نظریات حقیقت میں چمکتے ہیں: آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں بڑے پیمانے پر تیار کی جائیں گی

عالمی توانائی کی تبدیلی کے پس منظر کے خلاف ، نئی توانائی کی ٹیکنالوجیز تیزی سے ترقی کر رہی ہیں۔ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں ، بطور اگلی نسل کی بیٹری ٹکنالوجی کے طور پر ، آہستہ آہستہ اس صنعت کی توجہ کا مرکز بن رہی ہیں۔ حال ہی میں ، خود کار سازوں جیسے چانگن آٹوموبائل اور BYD نے آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی تنصیب کے شیڈول کا اعلان کیا ہے ، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کے تجارتی عمل میں تیزی آرہی ہے۔

آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں لتیم آئن بیٹریوں کا حوالہ دیتی ہیں جو ٹھوس ریاست الیکٹرولائٹس کا استعمال کرتی ہیں۔ کام کرنے والے اصولوں کے لحاظ سے ، وہ روایتی لتیم بیٹریوں سے مختلف نہیں ہیں ، لیکن ان کی بنیادی ، ٹھوس ریاست الیکٹرولائٹس ، انہیں روایتی مائع لتیم بیٹریوں سے زیادہ فوائد دیتے ہیں۔

حفاظت کی کارکردگی کے لحاظ سے ، روایتی مائع لتیم بیٹریوں کا الیکٹرولائٹ آتش گیر اور اتار چڑھاؤ ہے ، جو بجلی کی گاڑیوں میں لگنے اور یہاں تک کہ دھماکوں کی ایک اہم وجہ ہے۔ ٹھوس الیکٹرولائٹ جو آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں میں استعمال ہوتا ہے وہ آتش گیر نہیں ہے ، جو بیٹری دہن اور دھماکے کے خطرے کو بہت کم کرتا ہے ، اور حفاظت کو بہت بہتر بناتا ہے۔ مثال کے طور پر ، کچھ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں 1 ، 000 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت کا مقابلہ کرسکتی ہیں اور اگر کوئی کونے کاٹا جاتا ہے تو بھی بجلی کی فراہمی جاری رکھ سکتی ہے۔

توانائی کی کثافت کے لحاظ سے ، آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کے واضح فوائد ہیں۔ روایتی لتیم بیٹریوں کی توانائی کی کثافت آہستہ آہستہ ایک رکاوٹ کے قریب پہنچی ہے۔ لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریاں کی توانائی کی کثافت 150-210 wh/کلوگرام ہے ، اور ترنری لتیم بیٹریوں کی اوپری حد تقریبا 350 ڈبلیو ایچ/کلوگرام ہے۔ توقع کی جاتی ہے کہ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی توانائی کی کثافت 500WH/کلوگرام سے زیادہ تک پہنچ جائے گی۔ مثال کے طور پر ، چانگن آٹوموبائل کے ذریعہ تیار کردہ جنزہونگزاؤ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹری کی توانائی کی کثافت 400WH/کلوگرام تک پہنچ سکتی ہے ، اور جب مکمل طور پر معاوضہ لیا جاتا ہے تو کروزنگ رینج 1،500 کلومیٹر سے تجاوز کر جاتی ہے ، جو حد سے زیادہ اضطراب کو ختم کرتی ہے۔ ایک ہی وقت میں ، ٹھوس الیکٹرولائٹس زیادہ وولٹیج کا مقابلہ کرسکتے ہیں ، اور بیٹری کے حجم کو مزید کم کیا جاسکتا ہے ، جس سے چارجنگ کی رفتار میں بہتری لائی جاتی ہے ، اور توقع کی جاتی ہے کہ 10 منٹ کے لئے چارج کرنے کے بعد 1 ، 000 کلومیٹر کی سیر و رینج حاصل کی جائے گی۔

