خاموشی سے ابھرتی ہوئی ٹھوس ریاست کی بیٹری

حال ہی میں، CCTV کی "ایک گھنٹے کے لیے چارج کرنے اور چار گھنٹے کے لیے قطار میں کھڑے ہونے" کی رپورٹ نے گرما گرم بحث چھیڑ دی ہے۔ نئی توانائی والی گاڑیوں کی بیٹری لائف اور چارجنگ کے مسائل ایک بار پھر سب کے لیے گرما گرم مسئلہ بن گئے ہیں۔ فی الحال، روایتی مائع لتیم بیٹریاں، ٹھوس ریاست لتیم بیٹریاں کے ساتھ مقابلے میںاعلی حفاظت کے ساتھ، زیادہ توانائی کی کثافت، طویل بیٹری کی زندگی، اور وسیع ایپلیکیشن فیلڈز ہیں۔بڑے پیمانے پر صنعت کے اندرونیوں کی طرف سے لتیم بیٹریوں کے مستقبل کی ترقی کی سمت کے طور پر سمجھا جاتا ہے. کمپنیاں ترتیب کے لیے بھی مقابلہ کر رہی ہیں۔

اگرچہ سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹری کو مختصر مدت میں تجارتی نہیں بنایا جا سکتا، لیکن بڑی کمپنیوں کی طرف سے سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹری ٹیکنالوجی کی تحقیق اور ترقی کا عمل حال ہی میں تیز اور تیز تر ہوتا جا رہا ہے، اور مارکیٹ کی طلب ٹھوس کی بڑے پیمانے پر پیداوار کو فروغ دے سکتی ہے۔ اسٹیٹ لیتھیم بیٹری شیڈول سے پہلے۔یہ مضمون سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹری مارکیٹ کی ترقی اور سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کی تیاری کے عمل کا تجزیہ کرے گا، اور آپ کو آٹومیشن مارکیٹ کے موجود مواقع کو تلاش کرنے لے جائے گا۔

سالڈ سٹیٹ لتیم بیٹریوں میں مائع لتیم بیٹریوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر بہتر توانائی کی کثافت اور تھرمل استحکام ہوتا ہے۔

حالیہ برسوں میں، ڈاؤن اسٹریم ایپلی کیشن فیلڈ میں مسلسل جدت نے لتیم بیٹری انڈسٹری کے لیے اعلیٰ اور اعلیٰ تقاضوں کو آگے بڑھایا ہے، اور لیتھیم بیٹری ٹیکنالوجی کو بھی مسلسل بہتر کیا گیا ہے، جو اعلیٰ مخصوص توانائی اور حفاظت کی طرف بڑھ رہا ہے۔لتیم بیٹری ٹکنالوجی کے ترقی کے راستے کے نقطہ نظر سے، مائع لتیم بیٹریاں جو توانائی کی کثافت حاصل کرسکتی ہیں وہ بتدریج اپنی حد کے قریب پہنچ گئی ہے، اور ٹھوس ریاست لتیم بیٹریاں ہی لتیم بیٹریوں کی ترقی کا واحد راستہ ہوں گی۔

"توانائی کی بچت اور نئی توانائی کی گاڑیوں کے لیے تکنیکی روڈ میپ" کے مطابق، پاور بیٹریوں کی توانائی کی کثافت کا ہدف 2025 میں 400Wh/kg اور 2030 میں 500Wh/kg ہے۔2030 کے ہدف کو حاصل کرنے کے لیے، موجودہ مائع لتیم بیٹری ٹیکنالوجی کا راستہ ذمہ داری کو نہیں اٹھا سکتا۔ 350Wh/kg کی توانائی کی کثافت کی حد کو توڑنا مشکل ہے، لیکن سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کی توانائی کی کثافت آسانی سے 350Wh/kg سے تجاوز کر سکتی ہے۔

مارکیٹ کی طلب سے کارفرما، ملک سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کی ترقی کو بھی بہت اہمیت دیتا ہے۔دسمبر 2019 میں جاری ہونے والے "نیو انرجی وہیکل انڈسٹری ڈویلپمنٹ پلان (2021-2035)" (تبصرے کے لیے مسودہ) میں، سالڈ اسٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی اور صنعت کاری کو مضبوط بنانے اور سالڈ اسٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کو بڑھانے کی تجویز ہے۔ قومی سطح تک، جیسا کہ جدول 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 1 مائع بیٹریوں اور سالڈ سٹیٹ بیٹریوں کا تقابلی تجزیہ

