سردیوں میں آپ کی لتیم بیٹری خراب کارکردگی کیوں دکھاتی ہے؟ لیتھیم بیٹری کی کارکردگی پر سرد موسم کے اثرات کا گہرائی سے تجزیہ۔

جب سردیوں کی آمد ہوتی ہے تو بہت سے لوگوں کو معلوم ہوتا ہے کہ ان کے فون کی بیٹریاں معمول سے دگنی تیزی سے ختم ہو جاتی ہیں، ہیٹر آن ہونے پر ان کی الیکٹرک گاڑیوں کی رینج بہت کم ہو جاتی ہے، اور بیرونی توانائی ذخیرہ کرنے والے آلات کم موثر ہو جاتے ہیں۔ یہ اس لیے نہیں ہے کہ آپ کے آلات ٹوٹ گئے ہیں۔ بلکہ، ایک واضح الیکٹرو کیمیکل اصول ان سب پر حکومت کرتا ہے۔

دلچسپ بات یہ ہے کہ بہت سے صارفین کا پہلا ردعمل ہوتا ہے "بیٹری پرانی ہے"-لیکن یہ ضروری نہیں کہ یہ سچ ہو۔ کم درجہ حرارت پر زیادہ تر صلاحیت کا نقصان عارضی اور الٹنے والا ہوتا ہے۔ ایک بار جب آپ اصول کو سمجھ لیں تو حل درحقیقت پیچیدہ نہیں ہوتا۔

یہ مضمون منظم طریقے سے بنیادی میکانزم کو توڑ دے گا جن کے ذریعے سرد موسم لیتھیم بیٹریوں کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے، مقداری ڈیٹا اور مختلف کیمیائی نظاموں کے افقی موازنہ فراہم کرتا ہے، اور صارفین اور ڈیزائنرز کے لیے عملی تجاویز پیش کرتا ہے۔

1. لیتھیم بیٹریوں پر سرد موسم کا اثر: کیا ہوا؟

پہلے واقعہ بیان کریں، پھر وجوہات بیان کریں۔

کم-درجہ حرارت والے ماحول میں، لیتھیم-آئن بیٹریوں کے سب سے عام اثرات یہ ہیں: قابل استعمال صلاحیت میں کمی، اندرونی مزاحمت میں نمایاں اضافہ، اور کم چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی کارکردگی۔ خاص طور پر، صارف کے نقطہ نظر سے، یہ اس طرح ظاہر ہوتا ہے: بیٹری کا فیصد تیزی سے گرنا (%50 سے 20%)، آلات اچانک بند ہو رہے ہیں لیکن پلگ ان ہونے پر پاور دکھا رہے ہیں، اور زیادہ-بجلی کے استعمال کے دوران ناکافی وولٹیج۔

لیڈ-تیزاب والی بیٹریوں کے مقابلے میں، لیتھیم-آئن بیٹریاں کم درجہ حرارت پر نسبتاً فائدہ رکھتی ہیں-لیڈ-تیزاب والی بیٹریاں شدید سردی میں کارکردگی میں زیادہ شدید گراوٹ کا تجربہ کرتی ہیں، جس کے ساتھ اکثر مستقل عمر کا نقصان ہوتا ہے۔ تاہم، "نسبتاً بہتر" کا مطلب یہ نہیں ہے کہ "کوئی مسئلہ نہیں" اور ان چیلنجوں کو نظر انداز نہیں کیا جا سکتا جن کا خود لیتھیم بیٹریاں کم درجہ حرارت پر سامنا کرتی ہیں۔

بنیادی تبدیلیوں کا خلاصہ تین نکات میں کیا جا سکتا ہے:

خارج ہونے کے دوران، اصل قابل استعمال توانائی کم ہو جاتی ہے۔

چارجنگ کے دوران، برقی توانائی کو قبول کرنے میں بیٹری کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔

ہائی کرنٹ استعمال کرتے وقت، وولٹیج زیادہ تیزی سے گرتا ہے، جس سے آلات کے لیے حفاظتی بندش کو متحرک کرنا آسان ہو جاتا ہے۔

اچھی خبر یہ ہے کہ ان میں سے زیادہ تر تبدیلیاں قابل الٹ ہیں۔ ایک بار درجہ حرارت بڑھنے کے بعد، صلاحیت عام طور پر نمایاں طور پر بحال ہو جاتی ہے- بشرطیکہ آپ اسے کم درجہ حرارت پر زبردستی چارج نہ کریں۔

