لتیم بیٹریاں ایلومینیم کو شیل کے طور پر کیوں استعمال کرتی ہیں؟

ایلومینیم کے گولے استعمال کرنے کے لیے لیتھیم بیٹریوں کی بنیادی وجوہات کا تفصیل سے مندرجہ ذیل پہلوؤں سے تجزیہ کیا جا سکتا ہے، یعنی ہلکا پھلکا، سنکنرن مزاحمت، اچھی چالکتا، اچھی پروسیسنگ کارکردگی، کم قیمت، اچھی گرمی کی کھپت کی کارکردگی وغیرہ۔

1. ہلکا

• کم کثافت: ایلومینیم کی کثافت تقریباً 2.7 g/cm³ ہے، جو کہ اسٹیل کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم ہے، جو کہ تقریباً 7.8 g/cm³ ہے۔ الیکٹرونک ڈیوائسز جو زیادہ توانائی کی کثافت اور ہلکے وزن کا پیچھا کرتے ہیں، جیسے کہ موبائل فون، لیپ ٹاپ، اور الیکٹرک گاڑیاں، ایلومینیم کے گولے مجموعی وزن کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتے ہیں اور برداشت کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

2. سنکنرن مزاحمت

• ہائی وولٹیج کے ماحول میں موافقت: لتیم بیٹری مثبت الیکٹروڈ مواد، جیسے ٹرنری مواد اور لیتھیم کوبالٹ آکسائیڈ کا ورکنگ وولٹیج نسبتاً زیادہ ہے (3.0-4.5V)۔ اس صلاحیت پر، ایلومینیم مزید سنکنرن کو روکنے کے لیے سطح پر ایک گھنے ایلومینیم آکسائیڈ (Al₂O₃) گزرنے والی فلم بنائے گا۔ اسٹیل کو زیادہ دباؤ میں الیکٹرولائٹ کے ذریعے آسانی سے خراب کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں بیٹری کی کارکردگی میں کمی یا رساو ہوتا ہے۔

الیکٹرولائٹ مطابقت: ایلومینیم نامیاتی الیکٹرولائٹس، جیسے LiPF₆ کے لیے اچھی کیمیائی استحکام رکھتا ہے، اور طویل مدتی استعمال کے دوران رد عمل کا شکار نہیں ہوتا ہے۔

3. چالکتا اور ساختی ڈیزائن

• موجودہ کلیکٹر کنکشن: ایلومینیم مثبت الیکٹروڈ کرنٹ کلیکٹرز (جیسے ایلومینیم فوائل) کے لیے ترجیحی مواد ہے۔ ایلومینیم شیل براہ راست مثبت الیکٹروڈ سے منسلک کیا جا سکتا ہے، اندرونی ساخت کو آسان بنانے، مزاحمت کو کم کرنے، اور توانائی کی ترسیل کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے.

• شیل چالکتا کے تقاضے: بیٹری کے کچھ ڈیزائنوں میں، ایلومینیم شیل موجودہ راستے کا حصہ ہے، جیسے بیلناکار بیٹریاں، جس میں چالکتا اور تحفظ دونوں کام ہوتے ہیں۔

4. پروسیسنگ کی کارکردگی

• بہترین لچک: ایلومینیم مہر لگانا اور کھینچنا آسان ہے، اور یہ پیچیدہ شکلوں کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے، جیسے مربع اور نرم پیک بیٹریوں کے لیے ایلومینیم پلاسٹک کی فلمیں۔ اسٹیل کے خول پر کارروائی کرنا مشکل ہے اور ان کی قیمتیں زیادہ ہیں۔

• سیلنگ گارنٹی: ایلومینیم شیل ویلڈنگ ٹیکنالوجی بالغ ہے، جیسے لیزر ویلڈنگ، جو مؤثر طریقے سے الیکٹرولائٹ کو سیل کر سکتی ہے، نمی اور آکسیجن کو حملہ کرنے سے روک سکتی ہے، اور بیٹری کی زندگی کو بڑھا سکتی ہے۔

5. تھرمل مینجمنٹ

• ہائی گرمی کی کھپت کی کارکردگی: ایلومینیم کی تھرمل چالکتا (تقریباً 237 W/m·K) اسٹیل کی نسبت بہت زیادہ ہے (تقریباً 50 W/m·K)، جو کام کرتے وقت بیٹری کو گرمی کو تیزی سے ختم کرنے میں مدد کرتی ہے اور تھرمل بھاگنے کے خطرے کو کم کرتی ہے۔

6. لاگت اور معیشت

• کم مواد اور پروسیسنگ کے اخراجات: ایلومینیم کے خام مال کی قیمت اعتدال پسند ہے، اور پروسیسنگ توانائی کی کھپت کم ہے، جو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے موزوں ہے۔ اس کے برعکس، سٹینلیس سٹیل جیسے مواد زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔

7. حفاظتی ڈیزائن

• پریشر ریلیف میکانزم: ایلومینیم کے گولے اندرونی دباؤ چھوڑ سکتے ہیں اور زیادہ چارج ہونے یا تھرمل بھاگنے کی صورت میں حفاظتی والوز، جیسے سلنڈرک بیٹریوں کے CID فلپ ڈھانچے کو ڈیزائن کرکے دھماکے سے بچ سکتے ہیں۔

8. صنعتی طریقوں اور معیاری کاری

• ایلومینیم کے خولوں کو لتیم بیٹری کی کمرشلائزیشن کے ابتدائی دنوں سے بڑے پیمانے پر اپنایا گیا ہے، جیسے کہ سونی کی طرف سے 1991 میں شروع کی گئی 18650 بیٹری، ایک پختہ صنعتی سلسلہ اور تکنیکی معیار کی تشکیل، اس کی مرکزی دھارے کی پوزیشن کو مزید مستحکم کرتی ہے۔

ہمیشہ مستثنیات ہوتے ہیں۔ کچھ خاص حالات میں، سٹیل کے گولے بھی استعمال ہوتے ہیں:

انتہائی اعلی میکانکی طاقت کی ضروریات کے ساتھ کچھ منظرناموں میں، جیسے کچھ پاور بیٹریاں یا انتہائی ماحولیاتی ایپلی کیشنز، نکل چڑھایا سٹیل کے خول استعمال کیے جا سکتے ہیں، لیکن قیمت وزن اور قیمت میں اضافہ ہوتا ہے۔

نتیجہ

ایلومینیم کے خول اپنے جامع فوائد جیسے ہلکے وزن، سنکنرن مزاحمت، اچھی چالکتا، آسان پروسیسنگ، بہترین گرمی کی کھپت اور کم قیمت، کارکردگی، حفاظت اور اقتصادی ضروریات کو بالکل متوازن رکھنے کی وجہ سے لیتھیم بیٹری کے خول کے لیے ایک مثالی انتخاب بن گئے ہیں۔