لتیم بیٹریوں میں لائفپو 4 کیا ہے؟
لتیم آئرن فاسفیٹ مواد کا تعارف
لتیم آئرن فاسفیٹ (مالیکیولر فارمولا لائفپو ، لتیم آئرن فاسفیٹ ، ایل ایف پی ، جسے لتیم آئرن فاسفیٹ یا فیروس لیتھیم فاسفیٹ بھی کہا جاتا ہے) ایک کیتھوڈ مواد ہے جو لتیم {{0} ion آئن بیٹریاں میں استعمال ہوتا ہے۔ اس کی خصوصیات یہ ہیں کہ اس میں قیمتی عناصر جیسے کوبالٹ یا نکل نہیں ہوتے ہیں ، خام مال کی قیمت کم ہے۔ اور کاربن ، لتیم ، اور آئرن زمین کی پرت میں وافر مقدار میں ہیں ، جو سالانہ دس لاکھ ٹن سے زیادہ کی مارکیٹ کی طلب کو پورا کرسکتے ہیں۔ ایک کیتھوڈ میٹریل کی حیثیت سے ، لتیم آئرن فاسفیٹ میں ایک اعتدال پسند ورکنگ وولٹیج (3.2 V) ، اعلی مخصوص صلاحیت (170 ایم اے · H/G) ، اعلی خارج ہونے والی طاقت ، تیز چارجنگ کی صلاحیت ، اور لمبی سائیکل زندگی ہے ، جس میں اعلی {- درجہ حرارت اور اعلی -}}}}} گرمی کے ماحول میں اچھی استحکام ہے۔
لتیم آئرن فاسفیٹ کرسٹل کا تعلق ایک قسم کے زیتون کے ڈھانچے سے ہے۔ معدنیات میں ، اس کا نام ٹری ہائیلائٹ رکھا گیا ہے ، جو یونانی لفظ جڑوں کی ٹری اور لیلون سے ماخوذ ہے۔ ایسک میں ، رنگ بھوری رنگ ، سرخ ، سرخ رنگ کا ہوسکتا ہے - بھوری بھوری رنگ ، بھوری ، یا سیاہ ، جبکہ اصل مصنوعات کالی یا گرے - سیاہ ہیں۔ کچھ قدرتی معدنی مواد میں لتیم آئرن فاسفیٹ ہوتا ہے ، لیکن گریڈ کم ہے اور عملی اطلاق کی سطح تک نہیں پہنچتا ہے۔ لتیم آئرن فاسفیٹ کا تعلق جامع فاسفیٹ کے زمرے سے ہے ، اور اس کا عمومی کیمیائی فارمولا لیمپو ہونا چاہئے ، جہاں ایم کوئی بھی متنازعہ دھات ہوسکتی ہے ، جس میں فی ، کو ، ایم این ، ٹی آئی ، وغیرہ شامل ہیں ، کیونکہ لیتیم لوہے کے فوسفیٹ کے طور پر لیتھیم آئرن فاسفیٹ کی حیثیت سے لیتھیم لوہے کے فوسفیٹ کو کمرشلائز کرنے والی پہلی کمپنی صرف لیتھیم آئرن فاسفیٹ کا علاج کرنے کے لئے تیار ہوگئی ہے۔ تاہم ، زیتون کے ڈھانچے والے مرکبات کے لئے ، لتیم آئرن فاسفیٹ صرف وہی نہیں ہے جسے لتیم - آئن بیٹریاں میں کیتھوڈ میٹریل کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ موجودہ علم کے مطابق ، یہاں لیمنپو ، لیمنفپو ، لیوپو ، لیکوپو ، اور بہت سے دوسرے مواد بھی موجود ہیں۔
لتیم آئرن فاسفیٹ مواد کی اصل کا پتہ 1996 میں کیا جاسکتا ہے ، جب جاپان کی ٹیلی مواصلات کی کمپنی این ٹی ٹی نے پہلی بار دریافت کیا کہ امپو (اے ایک الکلی دھات ہے ، ایم سی او یا فی) ، لائف کوپو کے امتزاج میں ، ایک لتیم {1} ion آئن کی کیتھوڈ مواد کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے۔ اس کے بعد ، یہ فریم ورک مرکبات کا مطالعہ کرتے ہوئے ، ریاستہائے متحدہ میں میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹکنالوجی میں گڈینف ریسرچ گروپ کے ذریعہ دریافت ہوا ، کہ لتیم آئرن فاسفیٹ مادے میں لتیم {3 {3} ion آئن (LI⁺) انٹرکلیشن اور ڈینٹرکلیشن کی الٹ پراپرٹی ہے۔ 23 اپریل 1997 کو ، آسٹن میں یونیورسٹی آف ٹیکساس نے "ریچارج ایبل لتیم سیکنڈری بیٹریوں کے لئے کیتھوڈ میٹریلز" (WO1997010541) کے عنوان سے پیٹنٹ دائر کیا ، جس میں لیتیم آئرن فاسفیٹ مواد پر پیٹنٹ اجارہ داری کے آغاز کی نشاندہی کی گئی۔