2. سردیوں میں لیتھیم بیٹری کی صلاحیت کیوں کم ہوتی ہے؟ سائنسی وضاحت۔

کم درجہ حرارت کے اثرات لتیم-آئن بیٹریوں کی پوری الیکٹرو کیمیکل ری ایکشن چین میں پھیل جاتے ہیں۔ آئیے اسے تہہ در تہہ توڑ دیں:

① لیتھیم آئنز "اب حرکت نہیں کر سکتے" - الیکٹرولائٹ واسکاسیٹی بڑھ جاتی ہے

لتیم بیٹری کے اندر، لتیم آئنوں کو مائع الیکٹرولائٹ میں توانائی کو مثبت الیکٹروڈ سے منفی الیکٹروڈ (چارجنگ) یا اس کے برعکس (ڈسچارج) میں منتقل کرنے کے لیے آگے پیچھے شٹل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کم درجہ حرارت پر، الیکٹرولائٹ گاڑھا ہو جاتا ہے، جس سے لتیم آئنوں کے پھیلاؤ کی شرح میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے۔ آپ اس کے بارے میں سوچ سکتے ہیں جیسے پانی کے بجائے شربت میں تیراکی کرنا - کارکردگی قدرتی طور پر بہت کم ہے۔

آئن الیکٹروڈ کی سطح تک جتنی آہستہ پہنچتے ہیں، اتنا ہی سارا الیکٹرو کیمیکل ردعمل "پھنس" جاتا ہے۔

② الیکٹروڈ مواد "ہلنا نہیں چاہتا"-رد عمل کائینیٹکس خراب ہو جاتا ہے۔

کم درجہ حرارت پر، کیتھوڈ مواد (جیسے NMC ٹرنری لیتھیم یا LFP لتیم آئرن فاسفیٹ) اور اینوڈ مواد (عام طور پر گریفائٹ) میں لتیم-آئن کے اندراج اور نکالنے کے حرکیات نمایاں طور پر سست ہو جاتے ہیں۔ سیدھے الفاظ میں، الیکٹروڈ مواد کم درجہ حرارت پر "سست" ہوتے ہیں، لتیم آئنوں کی تعداد کو کم کرتے ہیں جو مؤثر کیمیائی رد عمل میں حصہ لے سکتے ہیں، اس طرح کم توانائی خارج ہوتی ہے۔

③ اندرونی مزاحمت "اوڑھتی ہے" - ٹرپل ریزسٹنس سپر امپوزڈ

کم درجہ حرارت بیک وقت تین قسم کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے:

الیکٹرولائٹ چالکتا کم ہو جاتا ہے (اس کی چالکتا خراب ہو جاتی ہے)۔

انٹرفیشل چارج ٹرانسفر مزاحمت میں اضافہ (لیتھیم آئنوں کے لیے الیکٹروڈ کی سطح پر "چڑھنا" زیادہ مشکل بناتا ہے)

SEI فلم (ٹھوس الیکٹرولائٹ انٹرفیس فلم) کی رکاوٹ بڑھ جاتی ہے (کم درجہ حرارت پر منفی الیکٹروڈ حفاظتی پرت کی آئن-کنڈکٹنگ کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے)۔

ان تینوں مزاحمتوں کا مشترکہ اثر بیٹری کی اندرونی مزاحمت میں نمایاں اضافہ کا باعث بنتا ہے۔ زیادہ اندرونی مزاحمت کا نتیجہ خارج ہونے کے دوران کم موثر وولٹیج کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے توانائی کا نقصان گرمی کے طور پر ختم ہو جاتا ہے، اور اصل قابل استعمال توانائی کو مزید کم کر دیتا ہے۔

④ سب سے خطرناک صورتحال - کم-درجہ حرارت چارجنگ کی وجہ سے لیتھیم کا ذخیرہ

یہ سب سے زیادہ تشویشناک پہلو ہے۔ کم-درجہ حرارت کی چارجنگ کے دوران، لتیم آئنوں کو وقت پر گریفائٹ انوڈ میں داخل نہیں کیا جا سکتا، اور دھاتی لتیم کی شکل میں انوڈ کی سطح پر ایک لتیم کوٹنگ بناتا ہے، جو سنگین صورتوں میں لتیم ڈینڈرائٹس میں ترقی کر سکتا ہے۔