سائیکل استحکام اور اعلی اور کم درجہ حرارت کی کارکردگی کے لحاظ سے ، آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں بھی اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں۔ اس کی سائیکل زندگی 10 ، {{3} times اوقات تک پہنچ سکتی ہے ، جو ترنری لتیم بیٹریوں اور لتیم آئرن فاسفیٹ بیٹریوں سے کہیں زیادہ ہے ، اور یہ موسم سرما میں کم درجہ حرارت میں روایتی لتیم بیٹریوں کے سست چارجنگ اور تیز رفتار بجلی کے نقصان کو مؤثر طریقے سے حل کرسکتا ہے۔

فی الحال ، ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کے لئے تین مرکزی دھارے کے تکنیکی راستے ہیں: پولیمر ، آکسائڈ اور سلفائڈز۔

پولیمر الیکٹرولائٹس نامیاتی الیکٹرولائٹس کے زمرے سے تعلق رکھتے ہیں۔ وہ لچکدار ہیں ، اچھی مکینیکل خصوصیات رکھتے ہیں ، عمل میں آسان ہیں اور فارم ، موجودہ مائع الیکٹرولائٹ پروڈکشن کے عمل کے ساتھ انتہائی مطابقت رکھتے ہیں ، بڑے پیمانے پر پتلی فلمیں تیار کرنا آسان ہیں ، اور اس نے چھوٹے پیمانے پر بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کی ہے۔ تاہم ، ان کی چالکتا کمرے کے درجہ حرارت پر کم ہے ، عام طور پر 10⁻⁷ اور 10⁻⁴s/سینٹی میٹر کے درمیان ، اور مناسب طریقے سے کام کرنے کے لئے انہیں 60 ڈگری سے اوپر تک گرم کرنے کی ضرورت ہے۔ ان کے پاس ایک تنگ الیکٹرو کیمیکل ونڈو اور نسبتا ناقص تھرمل استحکام ہے۔

آکسائڈ الیکٹرولائٹس ہوا میں مستحکم ہیں ، بہترین تھرمل استحکام رکھتے ہیں ، 600 ڈگری سے زیادہ درجہ حرارت کا مقابلہ کرسکتے ہیں ، زیادہ میکانکی طاقت رکھتے ہیں ، لیتھیم ڈینڈرائٹس کی نشوونما کو مؤثر طریقے سے روک سکتے ہیں ، اور اعلی وولٹیج مثبت الیکٹروڈ مواد جیسے اعلی نکل کے ترینری مواد کے لئے موزوں ہیں۔ R&D لاگت اور دشواری نسبتا low کم ہے۔ تاہم ، اس میں کم آئنک چالکتا کا مسئلہ بھی ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر چالکتا عام طور پر 10⁻⁶ اور 10⁻ پر/سینٹی میٹر کے درمیان ہوتا ہے ، جس کو اعلی درجہ حرارت کے sintering یا مائع الیکٹرولائٹس شامل کرنے سے بہتر کرنے کی ضرورت ہوتی ہے ، اور الیکٹروڈ کے ساتھ انٹرفیس کی رکاوٹ زیادہ ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں ایک مختصر سائیکل زندگی ہوتی ہے۔

سلفائڈ الیکٹرولائٹس میں عمدہ کارکردگی اور اعلی ترین آئنک چالکتا ہے۔ کمرے کے درجہ حرارت پر چالکتا 10⁻²s/سینٹی میٹر تک پہنچ سکتی ہے ، جو مائع الیکٹرولائٹس کی سطح کے قریب ہے۔ وہ تیزی سے چارجنگ اور خارج ہونے والے مادہ کی حمایت کرتے ہیں ، اور نظریاتی توانائی کی کثافت 500WH/کلوگرام سے زیادہ ہے۔ وہ لتیم دھات کے منفی الیکٹروڈ کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں ، اچھ thermal ی تھرمل استحکام رکھتے ہیں ، ساخت میں نرم ہوتے ہیں ، اور اس میں مضبوط پلاسٹکیت ہوتی ہے۔ تاہم ، ان میں کیمیائی استحکام خراب ہے اور وہ زہریلا ہائیڈروجن سلفائڈ گیس پیدا کرنے کے لئے ہوا میں نمی اور آکسیجن کے ساتھ رد عمل ظاہر کرنا آسان ہے۔ ان کی تیاری کرنا مشکل ہے اور ان کی پیداوار کے زیادہ اخراجات ہوں گے۔