ریاستہائے متحدہ اور جاپان کے ذریعہ اولیوین - ساختی فاسفیٹ (لیمپو) کیتھوڈ مواد کی بیک وقت اشاعت نے بڑی توجہ مبذول کروائی ، وسیع تحقیق کو متحرک کیا ، اور صنعتی عمل کو تیزی سے آگے بڑھایا۔ روایتی لتیم - آئن سیکنڈری بیٹری کیتھوڈ میٹریلز - اسپنیل - ساختی لتیم مینگنیج آکسائڈ (لیمن ₂) اور پرتوں والے - ساختی لیتھیم کوبلٹ آکسائڈ ({- کے ساتھ موازنہ کریں آلودگی خاص طور پر ، محققین اور صنعت کی طرف سے بڑی دلچسپی پیدا کرنے سے ، حفاظت میں بہت بہتری آئی ہے۔
حالیہ برسوں میں تحقیقی نتائج کے مطابق ، لتیم آئرن فاسفیٹ مواد میں ایک اچھی طرح سے - کرسٹالائزڈ اولیوین ڈھانچہ ہے ، اور اس کا لتیم - آئن بازی چینلز روایتی کیتھوڈ مواد سے مختلف ہیں۔ روایتی کیتھوڈ مواد پرت یا اسپنل ڈھانچے ہیں ، جس سے لتیم آئنوں کو تہوں کے درمیان یا بڑے چینلز میں تیزی سے منتقل ہونے کی اجازت ملتی ہے ، اس طرح اچھی خارج ہونے والی کارکردگی کے ساتھ مواد کو مہیا کیا جاتا ہے۔ اس کے برعکس ، لتیم - آئن بازی چینلز لتیم آئرن فاسفیٹ مواد میں ایک {- جہتی ہیں ، اس کا مطلب ہے کہ کرسٹل کے اندر صرف ایک "سرنگ" ہے جس میں لتیم- آئن ڈفیژن ہے ، لہذا لیتھیم {7 ion migration کی شرح ہے۔ خاص طور پر اعلی - کی شرح خارج ہونے والے حالات کے تحت ، اندرونی لتیم آئن وقت کے ساتھ ہجرت نہیں کرسکتے ہیں ، جس کے نتیجے میں اہم الیکٹرو کیمیکل پولرائزیشن ہوتا ہے۔
مذکورہ بالا نتائج کی توثیق کرنے کے لئے خالص لتیم آئرن فاسفیٹ مواد کا استعمال کرتے ہوئے بیٹریوں کو من گھڑت بنایا جاسکتا ہے۔ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ خالص لتیم آئرن فاسفیٹ مواد کی صلاحیت کا استعمال بہت کم ہے ، اور بیٹری سائیکلنگ کے دوران تیزی سے صلاحیت میں کمی کا سامنا کرتی ہے۔ اعداد و شمار 2.1 ایک لتیم - آئن سکے سیل کی سائیکلنگ کی کارکردگی کو دکھاتا ہے جو مصنف کے ذریعہ ہائیڈرو تھرمل ترکیب شدہ خالص لتیم آئرن فاسفیٹ (بغیر کاربن کوٹنگ کے) استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا ہے۔ یہ دیکھا جاسکتا ہے کہ تقریبا 15 چارج - خارج ہونے والے چکروں کے بعد ، بیٹری کی گنجائش میں 20 ٪ سے زیادہ کمی واقع ہوئی ہے۔ لہذا ، خالص لتیم آئرن فاسفیٹ مواد لتیم - آئن بیٹری سسٹم کے لئے موزوں نہیں ہے۔
2000 میں ، کینیڈا کی قومی عوامی افادیت ، ہائیڈرو - québec (H - q) ، کوٹیٹیم لوہے کے فاسفیٹ پر کوٹنگ لیتھیم آئرن فاسفیٹ پر پیٹنٹ فائل کرنے والا پہلا شخص تھا ، جس میں لتیم آئرن فاسفیٹ مواد پر کاربن کوٹنگ کا استعمال بھی شامل ہے۔ اس نے لتیم آئرن فاسفیٹ کو اعلی مخصوص صلاحیت کو حاصل کرنے کے قابل بنایا اور اپنی سائیکل زندگی کو 2000 سے زیادہ سائیکلوں تک بڑھا دیا۔ اس سے کیتھڈ مادے کے طور پر لتیم آئرن فاسفیٹ کے صنعتی عمل کے آغاز کا آغاز ہوا۔
