پلک جھپکتے ہی موسم پھر سرد ہو گیا۔ اگرچہ شمال میں گھر کے اندر ہیٹنگ ہوتی ہے لیکن اتنی گرمی ہوتی ہے کہ میں ہر روز آئس کریم کھانا چاہتا ہوں، لیکن جب میں باہر جاتا ہوں تو مجھے درجہ حرارت میں تقریباً 40 ڈگری کے فرق کا سامنا کرنا پڑتا ہے جو کہ اب بھی تھوڑا خوفناک ہے۔
اگر آپ کی جیب میں موجود سمارٹ فون واقعی ’’اسمارٹ فون‘‘ ہے تو یہ باہر جا کر ٹھنڈا ہونے کو جی نہیں چاہتا۔ کیوں کیونکہ اس موسم میں موبائل فون کی "لائف بار" پاور ہمیشہ خطرناک شرح سے گرتی ہے۔
اس موسم میں، ایک چیز بہت زیادہ رعایتی ہے - بیٹری کی زندگی۔ شمالی سردیوں میں الیکٹرک گاڑیوں کی کروز رینج گرمیوں میں صرف 30% سے بھی کم ہو سکتی ہے۔
انٹرنیٹ پر ایک واضح تفصیل ہے: مجھے سردیوں میں ضروری کاموں کے لیے باہر جانا پڑتا ہے۔ میں نے اپنا فون اٹھایا اور دیکھا کہ میرے پاس ابھی بھی 50+ بیٹریاں باقی ہیں۔ میں اعتماد کے ساتھ باہر جاتا ہوں۔ جب میں اپنی منزل پر پہنچتا ہوں، میں اپنا فون اٹھاتا ہوں اور مجھے نہیں معلوم کہ بیٹری کا آئیکن، جو ابھی سبز تھا، کب بدل گیا ہے۔ 20% سرخ ہو گیا۔ آپ حیرت سے گھورتے ہیں، اور یہ آپ کے سامنے 1% میں بدل جاتا ہے۔ آپ چونک گئے، فون میں سانس لے کر ہاتھ رگڑ رہے تھے، لیکن آپ پھر بھی فون کو ٹھنڈا ہونے سے نہیں روک سکے...
کم درجہ حرارت کی وجہ سے کئی بڑے چیلنجز
مسئلہ کیا ہے؟ معلوم ہوا کہ درجہ حرارت بہت کم تھا اور بیٹری "اندرونی طور پر استعمال" ہو چکی تھی۔
بیٹری کی اندرونی کھپت کی وجوہات کو دریافت کرنے سے پہلے، آئیے پہلے یہ سمجھیں کہ بیٹری کیسے کام کرتی ہے۔
بیٹری میں بنیادی طور پر یہ اہم اجزاء ہوتے ہیں: منفی الیکٹروڈ (زیادہ تر گریفائٹ کو منفی الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے)، مثبت الیکٹروڈ (لیتھیم آئرن فاسفیٹ کو مثال کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے)، الگ کرنے والا (لیتھیم آئن گزر سکتا ہے، لیکن الیکٹران نہیں گزر سکتا)، اور بیٹری۔ سانچے
جب لتیم آئن بیٹری کو چارج کیا جاتا ہے تو، لتیم آئن مثبت الیکٹروڈ میں لتیم آئرن فاسفیٹ سے خارج ہوتے ہیں، الیکٹرولائٹ محلول میں منفی الیکٹروڈ میں منتقل ہوتے ہیں، اور گریفائٹ میں سرایت کر جاتے ہیں۔ منفی الیکٹروڈ میں گریفائٹ مثبت الیکٹروڈ سے چلنے والے لتیم آئنوں اور تار کے ذریعے منتقل ہونے والے الیکٹرانوں کو جذب کرے گا۔ خارج ہونے والے مادہ کے دوران، گریفائٹ میں ذخیرہ شدہ لتیم آئن دوبارہ فرار ہو جاتے ہیں، الیکٹرولائٹ کے ذریعے الگ کرنے والے سے گزرتے ہیں، اور مثبت الیکٹروڈ پر واپس آتے ہیں۔ الیکٹران الگ کرنے والے سے نہیں گزر سکتے اور صرف بیرونی تار سے مثبت الیکٹروڈ پر واپس آسکتے ہیں۔ یہ عمل تار میں کرنٹ پیدا کرتا ہے، جس سے برقی آلات کام کرنے لگتے ہیں۔
کم درجہ حرارت لتیم آئن بیٹریوں کے کام کو کیسے متاثر کرے گا؟ بیٹری کے مواد اور آپریٹنگ عمل کم درجہ حرارت کے ماحول سے متاثر ہوں گے۔ جس طرح انگلیاں جو سردیوں میں عناصر کے سامنے زیادہ دیر تک رہتی ہیں وہ کم لچکدار ہو جاتی ہیں، اسی طرح بیٹری میں موجود مواد بھی کم لچکدار ہو سکتے ہیں۔ کم درجہ حرارت والے ماحول میں، آئنوں کا فرار ہونا اور مواد میں سرایت کرنا زیادہ مشکل ہو جاتا ہے، اور جھلی سے گزرنا زیادہ مشکل ہو جاتا ہے، اور آئنوں کی حرکت کی رفتار بھی کم ہو جاتی ہے۔