عالمی سطح پر ، بہت سی کمپنیوں نے آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی اور تیاری میں سرمایہ کاری کی ہے اور ان کی ترتیب کو تیز کیا ہے۔ جاپانی کار ساز کمپنیوں نے ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی کے شروع میں شروع کیا۔
ٹویوٹا موٹرز نے 2006 کے اوائل میں ہی ٹھوس ریاست کی بیٹری کی تحقیق اور ترقی کا آغاز کیا ، اور حال ہی میں اس نے اعلان کیا ہے کہ وہ 2026 میں چھوٹے پیمانے پر آزمائشی پیداوار اور 2030 کے بعد بڑے پیمانے پر پیداوار شروع کرے گی۔
ہونڈا موٹرز نے اعلان کیا کہ وہ جنوری 2025 میں خالص برقی گاڑیوں کے لئے آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی آزمائشی پیداوار شروع کرے گی۔ نسان اس سال اپنے یوکوہاما پلانٹ میں ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی آزمائشی پیداوار شروع کرنے کا ارادہ رکھتا ہے ، اور 2028 تک آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں سے لیس الیکٹرک گاڑیاں لانچ کرے گا۔

چینی کمپنیاں بھی پیچھے رہ جانے کو تیار نہیں ہیں۔ کیٹ ایل نے آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں کے لئے ایک پائلٹ پروڈکشن لائن بنائی ہے اور فی الحال عمل کی اصلاح اور مصنوعات کی توثیق کر رہا ہے۔ توقع کی جارہی ہے کہ 2027 میں چھوٹے پیمانے پر تمام ٹھوس ریاست کی بیٹریاں بڑے پیمانے پر تیار کریں گے۔

BYD نے 2013 میں آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی تحقیق اور ترقی کا آغاز کیا اور ٹھوس ریاست کی بیٹری صنعتی کی فزیبلٹی کی توثیق شروع کردی ہے ، جس میں کلیدی مادی ٹکنالوجی کی پیشرفت ، بیٹری سیل سسٹم کی نشوونما اور پروڈکشن لائن کی تعمیر کا احاطہ کیا گیا ہے۔ توقع کی جارہی ہے کہ 2027 میں بڑے پیمانے پر مظاہرے اور آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی تنصیب کا آغاز کریں گے اور 2030 کے بعد بڑے پیمانے پر تجارتی کاری حاصل کریں گے۔

چانگن آٹوموبائل 2030 تک مائع ، نیم ٹھوس اور ٹھوس سمیت 8 خود تیار بیٹری خلیوں کو لانچ کرنے کا ارادہ رکھتی ہے ، اور 2025 میں فنکشنل پروٹو ٹائپ لانچ کرنے کے لئے ، اور آہستہ آہستہ 2027 میں تمام ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کو بڑے پیمانے پر تیار کرتی ہے۔

جی اے سی آئن نے اعلان کیا کہ وہ 2026 میں بڑے پیمانے پر پیداوار اور آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی تنصیب حاصل کرے گی ، اور پہلے اس کے اعلی کے آخر میں برانڈ ہاؤبو میں نصب ہوگا۔

چیری آٹوموبائل 2026 میں آل سولڈ اسٹیٹ بیٹری کی تنصیب اور 2027 میں بڑے پیمانے پر بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کرنے کا ارادہ رکھتی ہے۔

ایس اے آئی سی گروپ نے اعلان کیا کہ 2026 میں آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں بڑے پیمانے پر تیار کی جائیں گی اور ان کی فراہمی کی جائے گی ، اور زیجی نئی کاریں جو آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں سے لیس ہیں وہ بڑے پیمانے پر تیار کی جائیں گی اور 2027 میں ان کی فراہمی کی جائے گی۔

