جب EV بیٹری جلتی ہے تو کیا ہوتا ہے؟

جب EV بیٹری جلتی ہے، تو یہ عام طور پر "تھرمل رن وے" نامی رجحان کی وجہ سے ہوتا ہے۔ آسان الفاظ میں، یہ ایک سلسلہ رد عمل ہے جو اس وقت شروع ہوتا ہے جب بیٹری میں ایک سیل کسی وجہ سے زیادہ گرم ہو جاتا ہے، اکثر بیرونی جسمانی نقصان، زیادہ گرمی، یا زیادہ چارجنگ کی وجہ سے (جسے "بیرونی نقصانات" کہا جاتا ہے)۔ بعض اوقات، یہ ایک اندرونی مسئلہ جیسے مینوفیکچرنگ کی خرابیوں یا بیٹری سیل کے اندر ایک شارٹ سرکٹ (جسے "اندرونی پریشانی" کہا جاتا ہے) سے متحرک ہو سکتا ہے۔

ایک جلتی ہوئی EV بیٹری خاص طور پر اس سے متعلق ہو سکتی ہے کیونکہ، روایتی اندرونی دہن انجن کار کے برعکس، EVs میں بیٹریاں اکثر گاڑی کی لمبائی کو چلاتی ہیں۔ ایک بار جب EV بیٹری پیک میں ایک سیل میں آگ لگ جاتی ہے، تو گرمی قریبی خلیات کو بھی آگ لگ سکتی ہے، جس کے نتیجے میں ایک سلسلہ ردعمل ہوتا ہے جو تیزی سے پوری بیٹری پیک اور ممکنہ طور پر پوری گاڑی کو اپنی لپیٹ میں لے سکتا ہے۔

اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، آج کی EVs میں استعمال ہونے والی بیٹری کی سب سے عام قسم، لیتھیم آئن بیٹری، آتش گیر نامیاتی مائع الیکٹرولائٹس پر مشتمل ہے۔ یہ ان بیٹریوں کو آگ لگنے اور پھٹنے کا زیادہ خطرہ بناتا ہے جب نقصان پہنچا یا غلط طریقے سے ہینڈل کیا جائے۔ مزید برآں، ایک مخصوص خطرہ ہے جسے "لیتھیم ڈینڈرائٹس" کہا جاتا ہے، جو کہ چھوٹے، سوئی کی طرح کے پروجیکشنز ہیں جو چارجنگ کے دوران اینوڈ پر بن سکتے ہیں۔ اگر یہ ڈینڈرائٹس کافی بڑے ہو جاتے ہیں، تو وہ الگ کرنے والے کو چھید سکتے ہیں، جس سے شارٹ سرکٹ ہو سکتا ہے اور ممکنہ طور پر تھرمل بھاگنے کی صورت حال پیدا ہو سکتی ہے۔

لہذا، بیٹری کے ڈھانچے کی سالمیت اور الگ کرنے والوں کا معیار EV بیٹری کی حفاظت کو یقینی بنانے میں اہم عوامل ہیں۔ اس طرح، کوالٹی بیٹریاں فیکٹری چھوڑنے سے پہلے مختلف تناؤ کے ٹیسٹ سے گزرتی ہیں، بشمول "پنکچر" ٹیسٹ جو مثبت اور منفی الیکٹروڈز اور سیپریٹر کو بیک وقت نقصان کی وجہ سے ہونے والے شارٹ سرکٹ کی نقالی کرتا ہے۔

مندرجہ بالا کے باوجود، یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ EVs میں تھرمل رن وے نسبتاً نایاب ہے، اور بہت سے مینوفیکچررز، محققین، اور ادارے ان بیٹریوں کی حفاظت کو مزید بہتر بنانے کے لیے تندہی سے کام کر رہے ہیں۔ ایک نقطہ نظر سالڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی ترقی ہے، جو آتش گیر مائع الیکٹرولائٹ کو غیر آتش گیر ٹھوس سے بدل دیتی ہے۔ تاہم، 2023 تک، یہ بیٹریاں اب بھی بڑی حد تک تحقیق اور ترقی کے مرحلے میں ہیں۔

اگست 2023 کے ابتدائی دنوں میں، ایک NIO ES8 چین کے ژیجیانگ میں سڑک کے ستون سے ٹکرا گیا، اور چند ہی لمحوں میں آگ کے شعلوں میں بھڑک اٹھی، جس سے ڈرائیور کی جان چلی گئی۔ واقعہ کی ابھی تفتیش جاری ہے۔ کچھ دن پہلے، جولائی کے آخر میں، ایک Tesla ماڈل Y اور ایک Audi سیڈان ڈونگ گوان، گوانگ ڈونگ میں ٹکرا گئی۔ ٹیسلا نے کنٹرول کھو دیا، ایک گارڈریل سے ٹکرایا، اور آگ میں پھٹ گئی۔