لیتھیم ڈینڈرائٹس کے خطرات یہ ہیں: ناقابل واپسی صلاحیت کا نقصان؛ اندرونی مزاحمت میں مزید اضافہ؛ انتہائی سنگین صورتوں میں، ڈینڈرائٹس الگ کرنے والے کو چھید سکتے ہیں، جس سے شارٹ سرکٹ یا یہاں تک کہ تھرمل بھاگ جاتا ہے۔

لہذا، بغیر کسی استثناء کے، 0 ڈگری سے کم چارج کرنا بالکل حرام ہے۔

3. سردیوں میں لیتھیم بیٹریاں کتنی صلاحیت کھو دیتی ہیں؟

صلاحیت میں کمی کی شدت کا انحصار درجہ حرارت، خارج ہونے والے کرنٹ، بیٹری کی کیمسٹری، اور بیٹری کی عمر بڑھنے کی حالت پر ہے۔ درج ذیل ڈیٹا NREL ٹیسٹ رپورٹس اور AAA کے الیکٹرک گاڑیوں کے لیے موسم سرما کی حد کے مطالعہ پر مبنی ہے:

الیکٹرک گاڑیوں کے لیے، AAA کی 2023 کی سرمائی جانچ کی رپورٹ سے پتہ چلتا ہے کہ -7 ڈگری کے ماحول میں، اوسط ڈرائیونگ رینج (بغیر حرارت کے) تقریباً 12 فیصد کم ہو جاتی ہے، جب کہ ہیٹنگ آن ہونے پر، یہ کمی تقریباً 41 فیصد تک بڑھ جاتی ہے۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ اگرچہ بیٹری کی صلاحیت میں کمی جزوی طور پر خود بیٹری کی وجہ سے ہوتی ہے، لیکن اضافی بوجھ جیسے ہیٹنگ، ڈیفروسٹنگ، اور کیبن ہیٹنگ سردیوں میں ڈرائیونگ رینج میں نمایاں کمی کی اہم وجوہات ہیں۔

دو اہم یاددہانی:

ڈیوائس کے ذریعے دکھائی جانے والی بیٹری کا فیصد اکثر کم درجہ حرارت پر فلایا جاتا ہے، اور اصل قابل استعمال توانائی دکھائی گئی قدر سے کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ BMS (بیٹری مینجمنٹ سسٹم) کمرے کے درجہ حرارت پر کیلیبریٹ کیے جانے کے بعد کم-درجہ حرارت کی درستگی کی عکاسی نہیں کر سکتا۔

کم-درجہ حرارت کے اخراج کی وجہ سے صلاحیت میں کمی عام طور پر درجہ حرارت بڑھنے کے بعد بحال کی جا سکتی ہے۔ تاہم، کم-درجہ حرارت چارجنگ کی وجہ سے لیتھیم جمع ہونے سے ہونے والا نقصان مستقل ہے۔

4. سرد موسم میں کس قسم کی لتیم بیٹری بہتر کارکردگی دکھاتی ہے؟

یہ مسئلہ درحقیقت انڈسٹری کے اندر کافی متنازعہ ہے، اور اس میں کوئی آسان نہیں ہے "جو یقینی طور پر بہتر ہے۔" بہت زیادہ متغیرات ہیں جو کم-درجہ حرارت کی کارکردگی کو متاثر کرتے ہیں، اور کیمیائی نام صرف ایک پہلو ہیں۔

NMC ٹرنری لتیم بمقابلہ LFP لتیم آئرن فاسفیٹ

کم درجہ حرارت پر دونوں کے موازنہ کے حوالے سے صنعت میں عام نظریہ یہ ہے:

NMC (ٹرنری لیتھیم) : اعتدال پسند کم درجہ حرارت (تقریبا -10 ڈگری) پر، اس میں نسبتاً اچھی توانائی کی کثافت اور صلاحیت برقرار رہتی ہے، یہی ایک وجہ ہے کہ زیادہ تر صارفین کی الیکٹرانکس اور ابتدائی الیکٹرک گاڑیوں نے NMC کا انتخاب کیا۔