مجموعی طور پر صنعت کے نقطہ نظر سے ، ٹھوس ریاست کی بیٹری انڈسٹری چین مائع بیٹریوں کی طرح ہے ، جس میں بہاو خام مال کی فراہمی ، مڈ اسٹریم بیٹری میٹریل اور مینوفیکچرنگ ، اور بہاو اطلاق والے علاقوں کا احاطہ کیا گیا ہے۔ اپ اسٹریم بنیادی طور پر دھات کے وسائل جیسے لتیم ، کوبالٹ ، اور نکل کے ساتھ ساتھ ٹھوس ریاست الیکٹرولائٹس کے لئے بنیادی مواد فراہم کرتا ہے۔ اس میں وسائل کا مضبوط انحصار ، اعلی تکنیکی رکاوٹیں ، اور اعلی مارکیٹ میں حراستی ہے۔ مڈ اسٹریم بیٹری ریسرچ اور ڈویلپمنٹ اور مینوفیکچرنگ کا بنیادی لنک ہے۔ تکنیکی جدت ایک اہم محرک قوت ہے ، لیکن اس کو پیچیدہ عمل اور زیادہ لاگت کے دباؤ کے مسائل کا سامنا ہے۔ مضبوط پالیسی کی مدد اور مارکیٹ کی بڑی صلاحیت کے ساتھ ، توانائی کی نئی گاڑیاں ، توانائی کے ذخیرہ ، صارفین کے الیکٹرانکس اور دیگر شعبوں کا احاطہ کرنے والے بہاو والے ایپلی کیشن فیلڈز وسیع ہیں۔

اگرچہ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں وسیع امکانات رکھتے ہیں ، لیکن پھر بھی انہیں تجارتی بڑے پیمانے پر پیداوار کی راہ پر بہت سارے چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔

تکنیکی سطح پر ، اگرچہ ٹھوس الیکٹرولائٹس ، مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد وغیرہ میں کچھ پیشرفت ہوئی ہے ، لیکن ابھی بھی کچھ بنیادی سائنسی مسائل اور انجینئرنگ تکنیکی مسائل موجود ہیں جن کو فوری طور پر حل کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر ، ٹھوس الیکٹرولائٹس کی آئنک چالکتا کو مزید بہتر بنانے ، لتیم دھات اور اعلی مخصوص انرجی الیکٹروڈ مواد کے ساتھ ان کی مطابقت کو بہتر بنانے اور ایک مطابقت پذیر اور مستحکم ٹھوس ٹھوس انٹرفیس بنانے کا طریقہ۔ مختلف تکنیکی راستوں میں بھی ان کی اپنی کوتاہیاں ہوتی ہیں ، جیسے ناقص کیمیائی استحکام اور سلفائڈ الیکٹرولائٹس کی تیاری میں دشواری ، اور آکسائڈ الیکٹرولائٹس کی کم آئنک چالکتا۔ ان مسائل پر قابو پانے کے لئے مسلسل R&D سرمایہ کاری کی ضرورت ہے۔

لاگت بھی ایک اہم عنصر ہے جو آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کے بڑے پیمانے پر استعمال کو محدود کرتا ہے۔ اس وقت ، مائع لتیم آئن بیٹری مونومرز کی قیمت تقریبا 0 ہے۔ اکیلے 100- کلو واٹ گھنٹے کی بیٹری پیک کی مادی لاگت 200 سے زیادہ ہے ، 000 یوآن ، جو موجودہ مائع بیٹریوں سے کہیں زیادہ ہے۔ سلفائڈ ٹھوس ریاست کی بیٹریاں ایک مثال کے طور پر لینا ، اس کی پیداوار کے لئے درکار نایاب دھات کا انڈیم مہنگا ہے ، اور لتیم سلفائڈ پیشگیوں کی تیاری مشکل اور مہنگا ہے ، جس کی وجہ سے بیٹریوں کی مجموعی قیمت زیادہ ہوتی ہے۔

