لیتھیم بیٹریوں کا ابتدائی کام 1912 میں جی این لیوس کے تحت شروع ہوا، لیکن یہ 1970 کی دہائی کے اوائل تک نہیں ہوا تھا کہ پہلی غیر ریچارج ایبل لیتھیم بیٹریوں کا تجارتی استعمال شروع ہوا۔ لتیم تمام دھاتوں میں سب سے ہلکا ہے، جو وزن کے لحاظ سے سب سے بڑی الیکٹرو کیمیکل صلاحیت اور سب سے زیادہ توانائی کی کثافت فراہم کرتا ہے۔
ریچارج ایبل لیتھیم بیٹریاں تیار کرنے کی کوششیں حفاظتی مسائل کی وجہ سے ناکام ہوگئیں۔ تحقیق نے غیر دھاتی لتیم بیٹریوں میں دھاتی لتیم کے بجائے لتیم آئنوں کے استعمال کی طرف رجوع کیا، خاص طور پر چارجنگ کے دوران لتیم دھات کی موروثی عدم استحکام کی وجہ سے۔ اگرچہ توانائی کی کثافت لیتھیم دھات سے تھوڑی کم تھی، لیکن لتیم آئن اس وقت تک محفوظ ہیں جب تک چارجنگ اور ڈسچارج کے دوران کچھ احتیاطی تدابیر اختیار کی جائیں۔ 1991 میں، سونی نے پہلی لتیم آئن بیٹری کو کمرشلائز کیا۔ دوسرے مینوفیکچررز نے اس کی پیروی کی۔
لتیم آئن میں عام طور پر معیاری نکل-کیڈیمیم سے دوگنا توانائی کی کثافت ہوتی ہے۔ اس میں توانائی کی کثافت بھی زیادہ ہونے کی صلاحیت ہے۔ اس کے خارج ہونے کی خصوصیات کافی اچھی ہیں، اور یہ خارج ہونے والے مادہ میں نکل کیڈیمیم کی طرح کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ 3.6 وولٹ کا اعلی بیٹری وولٹیج صرف ایک سیل کا استعمال کرتے ہوئے بیٹری پیک ڈیزائن کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ آج کل کے زیادہ تر موبائل فون ایک ہی بیٹری سے چلتے ہیں۔ نکل پر مبنی پیک کے لیے سیریز میں جڑے ہوئے تین 1۔{6}}وولٹ سیلز کی ضرورت ہوگی۔
لیتھیم آئن بیٹری ایک کم دیکھ بھال والی بیٹری ہے، ایک ایسا فائدہ جس کا زیادہ تر دیگر کیمسٹری دعوی نہیں کرسکتے ہیں۔ بیٹری کی زندگی کو طول دینے کے لیے کوئی میموری نہیں ہے اور نہ ہی طے شدہ سائیکلنگ کی ضرورت ہے۔ اس کے علاوہ، نکل کیڈمیم کے مقابلے میں خود خارج ہونے والا مادہ نصف سے بھی کم ہے، جس سے لتیم آئن جدید ایندھن گیج ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ لتیم آئن خلیات کو ضائع کرنے پر بہت کم نقصان ہوتا ہے۔
لتیم آئن کے مجموعی فوائد کے باوجود اس کی خامیاں ہیں۔ یہ نازک ہے اور محفوظ آپریشن کو برقرار رکھنے کے لیے پروٹیکشن سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ہر پیک میں بنایا گیا پروٹیکشن سرکٹ چارج کے دوران ہر سیل کے چوٹی وولٹیج کو محدود کرتا ہے اور سیل وولٹیج کو خارج ہونے پر بہت کم گرنے سے روکتا ہے۔ اس کے علاوہ، حفاظتی سرکٹ حد سے بچنے کے لیے بیٹری کے درجہ حرارت کی نگرانی کرتا ہے۔ زیادہ تر پیک کی درجہ بندی 1C سے 2C تک ہوتی ہے، جس میں 1C ایک گھنٹے میں بیٹری کی ریٹیڈ صلاحیت کے برابر ہوتا ہے۔ اس طرح کے تحفظ سے پیداواری لاگت میں اضافہ ہوتا ہے۔
زیادہ تر لتیم آئن بیٹریوں کے لیے عمر بڑھنا ایک تشویش کا باعث ہے اور بہت سے مینوفیکچررز اس مسئلے کے بارے میں خاموش ہیں۔ ایک سال کے بعد، بیٹری ہر سال اپنی صلاحیت کا تقریباً 20 فیصد کھو دیتی ہے، اس کے بغیر کہ بیٹری استعمال کی گئی ہے یا نہیں۔ زیادہ درجہ حرارت پر بڑھاپا تیزی سے ہوتا ہے۔ ٹھنڈی جگہ پر ذخیرہ کرنے سے لتیم آئن (اور دیگر کیمسٹری) کی عمر بڑھنے کے عمل کو سست ہو جاتا ہے۔ مینوفیکچررز 15 ڈگری (59 ڈگری ایف) پر اسٹوریج کی تجویز کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، بیٹری کو سٹوریج کے دوران جزوی طور پر چارج کیا جانا چاہیے، جس کی تجویز کردہ چارج ویلیو 40 فیصد ہے۔
لاگت بمقابلہ توانائی کی کثافت کے لیے، بیلناکار 18650 لیتھیم آئن سیل سب سے زیادہ کفایتی بیٹری ہے اور اسے موبائل کمپیوٹنگ اور دیگر ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جو انتہائی پتلی جیومیٹری کا مطالبہ نہیں کرتی ہیں۔ پتلی جیومیٹریوں کے لیے، پرزمیٹک لتیم آئن لاگت سے توانائی کے تناسب اور فارم فیکٹر کے درمیان بہترین سمجھوتہ پیش کرتا ہے۔
فوائد
- اعلی توانائی کی کثافت - ابھی تک اعلی صلاحیتوں کا امکان۔
- نئے ہونے پر طویل پرائمنگ کی ضرورت نہیں ہے۔ ایک باقاعدہ چارج کی ضرورت ہے۔
- نسبتاً کم خود خارج ہونے والا مادہ - خود خارج ہونے والا مادہ نکل پر مبنی بیٹریوں کے نصف سے بھی کم ہے۔
- کم دیکھ بھال - وقتا فوقتا خارج ہونے والے مادہ کی ضرورت نہیں ہے۔ کوئی میموری نہیں ہے.
- خاص خلیے ایپلی کیشنز جیسے پاور ٹولز کو بہت زیادہ کرنٹ فراہم کر سکتے ہیں۔
حدود
- محفوظ حدود کے اندر وولٹیج اور کرنٹ کو برقرار رکھنے کے لیے پروٹیکشن سرکٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔
- عمر بڑھنے سے مشروط، خواہ استعمال میں نہ ہو - 40% چارج پر ٹھنڈی جگہ پر ذخیرہ کرنے سے عمر بڑھنے کا اثر کم ہوجاتا ہے۔
- نقل و حمل کی پابندیاں - بڑی مقدار کی ترسیل ریگولیٹری کنٹرول کے تابع ہوسکتی ہے۔ یہ پابندی ذاتی لے جانے والی بیٹریوں پر لاگو نہیں ہوتی ہے۔
- تیار کرنا مہنگا ہے - نکل کیڈمیم سے تقریباً 40 فیصد زیادہ قیمت۔
- مکمل طور پر پختہ نہیں ہوا - دھاتیں اور کیمیکلز مسلسل بدل رہے ہیں۔