LFP (لیتھیم آئرن فاسفیٹ): کمرے کے درجہ حرارت پر اس کی سائیکل لائف اور حفاظت بہتر ہے، لیکن معیاری فارمولیشنز کی صلاحیت کا زوال انتہائی کم درجہ حرارت (-20 ڈگری سے نیچے) پر زیادہ اہم ہو سکتا ہے۔ تاہم، حالیہ برسوں میں، BYD اور CATL جیسے مینوفیکچررز نے LFP کی کم درجہ حرارت کی کارکردگی کے لیے بہت زیادہ فارمولیشن کی اصلاح کی ہے، اور یہ فرق کم ہوتا جا رہا ہے۔

یہ بات قابل غور ہے کہ، ایک ہی کیمیکل سسٹم کے اندر، مختلف مینوفیکچررز کے درمیان فارمولیشنز میں فرق مختلف کیمیائی نظاموں کے درمیان فرق سے کہیں زیادہ ہو سکتا ہے۔ خریدتے وقت، مینوفیکچرر کے شائع کردہ کم-درجہ حرارت کے خارج ہونے والے منحنی خطوط (ڈسچارج کی صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح -20 ڈگری پر) اور کم از کم چارجنگ درجہ حرارت کی حد کو دیکھنے کو ترجیح دیں، جو کہ صرف "NMC یا LFP" کو دیکھنے سے زیادہ قیمتی ہے۔

کم-درجہ حرارت کو بہتر بنایا گیا فارمولیشن: حقیقی فرق کرنے والا

کچھ بیٹری مینوفیکچررز جو کم-درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز پر توجہ مرکوز کریں گے:

کم-واسکوسیٹی نامیاتی سالوینٹس الیکٹرولائٹس (جیسے ایتھر سالوینٹس پر مشتمل فارمولیشنز)۔

خصوصی SEI فلم-بنانے والی اضافی چیزیں کم-درجہ حرارت انٹرفیس کی خصوصیات کو بہتر بناتی ہیں

پتلی الیکٹروڈ کوٹنگ لتیم-آئن کے پھیلاؤ کے راستے کو مختصر کرتی ہے۔

یہ فارمولیشن بہتریاں خاص طور پر انتہائی سرد حالات میں (-30 ڈگری سے نیچے) میں مؤثر ہیں، لیکن اکثر کمرے کے درجہ حرارت کی توانائی کی کثافت کو قربان کرنے کی قیمت پر آتی ہیں۔

بلٹ ان ہیٹنگ کے ساتھ بیٹری پیک: انتہائی فوری اثر۔

کیمیائی ساخت سے قطع نظر، مربوط پری ہیٹنگ اور اچھی تھرمل موصلیت کے ڈھانچے والے بیٹری پیک ٹھنڈے ماحول میں ننگے خلیوں سے کہیں بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ یہ اس وقت الیکٹرک گاڑیوں اور آؤٹ ڈور انرجی اسٹوریج ڈیوائسز کے درمیان موسم سرما کی کارکردگی میں فرق کا سب سے فیصلہ کن عنصر ہے، جس پر بعد میں ڈیزائن کے حصے میں تفصیل سے بات کی جائے گی۔

5. موسم سرما میں لتیم بیٹریوں کی کارکردگی کو کیسے بہتر بنایا جائے؟

بیٹری کی صحت کی اہمیت کے لحاظ سے درج ذیل سفارشات درج ہیں۔ پہلے دو نچلی- لائن کے اصول ہیں، اور بعد والے کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ہیں:

پہلا اصول: کبھی بھی 0 ڈگری سے کم چارج نہ کریں۔

یہ کوئی تجویز نہیں بلکہ ایک اصول ہے۔ کم-درجہ حرارت کی چارجنگ لیتھیم کے جمع ہونے کی براہ راست وجہ ہے، اور اس کے نتیجے میں ہونے والا نقصان ناقابل واپسی ہے۔ اگر آپ کے آلے کی طاقت کم-درجہ حرارت والے بیرونی ماحول میں ختم ہو جاتی ہے، تو اسے چارج سے منسلک کرنے سے پہلے کم از کم 30 منٹ کے لیے کمرے کے درجہ حرارت پر واپس لائیں۔

دوسرا نکتہ: استعمال سے پہلے پہلے سے گرم کریں، استعمال کے بعد گرمی برقرار رکھیں

وہ آلات جو پہلے سے گرم ہونے کی حمایت کرتے ہیں (زیادہ تر جدید الیکٹرک گاڑیوں میں یہ خصوصیت ہوتی ہے): سیٹ آف کرنے سے پہلے بیٹری کو گھر کے اندر یا کسی ایپ کے ذریعے پہلے سے گرم کرنا اسے استعمال سے پہلے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچنے دیتا ہے، جس سے خارج ہونے کی صلاحیت اور چارج قبولیت کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

پری ہیٹنگ فنکشن کے بغیر آلات کے لیے (موبائل فون، فلیش لائٹس، ڈرون وغیرہ): استعمال کرنے سے پہلے انہیں اندرونی جیب یا موصل بیگ میں گرم کریں۔ اثر فوری طور پر نظر آئے گا.