کم درجہ حرارت کے خارج ہونے کے دوران، کیتھوڈ الیکٹروڈ مواد میں لتیم آئنوں کے سرایت کرنے کی شرح سست ہوجاتی ہے۔ سامنے والے لتیم آئن اس سے پہلے پہنچ جاتے ہیں کہ سامنے والے لتیم آئنوں کو مواد میں سرایت کرنے کا وقت مل جائے۔ لیتھیم آئنز جام ہونا شروع ہو جاتے ہیں، اور لتیم آئنوں کی ایک بڑی مقدار الیکٹروڈ مواد کی سطح پر جمع ہو جاتی ہے، جس سے گزرنے والی پرت کی پیداوار تیز ہو جائے گی (جسے صنعت میں SEI فلم کہا جاتا ہے، یہ فلم لتیم آئنوں کے داخل ہونے کو سست کر دے گی۔ الیکٹروڈ میں)۔ اس طرح ایمبیڈ کرنا اور بھی مشکل ہے۔ میکروسکوپک مظہر یہ ہے کہ بیٹری کی اندرونی مزاحمت بڑھ جاتی ہے، بیٹری "اندرونی طور پر استعمال" ہونے لگتی ہے، اور باہر کی طرف بجلی کی پیداوار کم ہو جاتی ہے۔
کم درجہ حرارت کی چارجنگ کے دوران، لیتھیم آئنز گریفائٹ منفی الیکٹروڈ کی طرف ہجرت کرتے ہیں، لیکن جس رفتار سے لیتھیم آئنز گریفائٹ میں سرایت کرتے ہیں وہ بھی سست ہو جاتی ہے، جب کہ الیکٹران خوشی سے تار کے ذریعے منفی الیکٹروڈ تک پہنچ سکتے ہیں۔ جب الیکٹران منفی الیکٹروڈ کی سطح پر لتیم آئنوں کا سامنا کرتے ہیں، تو دھاتی لتیم لتیم ڈینڈرائٹس بنانے کے لیے تیار کیا جائے گا۔ ایک بار جب لیتھیم ڈینڈرائٹس بڑھ جائیں گے، تو وہ الگ کرنے والے کو چھید دیں گے، جس سے بیٹری شارٹ سرکٹ اور خرابی کا شکار ہو جائے گی۔
اندرونی پری ہیٹنگ
اس تکنیکی راستے کو اندرونی پری ہیٹنگ کہا جاتا ہے۔ بیٹری بناتے وقت، مینوفیکچرر بیٹری کے ڈھانچے میں نکل فوائل کا ایک پتلا ٹکڑا شامل کرتا ہے اور اسے برقی طور پر موصل کرنے والے پولیمر سے ڈھانپ دیتا ہے (پتلے نکل کے ورق کو بیٹری کو ختم ہونے سے روکنے کے لیے)۔ ایک بار جب بیٹری کا درجہ حرارت بہت کم ہو جاتا ہے، تو کنٹرولر کے ذریعے کرنٹ لگاتا ہے۔نکل ورقبیٹری کے مواد کو تیزی سے گرم کرنے کے لیے بڑی مقدار میں حرارت کی توانائی پیدا کرنا۔ بیٹری کو ہمیشہ نسبتاً اچھے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد میں خارج ہونے دیں۔
اگر آپ کم درجہ حرارت پر چارج کرنا چاہتے ہیں تو، چارجنگ کا سامان سب سے پہلے بیٹری کو کم پاور سے چارج کرے گا، بیٹری کو پہلے سے گرم کرنے کے لیے چارجنگ کے دوران خود بیٹری سے پیدا ہونے والی حرارت کا استعمال کریں اور اعلی کارکردگی کا مظاہرہ کرنے سے پہلے بیٹری کا درجہ حرارت مناسب حد تک بڑھنے تک انتظار کریں۔ پاور فاسٹ چارجنگ۔
آرٹیکل 3: بیرونی حرارت۔ آپ بیٹری میں پری ہیٹنگ کا سامان شامل کر سکتے ہیں (جیسے ہیٹر اور برقی بھٹی فراہم کرنا)۔
بیٹری پہلے پری ہیٹنگ ڈیوائس کو کم طاقت والی پاور فراہم کرتی ہے۔ پہلے سے گرم کرنے والا آلہ حرارت پیدا کرتا ہے اور بیٹری کا درجہ حرارت بڑھنے کا سبب بنتا ہے۔ مناسب آپریٹنگ درجہ حرارت تک پہنچنے کے بعد، بیٹری عام کام کرنے کی حالت میں داخل ہو جاتی ہے۔ کچھ الیکٹرک کاریں بیٹری پری ہیٹنگ فنکشن سے لیس ہوتی ہیں۔ سردیوں میں، کار کو عام کام کرنے کی حالت میں ڈالنے کے لیے کار کو استعمال کرنے سے پہلے بیٹری کو پہلے سے گرم کرنا چاہیے۔
