کیا ٹھوس حالت کی بیٹریاں خراب ہوتی ہیں؟

کیا سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں خراب ہوتی ہیں؟ ہاں - لیکن آپ کی توقع سے مختلف

ہر بیٹری خراب ہوتی ہے۔ کوئی بھی آپ کو ایسی بیٹری بیچ رہا ہے جو آپ کو بیٹری نہیں بیچ رہا ہے — وہ آپ کو ایک کہانی بیچ رہا ہے۔ UAV آپریٹرز کے لیے اصل سوال یہ نہیں ہے کہ آیاٹھوس ریاست بیٹریاںانحطاط، لیکن وہ کس طرح تنزلی، کتنی تیزی سے، اور آیا وہ تنزلی کا نمونہ تجارتی کاموں کے لیے بہتر ہے یا اس سے بدتر جو آپ لیتھیم پولیمر پیک کے ساتھ استعمال کرتے ہیں۔

تمام 3 کے جوابات ایک سادہ ہاں یا نہیں سے زیادہ مفید ہیں۔

روایتی لیپو بیٹریاں کس طرح خراب ہوتی ہیں۔

یہ سمجھنے کے لیے کہ ٹھوس حالت کا انحطاط مختلف کیوں ہے، یہ بنیادی میکانزم کو جاننے میں مدد کرتا ہے جو LiPo بیٹری کی زندگی کو محدود کرتے ہیں۔

زیادہ تر LiPo خلیوں میں الیکٹرولائٹ آکسیکرن طویل مدتی انحطاط کا غالب راستہ ہے۔ مائع نامیاتی الیکٹرولائٹ بار بار چارج ڈسچارج سائیکلوں پر الیکٹروڈ سطحوں کے ساتھ آہستہ آہستہ رد عمل ظاہر کرتا ہے، ایک تہہ بناتا ہے جسے ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI) کہتے ہیں۔ یہ تہہ آہستہ آہستہ اندرونی مزاحمت کو بڑھاتی ہے اور لیتھیم کھاتی ہے جو توانائی کے ذخیرہ کرنے میں مزید حصہ نہیں لے سکتی — سائیکل کے حساب سے صلاحیت کے چکر کو کم کرتی ہے۔

لتیم چڑھانا تیز رفتار چارجنگ یا کم درجہ حرارت کی چارجنگ کے دوران ہوتا ہے، جب لیتھیم آئن گریفائٹ انوڈ پر جذب ہونے سے زیادہ تیزی سے پہنچتے ہیں۔ انوڈ کی سطح پر دھاتی لتیم کے ذخائر، صلاحیت کو کم کرتے ہیں اور وقت کے ساتھ اندرونی شارٹ سرکٹ کا خطرہ بڑھاتے ہیں۔

کیتھوڈ ساختی تھکاوٹ اس وقت ہوتی ہے کیونکہ سائیکلنگ کے دوران الیکٹروڈ مواد کے بار بار پھیلنے اور سکڑنے سے کیتھوڈ ذرات میں خوردبینی کریکنگ ہوتی ہے - آئن کے تبادلے کے لیے دستیاب سطح کے رقبے کو کم کرنا اور صلاحیت کو آہستہ آہستہ محدود کرنا۔

یہ تمام 3 میکانزم مرکب ہیں۔ 400 سائیکلوں پر ایک LiPo پیک صرف پرانا نہیں ہے - یہ بیک وقت تمام 3 راستوں سے جمع شدہ نقصان ہے۔

کیسےسالڈ اسٹیٹ بیٹریاںمختلف طور پر تنزلی

مائع الیکٹرولائٹ کو ہٹانے سے یہ بدل جاتا ہے کہ انحطاط کے کون سے میکانزم فعال ہیں اور وہ کتنی تیزی سے ترقی کرتے ہیں۔

الیکٹرولائٹ آکسیکرن ڈرامائی طور پر کم ہو گیا ہے۔ ٹھوس الیکٹرولائٹس الیکٹروڈ سطحوں کے ساتھ اسی طرح رد عمل ظاہر نہیں کرتی ہیں جس طرح مائع الیکٹرولائٹس کرتے ہیں۔ SEI کی تشکیل جو LiPo خلیات میں لیتھیم کی صلاحیت استعمال کرتی ہے یا تو نہیں بنتی یا ٹھوس حالت کے خلیوں میں بہت آہستہ آہستہ بنتی ہے۔ یہ بنیادی وجہ ہے کہ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں زیادہ سائیکلوں پر بہتر صلاحیت برقرار رکھنے کا مظاہرہ کرتی ہیں - وہ اسی شرح سے SEI کی ترقی سے لتیم کو نہیں کھو رہی ہیں۔