آرٹیکل 3: انتہائی سرد ماحول میں زیادہ-موجودہ خارج ہونے والے مادہ کو کنٹرول کرنا

کم درجہ حرارت پر زیادہ-موجودہ خارج ہونے والا مادہ (جیسے الیکٹرک گاڑیوں کی تیز رفتاری یا ڈرون کا ٹیک آف) اندرونی مزاحمت کی وجہ سے زیادہ شدید وولٹیج میں کمی کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں نہ صرف کم کارکردگی ہوتی ہے بلکہ خارج ہونے والے تحفظ کو متحرک کرنے کی صلاحیت بھی-ہوتی ہے۔ سردیوں میں آہستہ سے گاڑی چلانے سے بیٹری کی کارکردگی بہتر ہوگی۔

آرٹیکل 4: مناسب ذخیرہ

بیٹریاں جو ایک طویل مدت (2 ہفتوں سے زیادہ) کے لئے استعمال نہیں کی گئی ہیں:

ذخیرہ کرنے کا درجہ حرارت: 10 ڈگری -25 ڈگری، خشک اور روشنی سے محفوظ۔

باقی چارج: اسے 30% اور 60% کے درمیان رکھیں (مثبت ٹرمینل کو جزوی طور پر چارج چھوڑ کر نقصان پہنچانے سے بچنے کے لیے، اور منفی ٹرمینل کو کم چارج چھوڑ کر نقصان پہنچانے سے بچنے کے لیے)۔

ہر 1-2 ماہ بعد بیٹری کی حالت چیک کریں اور اسے اوپر کی حد تک بھریں۔

آرٹیکل 5: سردیوں میں برقی گاڑیوں کی توانائی کی کھپت کو منظم کرنے کے لیے نکات

سردیوں میں گاڑی چلانے کا بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ ہیٹر بہت زیادہ بجلی استعمال کرتا ہے، لیکن اس کے بغیر یہ بہت ٹھنڈا ہے۔ یہاں چند سمجھوتے ہیں:

گرم نشستوں اور اسٹیئرنگ وہیل کے استعمال کو ترجیح دیں؛ ان مقامی حرارتی نظاموں کو صرف چند سو واٹ کی ضرورت ہوتی ہے، جو ایئر کنڈیشنگ کی حرارت سے کہیں زیادہ موثر ہے۔

پلگ ان ہونے پر گاڑی کو پہلے سے گرم کریں (بغیر کسی بیرونی طاقت کے ذریعہ سے، بیٹریاں استعمال کیے)۔

پارکنگ کرتے وقت، بیٹری کی گرمی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے شیلٹرڈ یا انڈور پارکنگ لاٹوں کا انتخاب کرنے کی کوشش کریں۔

6. ہم کس طرح سرد-موسم کی ایپلی کیشنز کے لیے لیتھیم بیٹری پیک ڈیزائن کرتے ہیں۔

درج ذیل مواد ہماری ٹیم کے کرائیوجینک انرجی اسٹوریج اور الیکٹرک اسپیشل وہیکل بیٹری پیک پروجیکٹس میں عملی ڈیزائن کے تجربے پر مبنی ہے، اور پیشہ ورانہ منظرناموں پر لاگو ہوتا ہے جنہیں -20 ڈگری سے -40 ڈگری پر مستحکم آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔

تھرمل مینجمنٹ سسٹم (TMS): کریوجینک ڈیزائن کا بنیادی

انتہائی سرد آپریٹنگ حالات کے لیے ڈیزائن کیے گئے بیٹری پیک کے لیے، تھرمل مینجمنٹ ایک "اختیاری" خصوصیت نہیں ہے، بلکہ "معیاری خصوصیت" ہے۔ ہمارے عام حل میں شامل ہیں:

