے اوائل میں، لتیم دھات کی بیٹریاں سب سے پہلے متعارف کروائی گئیں، لیکن لتیم دھات کی زیادہ سرگرمی اور حفاظتی مسائل کی وجہ سے، ان کے استعمال کا دائرہ محدود تھا۔ اس کے بعد، لتیم آئن بیٹریاں مرکزی دھارے کی ٹیکنالوجی بن گئی ہیں، جو لتیم دھات کی بیٹریوں کی حفاظت کے مسئلے کو حل کرنے کے لیے غیر دھاتی لتیم مرکبات کو مثبت الیکٹروڈ مواد کے طور پر استعمال کرتی ہے۔ 1990 کی دہائی میں، لیتھیم پولیمر بیٹریاں نمودار ہوئیں، پولیمر جیل کو الیکٹرولائٹس کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، بیٹریوں کی حفاظت اور توانائی کی کثافت کو بہتر بناتی ہے۔ حالیہ برسوں میں، نئی لتیم بیٹری ٹیکنالوجیز جیسے لتیم سلفر بیٹریاں اور سالڈ اسٹیٹ لیتھیم بیٹریاں بھی تیار ہو رہی ہیں۔

فی الحال، لتیم آئن بیٹریاں اب بھی سب سے زیادہ استعمال ہونے والی اور سب سے زیادہ پختہ بیٹری ٹیکنالوجی ہیں۔ اس میں توانائی کی کثافت، لمبی سائیکل کی زندگی اور کم خود خارج ہونے کی شرح ہے، اور یہ موبائل فون، نوٹ بک کمپیوٹر، الیکٹرک گاڑیوں اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، لیتھیم پولیمر بیٹریاں بھی ان کی اعلی توانائی کی کثافت اور پتلی ڈیزائن کی خصوصیات کی وجہ سے پتلی اور ہلکے آلات اور وائرلیس ہیڈ فون جیسے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔

چین نے لیتھیم بیٹریوں کے میدان میں غیر معمولی ترقی کی ہے۔ چین دنیا کے سب سے بڑے پروڈیوسر اور لیتھیم بیٹریوں کے صارفین میں سے ایک ہے۔ چین کی لتیم بیٹری انڈسٹری کا سلسلہ مکمل ہے، خام مال کی خریداری سے لے کر بیٹری مینوفیکچرنگ تک ایک خاص پیمانہ اور تکنیکی طاقت ہے۔ چین کی لیتھیم بیٹری کمپنیوں نے ٹیکنالوجی کی تحقیق اور ترقی، پیداواری صلاحیت اور مارکیٹ شیئر میں اہم پیش رفت کی ہے۔ اس کے علاوہ، چینی حکومت نے لیتھیم بیٹری کی صنعت کی ترقی اور اختراع کی حوصلہ افزائی کے لیے معاون پالیسیوں کا ایک سلسلہ بھی متعارف کرایا ہے۔ لیتھیم بیٹریاں الیکٹرانک آلات اور برقی گاڑیوں جیسے علاقوں میں توانائی کا ایک بڑا حل بن چکی ہیں۔