لتیم چڑھانا حرکیات میں تبدیلی۔ ٹھوس ریاست کے خلیوں میں لتیم میٹل اینوڈس، لتیم پلیٹیں اور سٹرپس کو فطری طور پر عام آپریشن کے حصے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ٹھوس الیکٹرولائٹ ڈینڈرائٹ کے دخول کے خلاف ایک جسمانی رکاوٹ فراہم کرتا ہے جو مائع الیکٹرولائٹس نہیں کر سکتے ہیں - جو نظریاتی طور پر اسی پلیٹنگ سے متعلق انحطاط کے خطرے کے بغیر تیز رفتار چارجنگ کی اجازت دیتا ہے جو LiPo چارج کی شرح کو محدود کرتا ہے۔

ایک نیا انحطاط کا طریقہ کار ابھرتا ہے: انٹرفیس ڈیلامینیشن۔ یہ ٹھوس ریاست کیمسٹری کے لیے مخصوص چیلنج ہے۔ جیسا کہ سائیکلنگ کے دوران الیکٹروڈ پھیلتے اور سکڑتے ہیں، ٹھوس الیکٹرولائٹ رابطے کو برقرار رکھنے کے لیے اس طرح بہہ نہیں پاتا جس طرح مائع الیکٹرولائٹ کرتا ہے۔ الیکٹروڈ اور الیکٹرولائٹ سطحوں کے درمیان مائکروسکوپک خلا پیدا ہوسکتا ہے - مزاحمت میں اضافہ اور آئن کی منتقلی کی کارکردگی کو کم کرنا۔ موجودہ نسل کی ٹھوس حالت UAV بیٹریوں میں، یہ انٹرفیس مینجمنٹ سائیکل کی زندگی کو متاثر کرنے والے بنیادی انجینئرنگ چیلنجوں میں سے ایک ہے۔

پریکٹس میں UAV آپریٹرز کے لیے اس کا کیا مطلب ہے۔

ان مختلف انحطاطی میکانزم کا خالص اثر:تجارتی UAV ایپلی کیشنز میں ٹھوس ریاست کی بیٹریاںعام طور پر مساوی LiPo پیک کے مقابلے میں فی سائیکل سست صلاحیت کے دھندلا ہونے کا مظاہرہ کرتے ہیں — 80% صلاحیت برقرار رکھنے پر 600 سے 900 سائیکلیں موازنہ حالات میں LiPo کے لیے 300 سے 500 کے مقابلے میں۔

لیکن انحطاط پوشیدہ یا صفر نہیں ہے۔ سالڈ سٹیٹ پیک وقت کے ساتھ صلاحیت کھو دیتے ہیں۔ شرح سست ہے، طریقہ کار مختلف ہیں، اور زندگی کے اختتامی رویے کی عموماً زیادہ پیش گوئی کی جاتی ہے — لیکن متبادل نظام الاوقات کی منصوبہ بندی کرنے والے آپریٹرز کو ٹھوس حالت کے پیک کو ہمیشہ کے لیے چلانے کا فرض کرنے کے بجائے تنزلی کا حساب دینا ہوگا۔

سالڈ سٹیٹ بیٹریوں کی زیادہ متوقع انحطاطی وکر دراصل فلیٹ مینجمنٹ کے لیے مفید ہے۔ ٹھوس ریاست کے خلیوں میں صلاحیت کا دھندلا ہونا زیادہ لکیری اور اچانک گرنے کا کم خطرہ ہوتا ہے جو عمر رسیدہ LiPo پیک بعض اوقات اس وقت ظاہر ہوتا ہے جب جمع شدہ SEI نقصان حد تک پہنچ جاتا ہے۔ یہ خطوط متبادل وقت کی منصوبہ بندی کو آسان بناتا ہے۔

ZYEBATTERY کی انحطاط کی دستاویز

ZYEBATTERYحقیقی آپریٹنگ کنڈیشن ٹیسٹنگ پر مبنی سالڈ سٹیٹ لیتھیم آئن اور اعلیٰ کارکردگی والی لیتھیم پولیمر UAV بیٹریوں کے لیے سائیکل لائف اور صلاحیت برقرار رکھنے کا ڈیٹا فراہم کرتا ہے — نہ صرف لیبارٹری کے آئیڈیلز۔ متبادل بجٹ اور بحری بیڑے کے انتظام کے نظام الاوقات بنانے والے آپریٹرز کے لیے، اصل انحطاط کے منحنی خطوط کو جاننا اتنا ہی اہم ہے جتنا کہ ابتدائی کارکردگی کو جاننا۔

سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں خراب ہوتی ہیں۔ وہ اسے صرف آہستہ کرتے ہیں، زیادہ پیش گوئی کے ساتھ، اور LiPo پیک سے مختلف وجوہات کی بناء پر زیادہ تر آپریٹرز تبدیل کرنے کے عادی ہیں۔