PTC سیلف-ریگولیٹنگ ہیٹنگ فلم: پاور ڈینسٹی تقریباً 150–300 W/m²، فوائد میں شامل ہیں سیلف-حفاظت اور بھروسے کے لیے ریگولیٹنگ خصوصیات، اور معتدل قیمت؛ -20 ڈگری سے 0 ڈگری تک preheating کی ضروریات کے لئے موزوں ہے۔

مائع کولنگ + مائع حرارتی مربوط نظام: وہی مائع سرکٹ سردیوں میں گرم کرنے اور گرمیوں میں ٹھنڈک کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ نظام میں انضمام کی اعلی ڈگری ہے، لیکن قیمت اور وزن بھی زیادہ ہے؛ درجہ حرارت کی پوری رینج میں سخت کارکردگی کے تقاضوں کے ساتھ آٹوموٹیو-گریڈ پروجیکٹس کے لیے موزوں ہے۔

تھرمل موصلیت کا مواد اور کولڈ برج کنٹرول: بیرونی خول کم تھرمل چالکتا والے مواد سے بنا ہوتا ہے یا ایک موصلیت کی تہہ ڈالی جاتی ہے (جیسے ایرجیل محسوس ہوتا ہے، جس میں تھرمل چالکتا 0.015 W/(m·K) تک کم ہوتی ہے)۔ ساختی ڈیزائن میں، دھاتی حصوں کو اندر اور باہر سے براہ راست چلانے سے گریز کیا جاتا ہے تاکہ ٹھنڈے پل کے اثرات کو روکا جا سکے جو مقامی درجہ حرارت کا سبب بنتے ہیں۔

BMS کم درجہ حرارت کے تحفظ کی حکمت عملی: سخت منطق پہلے

بیٹری مینجمنٹ سسٹم (BMS) کو کم درجہ حرارت کے لیے مندرجہ ذیل کام کرنا چاہیے:

کم-درجہ حرارت کی چارجنگ ممنوع ہے : جب سیل کا درجہ حرارت 5 ڈگری سے کم ہو تو چارجنگ کمانڈز مکمل طور پر ممنوع ہیں (کنفیگر ایبل تھریشولڈ سیل کی خصوصیات پر منحصر ہے)۔

کم-درجہ حرارت کا کرنٹ-محدود خارج ہونے والا مادہ : جب درجہ حرارت -10 ڈگری اور 5 ڈگری کے درمیان ہوتا ہے، زیادہ سے زیادہ خارج ہونے والا کرنٹ درجہ بندی کی قدر کے 30%–50% تک محدود ہوتا ہے تاکہ ضرورت سے زیادہ اندرونی مزاحمت کی وجہ سے وولٹیج ڈراپ تحفظ کے بار بار متحرک ہونے سے بچا جا سکے۔

حقیقی-وقتی درجہ حرارت کی نگرانی: ہر پیکج کم از کم متعدد درجہ حرارت کے سینسر سے لیس ہوتا ہے تاکہ درجہ حرارت کے یکساں نمونے لینے کو یقینی بنایا جا سکے اور مقامی اوور کولنگ کو اوسط قدر سے چھپانے سے روکا جا سکے۔

سیل کا انتخاب اور تصدیق

پروجیکٹ کے شروع میں، ہم سیل سپلائرز سے 0.2C ڈسچارج کے لیے -20 ڈگری پر صلاحیت برقرار رکھنے کے منحنی خطوط فراہم کرنے کے ساتھ ساتھ -10 ڈگری پر چارج قبول کرنے کی صلاحیت پر ایک ٹیسٹ رپورٹ کی ضرورت کرتے ہیں۔ وہ سپلائرز جو مکمل کم درجہ حرارت ٹیسٹ ڈیٹا فراہم کر سکتے ہیں عام طور پر فارمولیشن اور مینوفیکچرنگ مستقل مزاجی کے لحاظ سے زیادہ قابل اعتماد ہوتے ہیں۔

-30 ڈگری (جیسے قطبی تحقیقی آلات اور ہائی-اونچائی والے ڈرون) سے نیچے کے انتہائی حالات کے لیے، معیاری لیتھیم-آئن سسٹم اب کافی نہیں ہے۔ ہم ابھرتے ہوئے ٹیکنالوجی کے راستوں جیسے کہ لیتھیم میٹل بیٹریز یا سالڈ اسٹیٹ بیٹریوں کا جائزہ لیں گے، لیکن یہ حل اب بھی بڑے پیمانے پر پیداوار کے پیش رفت کے مرحلے میں ہیں۔

سسٹم-سطح کا تعاون: بیٹریاں الگ تھلگ جزیرے نہیں ہیں۔

بیٹری پیک تھرمل مینجمنٹ کو مجموعی نظام/گاڑی کے نظام کے ساتھ مل کر ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ ایک عام غلطی یہ ہے کہ بیٹری تھرمل مینجمنٹ کو اچھی طرح سے ڈیزائن کیا گیا ہے، لیکن سسٹم کے آن ہونے کے بعد بیٹری کو فوری طور پر مکمل بوجھ کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ بیٹری کو مکمل طور پر گرم ہونے سے پہلے ایک بڑے کرنٹ سے "برش" کیا جاتا ہے، جس سے تھرمل مینجمنٹ غیر موثر ہو جاتی ہے۔

ہمارا تجربہ یہ ہے کہ سسٹم فرم ویئر کی سطح پر "کولڈ اسٹارٹ پاور ریمپ-اپ" منطق کو ترتیب دینا-پاور آن ہونے کے بعد سیل کے درجہ حرارت کی بنیاد پر ابتدائی پاور آؤٹ پٹ کو خود بخود محدود کرنا-اور درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی آہستہ آہستہ پوری پاور جاری کرنا-صارف کے لیے تقریباً ناقابل فہم ہے، لیکن بلے کی زندگی پر بہت اہم اثر پڑتا ہے۔

7. اکثر پوچھے گئے سوالات (FAQ)

Q1: کیا لیتھیم بیٹریوں کو صفر ڈگری سیلسیس سے نیچے ڈسچارج اور استعمال کیا جا سکتا ہے؟

ہاں، لیکن کارکردگی کم ہو جائے گی۔ خود کو ڈسچارج کرنے سے لیتھیم جمع نہیں ہوتا، یہ صرف قابل استعمال صلاحیت کو کم کرتا ہے اور پاور آؤٹ پٹ کو کمزور کرتا ہے۔ تاہم، چارجنگ کی بالکل اجازت نہیں ہے -یہاں تک کہ -1 ڈگری پر، لیتھیم جمع ہونے کا خطرہ ہے۔ فیصلے کے لیے اصول آسان ہے: ڈسچارج قابل قبول ہے، چارجنگ کو درجہ حرارت کے ٹھیک ہونے کا انتظار کرنا چاہیے۔

Q2: میری الیکٹرک کار کی رینج سردیوں میں اتنی کم کیوں ہوتی ہے؟

بیٹری کی صلاحیت میں کمی اس وجہ کا صرف ایک حصہ ہے، عام طور پر رینج کے نقصان میں 10%–20% کا حصہ ڈالتا ہے۔ سب سے بڑا قصور وار حرارتی نظام ہے – AAA ٹیسٹوں کے مطابق، ہیٹر کو آن کرنے کے نتیجے میں 40% سے زیادہ کا نقصان ہو سکتا ہے۔ دیگر عوامل میں کم درجہ حرارت پر ٹائر کے کم دباؤ کی وجہ سے رولنگ مزاحمت میں اضافہ اور کم درجہ حرارت پر موٹر کی کارکردگی میں کمی شامل ہے۔ یہ سفارش کی جاتی ہے کہ گاڑی کے مرکزی حرارتی نظام کے بجائے سیٹ ہیٹنگ کو ترجیح دی جائے، کیونکہ توانائی کی بچت اہم ہے۔

Q3: موسم سرما میں لتیم بیٹریاں ذخیرہ کرنے کے لیے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت اور چارج لیول کیا ہے؟

تجویز کردہ درجہ حرارت: 10 ڈگری -25 ڈگری، خشک، تاریک ماحول میں۔ تجویز کردہ چارج: 30%–60%۔ مکمل چارج پر اسٹور نہ کریں (اس سے مثبت ٹرمینل پر دباؤ پڑتا ہے)، اور نہ ہی کم چارج پر اسٹور کریں (اس سے- سے زیادہ خارج ہونے والے نقصان کا سبب بن سکتا ہے)۔ چیک کریں اور ہر 1-2 ماہ بعد مذکورہ رینج میں ری چارج کریں۔