نہ صرف نئی انرجی گاڑیوں کے لیے، انرجی سٹوریج انڈسٹری میں ایپلی کیشن کی وسیع جگہ ہے۔

قومی پالیسیوں کے فروغ سے متاثر ہو کر، نئی توانائی کی گاڑیوں کی صنعت کی تیز رفتار ترقی سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کے لیے وسیع تر ترقی کی جگہ فراہم کرے گی۔اس کے علاوہ، آل سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریاں بھی ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجی کی سمتوں میں سے ایک کے طور پر پہچانی جاتی ہیں جن سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ الیکٹرو کیمیکل انرجی سٹوریج ٹیکنالوجی کی رکاوٹ کو توڑ کر مستقبل کی ترقی کی ضروریات کو پورا کرے گی۔الیکٹرو کیمیکل انرجی سٹوریج کے لحاظ سے، لتیم بیٹریاں فی الحال الیکٹرو کیمیکل انرجی اسٹوریج کا 80 فیصد حصہ ہیں۔2020 میں الیکٹرو کیمیکل انرجی سٹوریج کی مجموعی انسٹال کردہ گنجائش 3269.2MV ہے، جو کہ 2019 کے مقابلے میں 91% زیادہ ہے۔ توانائی کی ترقی کے لیے ملک کے رہنما خطوط کے ساتھ مل کر، صارف کی طرف الیکٹرو کیمیکل توانائی کے ذخیرہ کی مانگ، قابل تجدید توانائی گرڈ سے منسلک سہولیات اور دوسرے شعبوں میں تیزی سے ترقی کی توقع ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

جنوری سے ستمبر 2021 تک نئی انرجی گاڑیوں کی فروخت اور نمو 2014 سے 2020 تک چین میں کیمیکل انرجی سٹوریج کے منصوبوں کی مجموعی نصب صلاحیت اور ترقی کی شرح

تصویر 1 نئی توانائی کی گاڑیوں کی فروخت اور ترقی؛ چین میں کیمیکل انرجی سٹوریج کے منصوبوں کی مجموعی نصب صلاحیت اور شرح نمو

انٹرپرائزز تحقیق اور ترقی کے عمل کو تیز کرتے ہیں، اور چین عام طور پر آکسائیڈ سسٹم کو ترجیح دیتا ہے۔

حالیہ برسوں میں، کیپٹل مارکیٹ، بیٹری کمپنیاں اور بڑی کار کمپنیوں نے سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کی تحقیقی ترتیب کو بڑھانا شروع کر دیا ہے، امید ہے کہ اگلی نسل کی پاور بیٹری ٹیکنالوجی میں مقابلہ پر غلبہ حاصل کر لیا جائے۔تاہم، موجودہ پیش رفت کے مطابق، بڑے پیمانے پر پیداوار سے پہلے تمام ٹھوس ریاست لیتھیم بیٹریوں کو سائنس اور مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی میں پختہ ہونے میں 5-10 سال لگیں گے۔بین الاقوامی مین اسٹریم کار کمپنیاں جیسے ٹویوٹا، ووکس ویگن، بی ایم ڈبلیو، ہونڈا، نسان، ہنڈائی، وغیرہ سالڈ اسٹیٹ لیتھیم بیٹری ٹیکنالوجی میں اپنی R&D سرمایہ کاری میں اضافہ کر رہی ہیں۔ بیٹری کمپنیوں کے لحاظ سے، CATL، LG Chem، Panasonic، Samsung SDI، BYD، وغیرہ بھی ترقی جاری رکھے ہوئے ہیں۔

تمام ٹھوس ریاست لتیم بیٹریوں کو الیکٹرولائٹ مواد کے مطابق تین اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: پولیمر سالڈ اسٹیٹ لتیم بیٹریاں، سلفائیڈ سالڈ اسٹیٹ لتیم بیٹریاں، اور آکسائیڈ سالڈ اسٹیٹ لتیم بیٹریاں۔پولیمر سالڈ سٹیٹ لتیم بیٹری کی حفاظت کی اچھی کارکردگی ہے، سلفائیڈ سالڈ سٹیٹ لتیم بیٹری پر عملدرآمد کرنا آسان ہے، اور آکسائیڈ سولڈ سٹیٹ لتیم بیٹری میں سب سے زیادہ چالکتا ہے۔اس وقت یورپی اور امریکی کمپنیاں آکسائیڈ اور پولیمر سسٹم کو ترجیح دیتی ہیں۔ ٹویوٹا اور سام سنگ کی قیادت میں جاپانی اور کوریائی کمپنیاں سلفائیڈ سسٹمز پر زیادہ دلچسپی رکھتی ہیں۔ چین میں تینوں نظاموں میں محققین ہیں، اور عام طور پر آکسائیڈ سسٹم کو ترجیح دیتے ہیں، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

