EN
تیز لینکس
ہر چارجن سائیکل کے بعد دوبارہ چارج ہونے والی بیٹریوں میں تھوڑی سی پہننے کی صورتحال ہوتی ہے کیونکہ ان کے اندر آئنز حرکت کرتے ہیں اور الیکٹروڈز چارجنگ کے دوران پھیلتے ہیں۔ جب لیتھیم آئن سیلز انتہائی سطح پر کام کرتے ہیں، چاہے وہ تقریباً خالی ہوں یا مکمل طور پر بھرے ہوئے، تو وہ بیٹری کے اینوڈ حصے پر اضافی دباؤ ڈالتے ہیں۔ قومی تجدید پذیر توانائی لیب کی 2020 کی تحقیق کے مطابق، اس قسم کے استعمال سے بیٹری کی صلاحیت میں ہر سال 24 فیصد تک کمی آ سکتی ہے، متوازن رکھنے کے مقابلے میں۔ یہ مسئلہ اس وقت مزید بگڑ جاتا ہے جب گیجٹس باقاعدگی سے 90 فیصد سے آگے چارج ہوتے رہتے ہیں، کیونکہ اس سے لیتھیم پلیٹنگ کہلانے والی چیز پیدا ہوتی ہے جو بیٹریوں کے وقت کے ساتھ موثریت کھونے کی ایک اہم وجہ ہے۔
لیتھیم آئن بیٹریز کو تقریباً 30 فیصد اور 70 فیصد چارج کے درمیان رکھنا الیکٹروڈز پر ان جھنجھٹ بھری بلوری تشکیلات کو روکنے میں مدد دیتا ہے، جس سے 0 سے 100 فیصد تک مکمل طور پر تفریغ کرنے کے مقابلے میں تقریباً 40 فیصد کمی واقع ہوتی ہے۔ توانائی کے محکمہ نے 2019 میں اس کا جائزہ لیا اور ایک دلچسپ بات دریافت کی: ان کے تجربات سے پتہ چلا کہ جب یہ بیٹریاں صرف آدھی حد تک تفریغ ہوتی ہیں (تقریباً 50 فیصد)، تو وہ اپنی اصل صلاحیت کا صرف 80 فیصد رہنے سے پہلے 1,200 سے 1,500 چارج سائیکلز تک چلتی ہیں۔ یہ اس بات کا واضح ثبوت ہے کہ مکمل تفریغ کے سائیکلز کی بار بار تکرار سے صرف 500 سائیکلز ملتے ہیں۔ گاڑیوں کے سازوسامان نے بھی اس بات کا نوٹس لیا ہے۔ بہت سی الیکٹرک گاڑیاں اب تیز چارجنگ کو 80 فیصد تک محدود کر دیتی ہیں تاکہ ان مہنگی بیٹری پیکس کو وقت کے ساتھ سالم رکھا جا سکے۔ ٹیسلا، نسان اور دیگر تمام اپنی الیکٹرک گاڑیوں کے ڈیزائن میں اسی قسم کی حکمت عملی استعمال کرتے ہیں۔
| تفریغ کی گہرائی | اوسط سائیکل عمر | 3 سال کے بعد صلاحیت کی بحالی |
|---|---|---|
| 100% (مکمل) | 500 چکل | 65%-70% |
| 50% | 1,200 سائیکلز | 85%-88% |
جب ہم بیٹری سائیکل کی بات کرتے ہیں، تو بنیادی طور پر ہم ڈیوائس کی مجموعی چارج کا 100% استعمال ہونے کو دیکھ رہے ہوتے ہیں، چاہے وہ ایک بار میں مکمل طور پر ختم ہو جائے یا پھر دن بھر میں چھوٹی چھوٹی چارجز کے ذریعے ختم ہو۔ جدید بیٹریاں اس پہننے اور پھٹنے کا حساب کتاب کیسے رکھتی ہیں، اس کی وضاحت کرتی ہے کہ لوگوں کا اپنی ڈیوائس کی بیٹری لائف کے حوالے سے تجربہ بہت مختلف کیوں ہوتا ہے، حالانکہ وہ بالکل ایک جیسے ماڈل کے مالک ہوتے ہیں۔ جو لوگ عام طور پر اپنی ڈیوائس کو چھوٹے چھوٹے حصوں میں چارج کرتے ہیں، وہ عام طور پر 500 مکمل چارج سائیکلز کے بعد بھی اپنی بیٹری میں تقریباً 92% اصل طاقت برقرار پاتے ہیں۔ 2022 میں کنزیومر رپورٹس کی جانب سے کیے گئے کچھ تجربات کے مطابق، اس کا مقابلہ ان لوگوں سے کریں جو باقاعدگی سے اپنی بیٹری کو مکمل صفر تک ختم کر دیتے ہیں، جن کی ڈیوائسیں اسی قسم کے استعمال کے بعد اکثر صرف 76% صلاحیت تک محدود ہو جاتی ہیں۔