Q4: کیا کم درجہ حرارت پر بیٹریاں استعمال کرنے سے ہونے والا نقصان مستقل ہے؟

یہ صورتحال پر منحصر ہے۔ سادہ کم-درجہ حرارت کے اخراج کی وجہ سے صلاحیت کا نقصان زیادہ تر عارضی ہوتا ہے اور درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی ٹھیک ہوجاتا ہے۔ کم-درجہ حرارت کی چارجنگ کی وجہ سے لیتھیم کا ذخیرہ مستقل نقصان ہے، اور جمع ہونے کے ساتھ، بیٹری خراب ہو جاتی ہے، جس سے حفاظتی خطرہ ہوتا ہے۔ لہذا، اس سوال کا جواب اس بات پر منحصر ہے کہ آیا آپ نے کبھی اپنی بیٹری کو کم درجہ حرارت پر چارج کیا ہے۔

Q5: میرا فون کم درجہ حرارت میں اچانک بند ہو جاتا ہے۔ کیا بیٹری خراب ہے؟

غالباً یہ ٹوٹا نہیں ہے۔ کم درجہ حرارت پر، بیٹری وولٹیج فون کے BMS (بیٹری مینجمنٹ سسٹم) کے تحفظ کی حد تک گر سکتی ہے، اگرچہ ابھی بھی کچھ چارج باقی ہے۔ ایک بار گرم ماحول میں واپس آنے کے بعد، فون عام طور پر خود بخود آن ہو جائے گا اور باقی بیٹری لیول کو ظاہر کرے گا۔ یہ ایک عام الیکٹرو کیمیکل رجحان ہے، خرابی نہیں ہے۔ تاہم، اگر یہ کمرے کے درجہ حرارت پر بھی کثرت سے ہوتا ہے، تو بیٹری کی عمر بڑھنے پر غور کیا جانا چاہیے۔

Q6: کیا انتہائی سرد بیرونی ماحول میں استعمال کے لیے کوئی لیتھیم بیٹریاں تجویز کی گئی ہیں؟

کم از کم آپریٹنگ درجہ حرارت اور کم-درجہ حرارت خارج ہونے والے مادہ کو برقرار رکھنے کی شرح پروڈکٹ کی تفصیلات میں، صرف برانڈ یا کیمیائی نام کو دیکھنے کے بجائے۔ فی الحال، مارکیٹ میں کچھ بیٹری پیک کم-درجہ حرارت کے حالات کے لیے بہتر بنائے گئے ہیں اور تصریحات میں -20 ڈگری یا -30 ڈگری (جیسے درجہ بندی کی صلاحیت کے 80% سے زیادہ تک پہنچنا) پر صلاحیت برقرار رکھنے کی شرح کا ڈیٹا متعین کریں گے۔ یہ مصنوعات انتخاب کے لیے زیادہ قابل اعتماد بنیاد فراہم کرتی ہیں۔

خلاصہ

سرد موسم تین فزیکو کیمیکل میکانزم کے مشترکہ اثرات کے نتیجے میں لیتھیم بیٹریوں کو "خراب" کرنے کا سبب بنتا ہے: الیکٹرولائٹ کا گاڑھا ہونا، الیکٹروڈ کینیٹکس کا سست ہونا، اور اندرونی مزاحمت میں اضافہ۔ زیادہ تر معاملات میں، یہ بگاڑ عارضی اور الٹنے والا ہے-جب تک کہ آپ انہیں کم درجہ حرارت پر چارج نہ کریں۔

عام صارفین کے لیے، دو سب سے اہم چیزیں یہ ہیں: 0 ڈگری سے کم چارج نہ کریں اور استعمال سے پہلے بیٹری پیک کو زیادہ سے زیادہ گرم کریں۔ پیشہ ورانہ ایپلی کیشنز کے لیے جنہیں انتہائی سرد ماحول میں مستحکم آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے، تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا ڈیزائن کوالٹی اور BMS کم-درجہ حرارت سے بچاؤ کی حکمت عملی اصل واٹرشیڈ ہے جو بیٹری پیک کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔

کم-درجہ حرارت کو بہتر بنانے والی الیکٹرولائٹ ٹیکنالوجی کی پختگی اور ٹھوس-اسٹیٹ بیٹریوں کے بتدریج نفاذ کے ساتھ، انتہائی سرد ماحول میں لیتھیم بیٹریوں کی کارکردگی میں بہتری کی اب بھی کافی گنجائش موجود ہے۔ تاہم، اس وقت تک، اصولوں کو سمجھنا اور ان کا صحیح استعمال کرنا ہی سب سے زیادہ اقتصادی اور موثر حل ہے۔