تھوڑا سا آگے کی طرف مڑیں، اور ہمیں جیانگ مین، گوانگ ڈونگ میں ایک NIO آٹو بیٹری سویپ اسٹیشن مل گیا۔ وجہ؟ ایک NIO صارف کی بیٹری، جس کی شناخت بیرونی قوتوں سے خراب ہونے کے طور پر ہوئی، اسٹیشن پر واپسی پر معائنہ کے دوران آگ لگ گئی۔

یہ وہ ڈراؤنے خواب ہیں جو الیکٹرک گاڑیوں (EVs) کو گلے لگانے کے خلاف مزاحمت کرنے والے بہت سے پٹرول کے شوقین افراد نے تصور کیا ہے، اور ان کو دور کرنا مشکل ترین: EV بیٹریوں کی حفاظت۔ یہ خوف بے بنیاد نہیں ہے۔ بیٹری کی آگ روایتی کاروں کے مقابلے ای وی میں زیادہ خطرناک ہو سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک EV میں بیٹری پوری گاڑی میں ضم ہو جاتی ہے، جس سے آگ لگنے کی صورت میں اسے مکمل دہن کا خطرہ ہوتا ہے۔ اس سے بھی زیادہ پریشان کن، جب کہ روایتی گاڑیوں میں آگ لگنے کا تعلق عام طور پر ٹریفک حادثات سے ہوتا ہے، EVs بعض اوقات آرام کے دوران خود بخود جل سکتی ہیں، جو خبروں کو زیادہ نمایاں کرتی ہیں۔

ان "تھرمل بھاگنے" کے واقعات کی عام وجوہات دو اقسام میں آتی ہیں: بیرونی خطرات اور اندرونی پریشانیاں۔ بیرونی خطرات میں مکینیکل غلط استعمال، تھرمل بیجا استعمال، اور بجلی کا غلط استعمال شامل ہے، عام طور پر حادثات، زیادہ درجہ حرارت، زیادہ چارجنگ، یا خارج ہونے کی وجہ سے۔ ٹریفک کے واقعات کے دوران شدید تصادم پر آگ لگنے کے علاوہ، NIO نے 8 میں ایک ES2019 EV کے اچانک دہن کے واقعے کی بھی اطلاع دی جس کی دیکھ بھال کے دوران ایک شارٹ سرکٹ کی وجہ سے بیٹری پیک کے ڈھانچے کے کمپریشن کی وجہ سے چیسس کے اثر کے بعد ہوا تھا۔ تقریبا تمام دیگر چینی ای وی مینوفیکچررز نے اسی طرح کے معاملات کی اطلاع دی ہے۔

نام نہاد اندرونی پریشانیاں کثیر جہتی ہیں۔ موجودہ لیتھیم آئن بیٹریاں، جو بنیادی طور پر مثبت اور منفی الیکٹروڈز، الگ کرنے والے، اور الیکٹرولائٹ پر مشتمل ہیں، اپنے منفرد خطرات پیش کرتی ہیں۔ مثال کے طور پر، لتیم چڑھانا کا رجحان اس وقت ہوتا ہے جب بیٹری کے اندر حرکت کرنے والے لتیم آئن الیکٹروڈ کو الگ کرنے والی پتلی جھلی پر جمع ہوتے ہیں، جس سے لیتھیم ڈینڈرائٹس بنتے ہیں۔ یہ ڈینڈرائٹس جھلی کو چھید سکتے ہیں، جس سے شارٹ سرکٹ اور تیزی سے گرمی جمع ہوتی ہے۔

لہٰذا، بیٹری کی ساخت کی سالمیت اور الگ کرنے والا معیار بیٹری کی حفاظت کے اہم عامل ہیں۔ اعلیٰ معیار کی بیٹریاں فیکٹری سے نکلنے سے پہلے سخت جانچ سے گزرتی ہیں، بشمول "کیل پینیٹریشن" ٹیسٹ (اگرچہ عالمی طور پر لازمی نہیں) جس کا مقصد مثبت اور منفی الیکٹروڈز اور الگ کرنے والے کی سالمیت کو نقصان پہنچا کر شارٹ سرکیٹنگ کرنا ہے۔

