لیتھیئم آئن بیٹری اینوڈز میں ڈینڈرائیٹ بلڈ اپ کو ختم کرنے کی کلید - بیٹری کے اندر خود کو گرم کرنے کے اثر کا استحصال
ری چارج ایبل لیتھیئم آئن بیٹریاں کنزیومر الیکٹرانکس میں استعمال ہونے والی اہم بیٹری ہیں، اور تیزی سے الیکٹرک گاڑیوں اور گرڈ انرجی سٹوریج ایپلی کیشنز کے لئے پسند کی بیٹری بن رہی ہیں۔ مثبت الیکٹروڈ (کیتھوڈ) لیتھیئم دھاتی آکسائڈ ہے، اور منفی الیکٹروڈ (اینوڈ) گریفائیٹ ہے۔ لیکن سائنسدانوں نے زیادہ توانائی کی کثافت والی لیتھیئم دھاتی بیٹریوں کو ترک نہیں کیا ہے اور وہ انتھک طور پر زیادہ طاقتور لیتھیئم دھاتی بیٹریوں کے لئے راستہ تلاش کرنے کی کوشش کر رہے ہیں۔
رینسیلار پولی ٹیکنک انسٹی ٹیوٹ کے محققین نے اب بیٹری کے اندر تھرمل توانائی کو استعمال کرتے ہوئے ڈینڈرائٹس کو ہموار پرت میں پھیلانے کا طریقہ ڈھونڈ لیا ہے یا جیسا کہ شعبہ مواد سائنس و انجینئرنگ کے پروفیسر مطالعاتی رہنما نکھل کوراتکر کا کہنا ہے کہ ڈینڈرائٹس بیٹری کے خود گرم اثر کے ذریعے "اپنی جگہ مرمت" کر سکتے ہیں، یہ مقالہ جریدے "سائنس" میں شائع ہوا تھا۔
بیٹری بنیادی طور پر ایک کیتھوڈ، ایک اینوڈ، ایک الیکٹرولائٹ اور ایک علیحدگی کار پر مشتمل ہے۔ علیحدگی کار دونوں الیکٹروڈز کے درمیان واقع ہے تاکہ ایک دوسرے سے رابطے کی وجہ سے بیٹری کو شارٹ سرکٹنگ سے روکا جاسکے۔ اس کے علاوہ الیکٹرولائٹ سے بھرے علیحدگی کار کے مسام الیکٹروڈز کے درمیان آئن (چارج شدہ ایٹم) شٹل ہوتے ہیں۔ چینل، علیحدگی کار کے ذریعہ جذب ہونے والا الیکٹرولائٹ جتنا زیادہ ہوتا ہے، آئنی کنڈکٹیوٹی جتنی زیادہ ہوتی ہے۔
جب بیٹری کو ڈسچارج کیا جاتا ہے تو اینوڈ پر مثبت چارج شدہ لیتھیئم آئن بجلی پیدا کرنے کے لئے کیتھوڈ میں منتقل کر دیئے جاتے ہیں؛ جب بیٹری چارج کی جاتی ہے تو لیتھیئم آئن کیتھوڈ سے واپس اینوڈ کی طرف بہہ جاتے ہیں، اور لیتھیئم دھات کے ساتھ بیٹری جیسا کہ اینوڈ بار بار چارج اور ڈسچارج کے عمل کے دوران اینوڈ کے طور پر لیتھیئم دھات کا شکار ہوتا ہے۔ ڈینڈرائٹس بنانے کے لئے غیر مساوی طور پر جمع، یہ مشکل بلڈ اپ بالآخر علیحدگی کار میں داخل ہو سکتے ہیں اور کیتھوڈ تک پہنچ سکتے ہیں، سیل کو شارٹ کر سکتے ہیں اور دھماکے میں آگ لگنے کا خطرہ پیدا کر سکتے ہیں۔
گریفائیٹ کو اینوڈ کے طور پر استعمال کرنا، جو لیتھیئم ڈینڈرائیٹ کے مسئلے سے بچتا ہے، اس وقت بیٹری کا بہترین آپشن ہے، لیکن جلد ہی، وہ ذخیرہ کرنے کی صلاحیت کی ضروریات کے ساتھ برقرار رکھنے کے قابل نہیں رہ سکتے ہیں۔
لیتھیئم دھاتی بیٹریوں کو پھلنے پھولنے کے لئے محققین کا مجوزہ حل یہ ہے کہ ڈینڈرائیٹ بلڈ اپ کو ختم کرنے کے لئے بیٹری کی اندرونی مزاحمتی ہیٹنگ کا استعمال کیا جائے۔ مزاحمتی حرارت (جسے جول ہیٹنگ بھی کہا جاتا ہے) ایک ایسا عمل ہے جس میں دھاتی مواد برقی رو کی مزاحمت کرتا ہے اور اس طرح گرمی پیدا کرتا ہے۔ یہ "سیلف ہیٹنگ" اثر چارجنگ اور ڈسچارج کے عمل کے ذریعے ہو سکتا ہے۔
لہذا، محققین نے بیٹری کی موجودہ کثافت (چارج ڈسچارج ریٹ) میں اضافہ کرکے خود کو گرم کرنے کے اثر میں اضافہ کیا، اور پایا کہ یہ عمل ڈینڈرائٹس کو "شفا" اثر حاصل کرنے کے لئے یکساں اور آسانی سے پھیلنے کی اجازت دے سکتا ہے۔ یہی نتائج لیتھیئم سلفر بیٹری کے تجربے میں بھی حاصل کیے گئے تھے۔ لہذا، جب بیٹری استعمال میں نہیں ہوتی ہے، تو بیٹری کا "سیلف ہیلنگ" اثر کئی سائیکلوں کے لئے اعلی شرح پر چارجنگ اور ڈسچارج کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔
تحقیق امید افزا لگتا ہے. سپر چارجڈ چارجنگ بیٹری کو دوبارہ زندہ کر سکتی ہے، ڈینڈرائٹس کی وجہ سے ہونے والے شارٹ سرکٹکو روک سکتی ہے، اور اس بات کو یقینی بنا سکتی ہے کہ بیٹری زیادہ محفوظ ہے اور اس میں توانائی کی کثافت زیادہ ہے، لیکن کیا اس سے بیٹری تیزی سے سڑنے سے بچ سکتی ہے؟ شاید ٹیم کو مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔
