الیکٹرک گاڑیوں اور ہائی پاور الیکٹرانک آلات کی تیز رفتار ترقی نے انتہائی تیز رفتار چارجنگ لیتھیم آئن بیٹریوں کی بڑھتی ہوئی مانگ کو ہوا دی ہے۔ اس کے باوجود، موجودہ لیتھیم آئن ریچارج ایبل بیٹریاں تیز رفتار چارجنگ کے عمل کے دوران شدید طاقت کے زوال کا شکار ہوتی ہیں اور یہاں تک کہ تباہ کن ناکامیوں کا باعث بھی بن سکتی ہیں، جس سے حفاظتی خطرات بڑھ جاتے ہیں۔ یہ بنیادی طور پر اینوڈ-الیکٹرولائٹ انٹرفیس پر الیکٹرو کیمیکل عدم استحکام سے پیدا ہوتا ہے، جو بیٹری کی سطح پر نقصان دہ دھاتی-لیتھیم جمع اور خراب تھرمل استحکام کو متحرک کرتا ہے۔
حالیہ برسوں میں، ہائی وولٹیج انوڈ مواد ضرورت سے زیادہ لتیم جمع کرنے اور غیر مستحکم ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس (SEI) تہوں کی تشکیل کو روکنے کے لیے انتہائی امید افزا متبادل بن گئے ہیں۔ ان طاقتوں کے باوجود، جدید ترین مواد اب بھی غیر تسلی بخش آئنک چالکتا اور تھرمل استحکام کی وجہ سے محدود ہیں، جو پاور آؤٹ پٹ اور طویل مدتی اعتبار کو کمزور کرتے ہیں۔
غیر ملکی میڈیا رپورٹس کے مطابق، ان مسائل کو حل کرنے کے لیے، سیول نیشنل یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی میں ایسوسی ایٹ پروفیسر ڈونگ ووک ہان کی سربراہی میں ایک تحقیقی ٹیم نے NASICON قسم کے ڈھانچے کے ساتھ ایک آف اسٹوچیومیٹرک (OS) لیتھیم ٹائٹینیم فاسفیٹ اینوڈ مواد تیار کیا ہے۔ یہ مواد غیر معمولی ساختی اور تھرمل استحکام کے لیے معروف ہے۔ یہ ڈیزائن متحرک مادی ذرات کی سطح کے نیچے خود بخود مرحلے کی تبدیلی کو متحرک کر سکتا ہے تاکہ حرکی پابندیوں کو توڑ کر مستحکم تیز رفتار چارجنگ کارکردگی حاصل کر سکے۔
متعلقہ تحقیقی نتائج جرنل ایڈوانسڈ فنکشنل میٹریلز میں شائع کیے گئے ہیں۔
ایکسلریٹڈ آئن ٹرانسپورٹ کے لیے سطح کی ماڈیولیشن
لیتھیم ٹائٹینیم فاسفیٹ (LTP) سوڈیم-سپر-آئنک-کنڈکٹر (NASICON)-قسم کا ڈھانچہ رکھتا ہے، جو شاندار ساختی اور تھرمل استحکام کے ساتھ ساتھ تیز رفتار لتیم-آئن ڈفیوژن چینلز پر فخر کرتا ہے۔ اس کی مکمل صلاحیت سے فائدہ اٹھانے کے لیے، محققین نے آف اسٹوچیومیٹرک ڈیزائن کی حکمت عملی اپنائی اور جان بوجھ کر فاسفورس (P) سے ٹائٹینیم (Ti) کے تناسب میں اضافہ کیا۔ اس طرح کی ٹائٹینیم کی کمی والی ساخت LTP ذرات کی سطح کے قریب ٹائٹینیم فاسفیٹ (TPO) ڈومینز تیار کرتی ہے۔
یہ ٹی پی او سے بھرپور علاقے اعلیٰ کارکردگی کے حرکیاتی چینلز کے طور پر کام کرتے ہیں، انوڈ الیکٹرولائٹ انٹرفیس میں لیتھیم آئن کی نقل و حمل کے لیے توانائی کی رکاوٹ کو کم کرتے ہیں اور ذرہ کی سطحوں کے قریب تیز آئن کی منتقلی کے راستے بناتے ہیں۔ اس کے علاوہ، TPO فریم ورک کے اندر انتہائی لچکدار P‑O‑P بانڈز تیز رفتار چارجنگ سائیکلوں کے دوران حجم کے تغیر کو اپنانے کے لیے ساختی لچک فراہم کرتے ہیں اور NASICON قسم کے ڈھانچے کو ناقابل واپسی نقصان سے بچاتے ہیں۔
تیز رفتار چارجنگ حالات کے تحت مضبوط کارکردگی
اس کے مطابق، شرح کی صلاحیت کے ٹیسٹوں میں، اہم اشارے جو تیزی سے چارج کرنے کی صلاحیت کا اندازہ کرتا ہے، OS-LTP-کاربن (OS-LTP/C) کمپوزٹ انوڈ نے 10C چارجنگ کی شرح کے تحت اپنی ابتدائی صلاحیت کا ایک قابل ذکر 86% برقرار رکھا، جبکہ پرسٹائن LTP کی صلاحیت میں کمی واقع ہوئی۔
یہ مواد 250 سے زائد سائیکلوں کے بعد بہترین سائیکلنگ استحکام بھی فراہم کرتا ہے۔ مکمل سیل کنفیگریشنز اسی طرح اعلی وولٹیج کیتھوڈس کے ساتھ بہترین شرح کی کارکردگی اور وسیع پیمانے پر مطابقت ظاہر کرتی ہیں۔
محفوظ بیٹریوں کی طرف ایک وسیع راستہ
"ہمارا طریقہ تیزی سے چارج ہونے والی بیٹری کے ڈیزائن کے لیے ایک بالکل نیا نمونہ بناتا ہے، اور اس کا وسیع پیمانے پر مستقبل کے توانائی کے ذخیرہ کرنے کے متعدد سسٹمز بشمول تمام ٹھوس اسٹیٹ بیٹریاں پر لاگو کیا جا سکتا ہے،" ہان نے نشاندہی کی۔ "یہ ڈیزائن حکمت عملی الیکٹرک گاڑیوں کو چارج کرنے کے وقت کو کم کرکے، حفاظت کو بہتر بنا کر اور قابل تجدید توانائی کے پاور گرڈز کے لیے تعاون فراہم کر کے مزید عملی بنا سکتی ہے۔"
آخر میں، یہ آف اسٹوچیومیٹرک ڈیزائن کی حکمت عملی ریچارج ایبل بیٹریوں کو درپیش بنیادی رکاوٹوں میں سے ایک کو دور کرتی ہے اور کمرشل کے لیے تیار انتہائی تیز رفتار چارجنگ انرجی اسٹوریج ٹیکنالوجی کے لیے ایک امید افزا طریقہ پیش کرتی ہے۔
پوسٹ ٹائم: اگست 07-2026