اس بات کو ذہن میں رکھتے ہوئے، حفاظت میں بہتری کا قدرتی راستہ واضح نظر آتا ہے: آتش گیر نامیاتی الیکٹرولائٹ کو ایک غیر متحرک، غیر رسنے والے، تھرمل طور پر مستحکم ٹھوس مواد سے تبدیل کریں۔ سالڈ اسٹیٹ بیٹریاں اپنی حفاظت اور توانائی کی کثافت کے لیے بیٹری انڈسٹری کے روڈ میپ میں واضح "اگلا اسٹیشن" بن گئی ہیں۔ تاہم، وسیع پیمانے پر اپنانے کا سفر مضحکہ خیز ثابت ہوا ہے۔ یو ایس اوک رج نیشنل لیبارٹری نے 1990 کے اوائل میں پہلی سالڈ اسٹیٹ بیٹری بنانے کے باوجود، مسلسل تکنیکی رکاوٹیں برقرار ہیں۔

سالڈ اسٹیٹ بیٹریوں کی دنیا میں، ٹھوس الیکٹرولائٹ مواد کے لیے تین مرکزی دھارے کے نظام ہیں: پولیمر، آکسائیڈز، اور سلفائیڈ۔ ہر ایک کی اپنی طاقتیں اور کمزوریاں ہیں، اور سب کو پیداواری اسکیل ایبلٹی اور کوالٹی کنٹرول کے چیلنجوں کا مقابلہ کرنا چاہیے جو کمرشلائزیشن میں شامل ہیں۔

موجودہ مائع بیٹریوں کی ناقص کم درجہ حرارت کی کارکردگی کی وجہ سے سردیوں میں الیکٹرک گاڑیوں کی کم رینج پر شک کرنے والے طنز کرتے ہیں، جبکہ گرمیوں میں چارجنگ کے دوران دہن کے ممکنہ خطرہ بھی تشویش کا باعث ہے۔ یہ ایک محفوظ، زیادہ موثر بیٹری کی ضرورت پر زور دیتا ہے جو تمام موسموں کے مطالبات کو سنبھال سکے۔

ٹھوس الیکٹرولائٹس کے لیے پیچیدہ ڈھانچے بنانے کے لیے 3D پرنٹنگ کے ساتھ تجربے نے کچھ وعدہ دکھایا ہے۔ مثال کے طور پر، آکسفورڈ یونیورسٹی کے محققین نے تھری ڈی پرنٹنگ کا استعمال ایک سہ جہتی فریم ورک کی تعمیر کے لیے کیا ہے، جو ٹھوس الیکٹرولائٹ سے بھرا ہوا ہے، تاکہ مکینیکل طاقت کو بہتر بنایا جا سکے اور آسانی سے فریکچر کو روکا جا سکے۔ اسی طرح، امریکی کمپنی ساکو بائنڈر جیٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتی ہے تاکہ مطلوبہ الیکٹروڈ مواد اور ٹھوس الیکٹرولائٹ پاؤڈرز کو سبسٹریٹ پر جمع کیا جا سکے اور انہیں مائع ریجنٹس کے ساتھ "مضبوط" کیا جا سکے۔

اگرچہ 3D پرنٹنگ انٹرفیس کے رابطے کے رقبے کو بڑھانے اور مواد کی چھید کو کنٹرول کرنے کا ایک ذریعہ پیش کر سکتی ہے، لیکن ان تجرباتی تکنیکوں کو ایک قابل عمل، بڑے پیمانے پر تیار کردہ حل میں تبدیل کرنے سے پہلے ابھی بھی بڑی رکاوٹوں کو دور کرنا باقی ہے۔ کارکردگی اور لاگت کو متوازن کرنا، اسکیل ایبلٹی کا حصول، اور کوالٹی کنٹرول کے سخت معیارات کو برقرار رکھنا وہ چیلنجز ہیں جو ان امید افزا حلوں کو سڑک کے بجائے لیب میں رکھتے ہیں۔

جیسا کہ ہم تیزی سے برقی مستقبل کی طرف دوڑ رہے ہیں، موروثی خطرات اور بہتر حفاظتی اقدامات کا مسلسل تعاقب صنعت کو بہاؤ کی حالت میں رکھتا ہے۔ مشکل چیلنجوں کے باوجود، ایک محفوظ، زیادہ موثر الیکٹرک گاڑیوں کی صنعت کی طرف مارچ جاری ہے، جو کہ انتھک جدت طرازی اور پائیدار مستقبل کے عزم کی وجہ سے ہے۔ ہمیشہ کی طرح، نیویارکر ان پیش رفتوں پر اپنی گہری نظر رکھے گا، آگے کے سفر پر بصیرت اور تجزیہ پیش کرنے کے لیے تیار ہے۔