تصویر 2 بیٹری کمپنیوں اور بڑی کار کمپنیوں کی سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کا پروڈکشن لے آؤٹ

تحقیق اور ترقی کی پیشرفت کے نقطہ نظر سے، ٹویوٹا کو غیر ممالک میں سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کے میدان میں سب سے طاقتور پلیئرز میں سے ایک کے طور پر جانا جاتا ہے۔ ٹویوٹا نے پہلی بار 2008 میں متعلقہ پیش رفت کی تجویز پیش کی جب اس نے Ilika کے ساتھ تعاون کیا، جو کہ ایک سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹری اسٹارٹ اپ ہے۔جون 2020 میں، ٹویوٹا کی الیکٹرک گاڑیاں جو آل سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں سے لیس ہیں، پہلے ہی ٹیسٹ روٹ پر ڈرائیونگ ٹیسٹ کر چکی ہیں۔اب یہ گاڑی چلانے کا ڈیٹا حاصل کرنے کے مرحلے تک پہنچ گیا ہے۔ستمبر 2021 میں، ٹویوٹا نے اعلان کیا کہ وہ سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں سمیت اگلی نسل کی بیٹریاں اور بیٹری سپلائی چینز تیار کرنے کے لیے 2030 تک $13.5 بلین کی سرمایہ کاری کرے گی۔گھریلو طور پر، Guoxuan ہائی ٹیک، Qingtao New Energy، اور Ganfeng Lithium Industry نے 2019 میں نیم ٹھوس لتیم بیٹریوں کے لیے چھوٹے پیمانے پر پائلٹ پروڈکشن لائنیں قائم کیں۔ستمبر 2021 میں، Jiangsu Qingtao 368Wh/kg سالڈ اسٹیٹ لیتھیم بیٹری نے قومی مضبوط معائنہ سرٹیفیکیشن پاس کیا، جیسا کہ جدول 2 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 2 بڑے کاروباری اداروں کے سالڈ اسٹیٹ بیٹری پروڈکشن پلان

آکسائڈ پر مبنی ٹھوس ریاست لتیم بیٹریوں کے عمل کا تجزیہ، گرم دبانے کا عمل ایک نیا لنک ہے

مشکل پروسیسنگ ٹیکنالوجی اور اعلی پیداواری لاگت نے ہمیشہ ٹھوس ریاست لتیم بیٹریوں کی صنعتی ترقی کو محدود کر دیا ہے۔ سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کے عمل میں تبدیلیاں بنیادی طور پر سیل کی تیاری کے عمل میں جھلکتی ہیں، اور ان کے الیکٹروڈز اور الیکٹرولائٹس کی مینوفیکچرنگ ماحول کے لیے زیادہ تقاضے ہوتے ہیں، جیسا کہ جدول 3 میں دکھایا گیا ہے۔

جدول 3 آکسائیڈ پر مبنی سالڈ سٹیٹ لیتھیم بیٹریوں کے عمل کا تجزیہ

1. عام آلات کا تعارف - لیمینیشن ہاٹ پریس

ماڈل فنکشن کا تعارف: لیمینیشن ہاٹ پریس بنیادی طور پر تمام ٹھوس لتیم بیٹری سیلز کی ترکیب کے عمل کے حصے میں استعمال ہوتا ہے۔ روایتی لتیم بیٹری کے مقابلے میں، گرم دبانے کا عمل ایک نیا لنک ہے، اور مائع انجکشن کا لنک غائب ہے۔ اعلی ضروریات.