لیتھیم آئن بیٹریوں کو 20 فیصد اور 80 فیصد کے درمیان چارج کی حالت میں رکھنا وقت کے ساتھ ساتھ ان پر الیکٹرو کیمیکل دباؤ کو واقعی کم کر دیتا ہے۔ 2023 میں بیٹری یونیورسٹی کی حالیہ تحقیق کے مطابق، جب ہم خلیے کے لحاظ سے چارجنگ والٹیج کو تقریباً 3.92 وولٹ پر محدود کرتے ہیں جو تقریباً 65 فیصد SOC کے برابر ہوتا ہے، تو ان بیٹریوں کی عمر بہت زیادہ ہو جاتی ہے جس کی وجہ سے انہیں تبدیل کرنے کی ضرورت کم پڑتی ہے۔ خلیے کے لحاظ سے مکمل چارج کی سطح 4.2 وولٹ پر عام طور پر 300 سے 500 سائیکل ملتے ہیں، اس طریقہ کار سے ہمیں تقریباً 2,400 سائیکل تک ملتے ہیں۔ اس کی کامیابی کا راز کیا ہے؟ یہ بیٹری کی زندگی کو مختصر کرنے والی دو بڑی پریشانیوں کو روکنے میں مدد کرتا ہے: اینوڈ سائیڈ پر لیتھیم کا پلیٹنگ اور کیتھوڈ مواد میں آکسیکرشن کا عمل۔ بنیادی طور پر یہی عمل ہیں جو بیٹریوں کو عمر بھر استعمال کرنے پر خراب ہونے کی وجہ بنتے ہیں۔
| چارج کی سطح (واحد خلیہ فی وولٹ) | سائیکل زندگی کی حد | گنجائش کی بحالی |
|---|---|---|
| 4.20 (100% SOC) | 300–500 | 100% |
| 3.92 (65% SOC) | 1,200–2,000 | 65% |
جن لوگوں کو اپنی ڈیوائسز کی زیادہ سے زیادہ چلنے کی صلاحیت سے زیادہ بیٹری کی عمر کی فکر ہوتی ہے، وہ اپنی چارج لیول کو 25% اور 75% کے درمیان رکھنے پر غور کر سکتے ہیں۔ اس طریقہ کار سے روزانہ وولٹیج میں تبدیلیوں میں تقریباً 35% کمی آتی ہے، جو بیٹری خانوں پر SEI تہہ کی نشوونما کو سست کرنے میں مدد دیتی ہے۔ SEI تہہ بنیادی طور پر وہ چیز ہے جو وقتاً فوقتاً بیٹریوں کی کارکردگی کو خراب کرتی ہے۔ یقیناً، اس طریقے کا مطلب ہے کہ کسی بھی لمحے دستیاب صلاحیت میں سے تقریباً 15 تا 20% کی قربانی دینی پڑتی ہے، لیکن ان چیزوں کے لیے جن کا استعمال دن بھر نہیں ہوتا، جیسے بیک اپ پاور سسٹمز یا موسمی سامان، یہ فائدہ نمایاں ہوتا ہے۔ کچھ تجربات سے پتہ چلتا ہے کہ اس تنگ حد کے اندر کام کرنے والی بیٹریاں اپنی مکمل عمر کے دوران تین گنا زیادہ کل توانائی فراہم کر سکتی ہیں۔
جب لیتھیم بیٹریاں لمبے عرصے تک چارج کی حالت 80 فیصد سے زائد رہتی ہیں، تو وہ بہت تیزی سے خراب ہونے لگتی ہیں کیونکہ ان کی اندرونی مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے جس کے ساتھ ساتھ خلیوں کے اندر حرارت بھی جمع ہوتی ہے۔ اس کے پیچھے کے سائنسی حقائق یہ ظاہر کرتے ہیں کہ فی سیل 4.2 وولٹ تک مکمل طور پر چارج کرنا دراصل بیٹری کی عمر کو آدھا کر دیتا ہے، اس کے مقابلے میں انہیں تقریباً 4.0 وولٹ پر رکھنے کے مقابلے میں۔ اسمارٹ فون جیسی اصلی اشیاء پر نظر ڈالیں تو، ایک شخص جو ہر روز اپنے فون کو 100 فیصد تک چارج کرتا ہے، صرف بارہ ماہ بعد یہ پا سکتا ہے کہ بیٹری اب صرف اپنی اصل گنجائش کا تقریباً 73 فیصد ہی برقرار رکھتی ہے۔ لیکن اگر کوئی دوسرا شخص 80 فیصد پر روکنے کی عادت بناتا ہے، تو ان کی فون بیٹری باقاعدہ استعمال کے ایک پورے سال کے بعد بھی 90 فیصد سے زائد کارکردگی برقرار رکھنے کا امکان رکھتی ہے۔
