مستقبل اوپر ہے، لتیم آئن بیٹریاں مستقبل کو کیسے بدلتی ہیں؟

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

پچھلی چند دہائیوں میں الیکٹرک گاڑیوں کو بڑے پیمانے پر ترقی ملے گی۔ IEA کی پیشن گوئی کے مطابق، 2030 تک، عالمی برقی گاڑیوں کی گارنٹی 2017 میں 3.7 ملین سے بڑھ کر 130 ملین ہو جائے گی، اور سالانہ فروخت کا حجم 2 تک پہنچ جائے گا۔

1.5 ملین اس منظر نامے میں، سالانہ نئی بیٹری کی صلاحیت 2017 میں 68 GW W11 سے بڑھ کر 775 GW ہو جائے گی، جس میں سے 84% ہلکی کاروں میں استعمال ہو گی۔

میرے ملک، یورپی یونین، انڈیا، یو ایس ڈیمانڈ میں بالترتیب 50%، 18%، 12%، اور 7% ہیں۔ پچھلی دو دہائیوں میں، پیداواری پیمانے کے بڑے سائز کے ساتھ، مین الیکٹرک گاڑی کی بیٹری کی لتیم آئن بیٹری ٹیکنالوجی میں بہت بہتری آئی ہے، قیمت میں تیزی سے کمی آئی ہے، تاکہ برقی گاڑیوں کی لاگت کی کارکردگی ایندھن والی کار سے شروع ہو۔ کلیدی ڈرائیو فیکٹرز 1990 سے، لیتھیم آئن بیٹری کو کنزیومر الیکٹرانکس، انرجی سٹوریج (گھریلو، افادیت) اور الیکٹرک موٹر انڈسٹری میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔

پیداوار کے پیمانے کے سائز کے ساتھ، اس کی کارکردگی بہت بہتر ہوئی ہے، قیمت میں کافی کمی ہے. مستقبل کیمیائی مواد۔

پولرائزیشن مواد سے بیٹری کی کارکردگی متاثر ہوتی ہے۔ کیتھوڈ مواد مضبوطی سے ہے جس میں لیتھیم نکل مینگنیج کوبالٹ (NMC)، لتیم نکل کوبالٹ ایلومینیم آکسائیڈ (NCA)، لتیم مینگنیج آکسائیڈ (LMO) اور لتیم آئرن فاسفیٹ (LFP)؛ زیادہ تر انوڈ مواد گریفائٹ کا استعمال کرتا ہے، بھاری گاڑیوں میں بھاری کاریں گردش کرنے والی زندگی، لتیم ٹائٹینیٹ (LTO)۔ NMC اور NCA ٹیکنالوجی یہ ہے کہ توانائی کی کثافت زیادہ ہے، روشنی بیٹری مارکیٹ پر غلبہ ہے ۔ LFP کی توانائی کی کثافت کم ہے، لیکن اس نے اعلی سائیکل کی زندگی اور حفاظت کی کارکردگی سے فائدہ اٹھایا ہے، یہ بھاری الیکٹرک گاڑیوں (یعنی مسافر کاروں) کیمیکل مواد کی طرف سے استعمال کرنے کی خواہش ہے.

مختلف کیمیائی مواد کا استعمال کرتے ہوئے کیمیکل مواد بیٹری کی لاگت پر بہت زیادہ اثر ڈالتا ہے، اور ان کی قیمت کا فرق 20% تک پہنچ سکتا ہے۔ بیٹری کی گنجائش اور سائز۔ الیکٹرک گاڑیوں کی بیٹری کی گنجائش بہت مختلف ہے، میرے ملک میں تین چھوٹی برقی گاڑیوں کی بیٹری کی گنجائش 18 ہے۔

3 ~ 23 kWh; یورپ اور شمالی امریکہ میں درمیانے درجے کی آٹوموٹو بیٹری کی گنجائش 23 ~ 60 kWh ہے۔ بڑی کاروں کی بیٹری کی گنجائش 75 ~ 100 kWh۔ بیٹری کی گنجائش جتنی زیادہ ہوگی، قیمت اتنی ہی کم ہوگی۔ ایک اندازے کے مطابق 70 کلو واٹ چین بیٹری یونٹ کی توانائی کی قیمت 30 کلو واٹ سے 25 فیصد کم ہے۔