مارکیٹ کی سطح پر ، ٹھوس ریاست کی بیٹریاں ، بطور نئی مصنوعات ، مارکیٹ کی پہچان اور قبولیت حاصل کرنے کے لئے ایک خاص وقت کی ضرورت ہوتی ہیں۔ اگرچہ ان کے توانائی کی کثافت اور حفاظت کے فوائد ہیں ، لیکن چکر کی زندگی کے لحاظ سے روایتی لتیم بیٹریوں کے مقابلے میں ابھی بھی بہتری کی گنجائش موجود ہے۔ اس کے علاوہ ، اگرچہ کچھ کمپنیوں نے چھوٹی بیچ کے نمونے کی فراہمی حاصل کرلی ہے ، لیکن انھوں نے ابھی تک مستحکم احکامات تشکیل نہیں دیئے ہیں ، اور درخواست کے اصل امکانات میں غیر یقینی صورتحال موجود ہے۔

مستقبل کی طرف دیکھتے ہوئے ، توقع کی جاتی ہے کہ تمام ٹھوس ریاست کی بیٹریاں بہت سے شعبوں میں ایک اہم کردار ادا کریں گی۔ نئی توانائی کی گاڑیوں کے میدان میں ، یہ گاڑی کی سیر کرنے کی حد ، حفاظت اور چارجنگ کی رفتار کو نمایاں طور پر بہتر بنائے گی ، نئی توانائی کی گاڑیوں کی صنعت کو اعلی سطح تک فروغ دے گی ، اور آٹوموٹو انڈسٹری کی بجلی کی تبدیلی کو تیز کرے گی۔

توانائی کے ذخیرہ کے شعبے میں ، آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی اعلی توانائی کی کثافت اور لمبی سائیکل زندگی کی خصوصیات ان کی مدد سے بجلی کو زیادہ موثر انداز میں ذخیرہ کرنے ، بجلی کی فراہمی اور طلب کو متوازن کرنے اور قابل تجدید توانائی کے بڑے پیمانے پر رسائی اور مستحکم آپریشن کے لئے مضبوط مدد فراہم کرتی ہے۔

صارفین کے الیکٹرانکس کے میدان میں ، آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں آلات کو پتلی اور زیادہ پائیدار بنا سکتی ہیں ، اور صارف کے تجربے کو بہتر بنا سکتی ہیں۔

ٹکنالوجی کی مستقل ترقی اور صنعت کی ترقی کے ساتھ ، تمام ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی کارکردگی میں بہتری آتی رہے گی ، اور توقع ہے کہ لاگت میں آہستہ آہستہ کمی واقع ہوگی۔ بہت سی کمپنیوں کی مستقل سرمایہ کاری اور آر اینڈ ڈی کے ساتھ ساتھ صنعت ، اکیڈمیا اور تحقیق کے مابین باہمی تعاون کے جدت طرازی کے فروغ سے ، تمام ٹھوس ریاست کی بیٹریوں کی تکنیکی پیشرفت اور تجارتی کاری میں تیزی آئے گی۔ پالیسی کی سطح پر ، مختلف ممالک کی حکومتیں نئی ​​توانائی کی ٹیکنالوجیز کے لئے اپنی حمایت میں مسلسل اضافہ کررہی ہیں ، جو آل سولڈ اسٹیٹ بیٹری انڈسٹری کی ترقی کے لئے ایک اچھا پالیسی ماحول بھی تشکیل دے گی۔

چونکہ اگلی نسل کی بیٹری ٹکنالوجی کے مقابلہ کی کلیدی کمانڈنگ اونچائیوں کے طور پر ، آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں متعدد چیلنجوں جیسے ٹکنالوجی ، لاگت اور مارکیٹ کا سامنا کرتی ہیں ، لیکن ان کا مستقبل روشن ہے۔ عالمی سطح پر توانائی کی تبدیلی اور تکنیکی ترقی کی لہر میں ، توقع کی جاتی ہے کہ آل سولڈ اسٹیٹ بیٹریاں توانائی کے ذخیرہ کرنے کی تبدیلی کو فروغ دینے اور توانائی کے ذخیرہ کرنے کے ایک نئے دور کا آغاز کرنے کے لئے بنیادی قوت بن جائیں گی۔