جزوی تفریغ بیٹری کے مواد پر چارج اور ڈسچارج کے دوران میکانکی دباؤ کو کم کر کے بوجھ کم کرتا ہے۔ ہلکے استعمال (مثلاً، دوبارہ چارج کرنے سے پہلے 20–40 فیصد تک ڈسچارج) الیکٹروڈ کی وسعت اور انقباض کو محدود کرتے ہیں، جبکہ گہرے چکروں سے ساختی تبدیلیاں زیادہ شدید ہوتی ہیں جو کیتھوڈز میں دراڑیں اور الیکٹرولائٹ انٹرفیسز میں عدم استحکام کو فروغ دیتی ہیں۔
مطالعات ظاہر کرتے ہیں کہ 100 فیصد تفصیلی تفریغ (DoD) کے تحت آنے والی بیٹریاں اپنی صلاحیت کم کر دیتی ہیں تین گنا تیز ان کے مقابلے میں جنہیں 50 فیصد DoD پر چکر لگایا جاتا ہے۔ صنعت کے بہترین طریقہ کار اسی کو عکسیں کرتے ہیں، جو فعال مواد میں جالی کی خرابی کو روکنے کے لیے جزوی تفریغ پر زور دیتے ہیں۔
تفصیلی تفریغ اور سائیکل کی عمر کے درمیان تعلق لاگرتھمی رجحان پر مبنی ہے:
| تفصیلی تفریغ (DoD) | اوسط سائیکل کی عمر (Li-ion) |
|---|---|
| 100% | 300–500 سائیکل |
| 80% | 600–1,000 سائیکل |
| 50% | 1,200–2,000 سائیکلز |
| 20% | 3,000+ سائیکلز |
بیٹری کی تقریباً 50 فیصد تک دستیاب توانائی استعمال کرنا دراصل نکل-منگنیز-کوبالٹ کیتھوڈز کے اندر بلور ساخت کو محفوظ رکھتا ہے اور آئنی سطح پر چیزوں کو مستحکم رکھتا ہے۔ گزشتہ سال کی تحقیق نے بھی کچھ دلچسپ نتائج ظاہر کیے۔ جب بیٹریوں کو ان کی صلاحیت کے تقریباً آدھے حصے تک استعمال کیا گیا، تو وہ 1,000 چارج سائیکلز کے بعد بھی اپنی اصل طاقت کا تقریباً 92 فیصد برقرار رکھتی تھیں۔ لیکن جب لوگ ہر بار انہیں مکمل طور پر خالی ہونے دیتے تھے، تو وہی بیٹریاں 400 ویں سائیکل تک تقریباً 40 فیصد صلاحیت کھو چکی تھیں۔ اس سے بڑا فرق پڑتا ہے۔ ان چیزوں کے لیے جہاں قابل اعتمادی سب سے زیادہ اہم ہوتی ہے، جیسے زندگی بچانے والے طبی آلات یا شمسی توانائی ذخیرہ کرنا، لمبے عرصے میں یہ چھوٹے سائیکلنگ کا طریقہ واقعی فائدہ مند ثابت ہوتا ہے۔
لیتھیم آئن بیٹریاں زیادہ وولٹیج کی سطح پر رہنے کی صورت میں تیزی سے خراب ہوتی ہیں، خاص طور پر فی سیل تقریباً 4.2 وولٹ کے اردگرد۔ حالیہ کچھ مطالعات کے مطابق، بیٹری کو خالی ہونے سے لے کر مکمل چارج ہونے تک جانے کے مقابلے میں اس کی چارجنگ کو تقریباً 20 فیصد سے 80 فیصد کے درمیان رکھنے سے بیٹری کے خلیات کے اندر کیمسٹری کے دباؤ میں تقریباً دو تہائی کمی آتی ہے (جیسا کہ جیفرسن وائی آئی انڈسٹریل بیٹری اسٹڈی 2023 میں نوٹ کیا گیا تھا)۔ مختصر عرصے کے لیے بھی اوور چارجنگ بیٹری کے اندر درجہ حرارت کو خطرناک حد تک بڑھا سکتی ہے، جس سے تھرمل رن اواے جیسی سنگین صورتحال کے ہونے کا امکان بڑھ جاتا ہے۔ حالانکہ بہت سے جدید چارجرز تقریباً 80 فیصد تک پہنچنے کے بعد سست روی سے چارجنگ کرنے پر تبدیل ہو جاتے ہیں، تاہم مکمل چارج ہونے کے بعد بیٹری کو لمبے عرصے تک منسلک رکھنا بیٹری کے اندر الیکٹرولائٹ محلول کی تحلیل کا باعث بن سکتا ہے۔ اسی وجہ سے ذہین صارفین اکثر آلے کو مکمل چارج ہونے کا اشارہ ظاہر ہونے سے پہلے ہی ان پلگ کر لیتے ہیں۔