مشینی پیمانہ۔ ژانگ دا پروسیسنگ پیمانے پیمانے پر معیشت کا احساس کرنے کے لئے ایک اور اہم عنصر ہے. اس وقت، عام پیداوار کی حد تقریباً 0 ہے۔

5 ~ 8 JW / سال، زیادہ تر پیداوار تقریبا 3 GW / سال ہے. 20 ~ 75 kWh کی عام صلاحیت کے مطابق، واحد الیکٹرک گاڑی کا حساب لگایا جاتا ہے، اور ایک پلانٹ کی پیداوار 6000-400،000 بیٹری پیک فی سال مشینی کرنے کے برابر ہے۔ اس وقت، جرمنی، ریاست ہائے متحدہ امریکہ، میرے ملک، بھارت اور دیگر جگہوں پر نئے ٹیسلا سال 35 گیگاواٹ تک پہنچ جاتا ہے جب سپر فیکٹری سمیت پیداوار بڑی بیٹری فیکٹریوں کا ایک بیچ بنایا گیا ہے۔

چارج کرنے کی رفتار۔ موجودہ ٹیکنالوجی 40 ~ 60 منٹ میں 80 فیصد چارج کر سکتی ہے۔ اس اپیل نے بیٹری کے ڈیزائن کی پیچیدگی میں اضافہ کیا ہے، جیسے الیکٹروڈ کی موٹائی کو کم کرنا، جس سے بیٹری کے اخراجات میں اضافہ ہوگا۔ بیٹری کی توانائی کی کثافت کو کم کریں، اس طرح بیٹری کی زندگی مختصر ہو جاتی ہے۔

امریکی محکمہ توانائی کے سڑن کے بیان میں 400 کلو واٹ چارجنگ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے بیٹری کے ڈیزائن کو تبدیل کر دیا گیا جس سے بیٹری کی لاگت میں اضافہ ہو گا۔ مادی انقلاب کا بنیادی رجحان IEA کے گلنے پر مبنی ہوگا، اور بیس سال کے اندر لیتھیم آئن بیٹری اب بھی حاوی رہے گی، لیکن اس کے کیمیائی مواد بتدریج تبدیل ہوں گے۔ 2025 سے پہلے، لتیم آئن بیٹریوں کی ایک نئی نسل جس میں کم کوبالٹ، زیادہ توانائی کی کثافت اور کیتھوڈ لیتھیم نکل مینگنیج کوبالٹ (NMC) 811 وغیرہ ہیں۔

بڑے پیمانے پر پیداوار میں داخل ہوں گے۔ گریفائٹ اینوڈ میں، سیلیکون کی تھوڑی مقدار شامل کی جاتی ہے، اور توانائی کی کثافت میں 50 فیصد اضافہ کیا جا سکتا ہے، جبکہ الیکٹرولائٹ نمک جو زیادہ وولٹیج کو برداشت کر سکتا ہے، کارکردگی کو بہتر بنانے میں بھی مدد کرے گا۔ 2025 سے 2030 کی مدت کے دوران، لتیم دھات ایک کیتھوڈ، گریفائٹ/سلیکون مرکب مواد ہے جو اینوڈ کے لیے ہے، لتیم آئن بیٹری، ڈیزائن کے مرحلے میں داخل ہو سکتی ہے، اور توانائی کی کثافت اور بیٹری کی حفاظت کو مزید بہتر بنانے کے لیے ٹھوس الیکٹرولائٹس بھی متعارف کروا سکتی ہے۔

اس کے علاوہ، لتیم آئن ٹیکنالوجی کو دیگر توانائی کی کثافتوں سے تبدیل کیا جا سکتا ہے اور لتیم ہوا، لتیم سلفر وغیرہ کے ساتھ نظریاتی لاگت کم ہو سکتی ہے۔ تاہم، ان ٹیکنالوجیز کی ترقی کی سطح اب بھی بہت کم ہے، اور اصل کارکردگی کی ابھی بھی تحقیقات جاری ہیں۔ 26 جولائی 2018 کے نیچر جرنل میں شائع ہونے والے مضمون میں "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" کے عنوان سے ایک مضمون نے نشاندہی کی کہ لیتھیم آئن بیٹری کی کارکردگی اور قیمت کا ارتقا سست ہے۔