خودکار مصنوعات کی ترتیب:

ہر اسٹیشن کو 3~4 ایکسس سروو موٹرز استعمال کرنے کی ضرورت ہے، جو بالترتیب لیمینیشن لیمینیشن اور گلونگ کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔

حرارتی درجہ حرارت کو ظاہر کرنے کے لیے HMI کا استعمال کریں، حرارتی نظام کو PID کنٹرول سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے لیے زیادہ درجہ حرارت سینسر کی ضرورت ہوتی ہے اور زیادہ مقدار کی ضرورت ہوتی ہے۔

• کنٹرولر PLC کے پاس کنٹرول کی درستگی اور مختصر سائیکل کی مدت پر زیادہ تقاضے ہوتے ہیں۔ مستقبل میں، اس ماڈل کو انتہائی تیز رفتار ہاٹ پریسنگ لیمینیشن حاصل کرنے کے لیے تیار کیا جانا چاہیے۔

سازوسامان کے مینوفیکچررز میں شامل ہیں: ژیان ٹائیگر الیکٹرو مکینیکل ایکوئپمنٹ مینوفیکچرنگ کمپنی، لمیٹڈ، شینزین زوچونگ آٹومیشن ایکوئپمنٹ کمپنی، لمیٹڈ، شینزین ہائیمکسنگ لیزر انٹیلیجنٹ ایکوپمنٹ کمپنی، لمیٹڈ، اور شینزین بنکی چوانگ یوان ٹیکنالوجی کمپنی، لمیٹڈ۔

2. عام آلات کا تعارف - کاسٹنگ مشین

ماڈل فنکشن کا تعارف: مخلوط پاؤڈر سلری خود کار طریقے سے فیڈنگ سسٹم ڈیوائس کے ذریعہ کاسٹنگ ہیڈ کو فراہم کی جاتی ہے، اور پھر عمل کی ضروریات کے مطابق سکریپر، رولر، مائکرو کنکیو اور دیگر کوٹنگ کے طریقوں کے ذریعے لاگو کیا جاتا ہے، اور پھر خشک کرنے والی سرنگ میں خشک کیا جاتا ہے۔ گرین باڈی کے ساتھ بیس ٹیپ کو ریوائنڈنگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ خشک ہونے کے بعد، سبز جسم کو چھلکا اور تراشا جا سکتا ہے، اور پھر صارف کی طرف سے مخصوص چوڑائی تک کاٹ کر کسی خاص طاقت اور لچک کے ساتھ فلمی مواد کو خالی کاسٹ کیا جا سکتا ہے۔

خودکار مصنوعات کی ترتیب:

• سروو بنیادی طور پر ریوائنڈنگ اور کھولنے، انحراف کو درست کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور ریوائنڈنگ اور ان وائنڈنگ جگہ پر تناؤ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے ٹینشن کنٹرولر کی ضرورت ہوتی ہے۔

حرارتی درجہ حرارت ظاہر کرنے کے لیے HMI استعمال کریں، حرارتی نظام کو PID کنٹرول سسٹم کی ضرورت ہے۔

• پنکھے کے وینٹیلیشن کے بہاؤ کو فریکوئنسی کنورٹر کے ذریعے ریگولیٹ کرنے کی ضرورت ہے۔

آلات کے مینوفیکچررز میں شامل ہیں: Zhejiang Delong Technology Co., Ltd., Wuhan Kunyuan Casting Technology Co., Ltd., Guangdong Fenghua High-tech Co., Ltd. – Xinbaohua Equipment Branch.

3. عام آلات کا تعارف - ریت کی چکی

ماڈل فنکشن کا تعارف: یہ چھوٹے پیسنے والی موتیوں کے استعمال کے لیے موزوں ہے، لچکدار بازی سے لے کر انتہائی اعلی توانائی پیسنے تک موثر کام کے لیے۔

خودکار مصنوعات کی ترتیب:

• ریت کی چکیوں میں موشن کنٹرول کے لیے نسبتاً کم تقاضے ہوتے ہیں، عام طور پر سرووز استعمال نہیں کرتے، لیکن سینڈنگ پروڈکشن کے عمل کے لیے عام کم وولٹیج والی موٹریں استعمال کرتے ہیں۔

• سپنڈل کی رفتار کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے فریکوئنسی کنورٹر کا استعمال کریں، جو مختلف مواد کی مختلف پیسنے کی خوبصورتی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے مختلف لکیری رفتار سے مواد کو پیسنے کو کنٹرول کر سکتا ہے۔

سازوسامان بنانے والوں میں شامل ہیں: ووشی شاہونگ پاؤڈر ٹیکنالوجی کمپنی، لمیٹڈ، شنگھائی روجیا الیکٹرو مکینیکل ٹیکنالوجی کمپنی، لمیٹڈ، اور ڈونگ گوان نالونگ مشینری آلات کمپنی، لمیٹڈ۔