حرارت بیٹری کی خرابی کا ایک بڑا سبب ہے۔ 35°C (95°F) سے اوپر ہر 8°C (15°F) کے لحاظ سے بیٹری کی عمر دگنی ہو جاتی ہے۔ آئیڈاهو نیشنل لیبیریٹری کی ایک تحقیق (2022) میں دکھایا گیا کہ 40°C پر چلنے والی لیتھیم آئن بیٹریاں 20°C پر استعمال ہونے والی بیٹریوں کے مقابلے میں دگنی تعداد میں صرف آدھے سائیکلز میں 50% گنجائش کھو دیتی ہیں۔ سادہ احتیاطی تدابیر مدد کرتی ہیں:
ناقص معیار کے چارجرز اکثر مناسب وولٹیج ریگولیشن سے محروم ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے بیٹریاں تباہ کن لہروں کے سامنے ہوتی ہیں۔ 2024 کی ایک صنعتی رپورٹ میں انکشاف ہوا کہ غیر سرٹیفائیڈ USB-C چارجرز کے 78% حفاظتی حد سے زیادہ 10% تک وولٹیج کی حد عبور کر گئے۔ بیٹری کی صحت کی حفاظت کے لیے، ان چارجرز کا انتخاب کریں جن میں ہو:
یہ غلط فہمی پرانی نکل-کیڈمیم بیٹریوں سے آتی ہے، جنہیں 'میموری ایفیکٹ' کا سامنا تھا۔ جدید لیتھیم آئن بیٹریاں اکثر جزوی چارج کے ساتھ بہترین کارکردگی دکھاتی ہیں۔ گہری تخلیہ بندی الیکٹروکیمسیکل تناؤ کو بڑھاتی ہے اور صلاحیت کے نقصان کو تیز کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، مکمل 0% سے 100% سائیکلز کے مقابلے میں 40% اور 80% چارج کے درمیان سائیکلنگ صلاحیت کے گھٹنے کو 30% تک کم کر دیتی ہے۔
جدید بیٹری مینجمنٹ سسٹمز اوورچارجنگ کو روک دیتے ہیں، لیکن توسیع شدہ دورانیے کے لیے، خاص طور پر رات بھر چارجنگ کے دوران، بیٹری کو 100 فیصد تک بھرے رکھنا اب بھی اس کے اندر موجود کیمیائی اجزاء پر اضافی دباؤ ڈالتا ہے۔ حالیہ تھرمل امیجنگ ٹیسٹس (2023) نے ایک دلچسپ بات بھی ظاہر کی۔ وہ بیٹریاں جو رات گزارنے کے دوران منسلک رہیں، دن بھر میں مختصر وقفے پر چارج ہونے والی بیٹریز کے مقابلے میں تقریباً 8 درجہ سیلسیس زیادہ اندرونی حرارت پیدا کرتی تھیں۔ زیادہ تر لوگوں کو یہ بات بہترین لگتی ہے کہ جب ان کی ڈیوائس کی چارج حالت تقریباً 80 تا 90 فیصد تک پہنچ جائے تو پلگ نکال لیا جائے۔ اس طریقہ کار سے بیٹری سیلز پر زیادہ وولٹیج کی حالت میں رہنے کا دورانیہ کم ہوتا ہے، جو وقتاً فوقتاً ان کی عمر کو برقرار رکھنے میں مدد دیتا ہے۔
ہلکی تفریغ بیٹری کی عمر کو کافی حد تک بڑھاتی ہے—50 فیصد تفریغ کی گہرائی مکمل تفریغ کے مقابلے میں تقریباً دو گنا زیادہ سائیکلز دیتی ہے۔ ان عادات کو اپنائیں:
معیاری چارجنگ کے مقابلے میں تیز چارجنگ تقریباً 40 فیصد زیادہ حرارت پیدا کرتی ہے، جس سے اینوڈ مواد پر حرارتی دباؤ بڑھ جاتا ہے۔ تیزی سے عمر بڑھنے والے ٹیسٹوں سے ظاہر ہوتا ہے کہ اس کی وجہ سے اجزاء میں 2.3 گنا تیزی سے خرابی آ سکتی ہے۔ صرف ضرورت پڑنے پر تیز چارجنگ کا استعمال کریں، اور بیٹری کی سالمیت کو برقرار رکھنے اور حرارت کو دور کرنے کے لیے تیز رفتار چارجنگ کے دوران تحفظی کیسز ہٹا دیں۔