مندرجہ بالا مسئلہ کی وجہ سے تنگ میں شامل ہیں: الیکٹروڈ مواد کے کرسٹل ڈھانچے میں، چارج کی مقدار جو ذخیرہ کی جا سکتی ہے نظریاتی زیادہ سے زیادہ تک پہنچنے کے لئے تیز ہے؛ مارکیٹ میں اضافہ ایک بڑی قیمت میں کمی لانے کے لئے جاری رکھنے کے لئے مشکل ہے. اس سے بھی بدتر، الیکٹروڈ مواد، جیسے کوبالٹ اور نکل، بہت کم ہے، اور قیمت مہنگی ہے۔ اگر کوئی نئی تبدیلی نہیں آتی ہے، تو یہ 2030 ~ 2037 (یا اس سے پہلے)، کوبالٹ اور نکل کی طلب میں ہونے کی توقع ہے۔

حد سے زیادہ پیداوار۔ دوسری طرف، نئے متبادل الیکٹروڈ مواد، جیسے لوہا، تانبا، تانبا، ابھی ابتدائی تحقیق کے مرحلے میں ہے۔ مضمون میں مادی سائنسدانوں، انجینئروں اور فنڈنگ ​​ایجنسیوں سے مطالبہ کیا گیا ہے کہ وہ لوہے، تانبے اور دیگر مواد جیسے ذخائر پر مبنی الیکٹروڈ مواد پر تحقیق کو بڑھا دیں۔

دوسری صورت میں، الیکٹرک گاڑیوں کی بڑے پیمانے پر ترقی کو محدود کر دیا جائے گا. اقتصادی 掂掂 影响 因紧 因 因 因 因: 程: 里 行 里 里 里 (里里 里 里里، 里، 里 (里، 里، بیٹری کی قیمتوں کے لحاظ سے، ایک بیٹری ہے جو 70-35 kWh / سال ہے، بیٹری کی صلاحیت 70 ~ 80 kWh / سال ہے، اور بیٹری کی صلاحیت کی قیمت 70 ~ 80 kWh ہے، اور 2030 کی لاگت کو 100 ~ / kW/9 kUh / US$ کے ساتھ کم کیا جا سکتا ہے۔ میرا ملک ($ 116 / kW) اور جاپان کی لاگت کی قیمت ($ 92 / kW) بہت قریب ہے.

الیکٹرک گاڑیوں اور ایندھن والی ٹرینوں کی قیمتوں میں فرق بتدریج کم ہوتا جائے گا، لیکن بیٹری اور پٹرول کی قیمت جسم کے جسم کے سائز سے زیادہ ہے۔ مثال کے طور پر، بیٹری کی قیمت $400/kWh کے برابر ہے، الیکٹرک کاریں بہت مسابقتی ہیں، اور ایندھن والی گاڑیاں زیادہ کفایتی ہوں گی۔ اگر الیکٹرک کار کی بیٹریوں کی قیمت کم ہے، پٹرول کی قیمت زیادہ ہے، اور یومیہ مائلیج زیادہ ہے، تو ایک چھوٹی الیکٹرک کار یا پلگ ان ہائبرڈ کار کو منتخب کریں جو چھوٹی ایندھن والی کاروں کے مقابلے میں زیادہ سستی ہو۔

مثال کے طور پر، بیٹری کی قیمت $120/kWh ہے، پٹرول کی قیمت آج کے مقابلے میں زیادہ ہے، پھر خالص الیکٹرک کار طویل مدتی مائلیج سے قطع نظر زیادہ اقتصادی انتخاب ہوگی۔ اگر بیٹری کی قیمت $ 260 / kWh کے برابر ہے، مائلیج 35,000 کلومیٹر / سال سے زیادہ ہے، تیل کی قیمت $ 1.5 / لیٹر تک پہنچ جاتی ہے، ایک زیادہ اقتصادی انتخاب ہے.

بڑی الیکٹرک بسوں کے لیے، اگر بیٹری کی قیمت 260 امریکی ڈالر/kWh سے کم ہے، تو 4 سے 50,000 کلومیٹر فی سال تک چلنے والی الیکٹرک بس کی قیمت زیادہ ڈیزل ٹیکس سسٹم والے خطے میں مسابقتی ہے۔