वर्तमान में, सॉलिड-स्टेट बैटरियों के डिस्कनेक्ट होने की समस्या का कोई व्यावहारिक समाधान नहीं है, क्योंकि उनका अनुसंधान और विकास चरण जारी है, जिससे कई अनसुलझे तकनीकी, आर्थिक और व्यावसायिक चुनौतियाँ सामने आती हैं। वर्तमान तकनीकी सीमाओं को देखते हुए, बड़े पैमाने पर उत्पादन अभी भी एक दूर का लक्ष्य है, और सॉलिड-स्टेट बैटरियाँ अभी बाज़ार में उपलब्ध नहीं हैं।
ठोस अवस्था बैटरी के विकास में क्या बाधा है?
ठोस अवस्था बैटरियाँपारंपरिक इलेक्ट्रोलाइट में पाए जाने वाले तरल इलेक्ट्रोलाइट के बजाय ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करेंलिथियम आयन बैटरीपारंपरिक द्रव लिथियम बैटरियों में चार आवश्यक घटक होते हैं: धनात्मक इलेक्ट्रोड, ऋणात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट और विभाजक। इसके विपरीत, ठोस-अवस्था बैटरियाँ पारंपरिक द्रव समकक्ष के बजाय ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करती हैं।
इस सॉलिड स्टेट बैटरी तकनीक की अपार संभावनाओं को देखते हुए, इसे अभी तक बाज़ार में क्यों नहीं उतारा गया? क्योंकि प्रयोगशाला से व्यावसायीकरण तक के संक्रमण में दो चुनौतियाँ हैं:तकनीकी व्यवहार्यताऔरआर्थिक व्यवहार्यता.
- 1. तकनीकी व्यवहार्यता: एक ठोस-अवस्था बैटरी का मूल कार्य द्रव इलेक्ट्रोलाइट को ठोस इलेक्ट्रोलाइट से प्रतिस्थापित करना है। हालाँकि, ठोस इलेक्ट्रोलाइट और इलेक्ट्रोड पदार्थ के बीच अंतरापृष्ठ पर स्थिरता बनाए रखना एक बड़ी चुनौती है। अपर्याप्त संपर्क से प्रतिरोध बढ़ सकता है, जिससे बैटरी का प्रदर्शन कम हो सकता है। इसके अलावा, ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स में कम आयनिक चालकता और धीमी गति होती है।लिथियम आयनगतिशीलता कम हो जाती है, जिससे चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की गति धीमी हो जाती है।
- इसके अलावा, निर्माण प्रक्रिया अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए, सल्फाइड ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स का उत्पादन निष्क्रिय गैस सुरक्षा के तहत किया जाना चाहिए ताकि हवा में नमी की प्रतिक्रिया से विषाक्त गैसें उत्पन्न न हों। यह उच्च लागत वाली और तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण प्रक्रिया वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादन की व्यवहार्यता में बाधा डाल रही है। इसके अलावा, प्रयोगशाला परीक्षण की स्थितियाँ अक्सर वास्तविक दुनिया के वातावरण से काफी भिन्न होती हैं, जिसके कारण कई प्रौद्योगिकियाँ अपेक्षित परिणाम प्राप्त करने में असमर्थ होती हैं।
- 2. आर्थिक व्यवहार्यता:पूरी तरह से सॉलिड स्टेट बैटरियों की लागत पारंपरिक लिक्विड लिथियम बैटरियों से कई गुना ज़्यादा होती है और इनके व्यावसायीकरण का रास्ता मुश्किलों से भरा है। हालाँकि सैद्धांतिक रूप से इनकी सुरक्षा ज़्यादा होती है, लेकिन व्यवहार में, उच्च तापमान पर सॉलिड इलेक्ट्रोलाइट टूट सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बैटरी का प्रदर्शन कम हो सकता है या बैटरी पूरी तरह से खराब भी हो सकती है।
- इसके अलावा, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान डेंड्राइट्स बन सकते हैं, जो सेपरेटर में छेद कर शॉर्ट सर्किट और यहाँ तक कि विस्फोट का कारण बन सकते हैं, जिससे सुरक्षा और विश्वसनीयता एक गंभीर मुद्दा बन जाती है। इसके अलावा, जब छोटे पैमाने की विनिर्माण प्रक्रिया को औद्योगिक उत्पादन के लिए बढ़ाया जाता है, तो लागत आसमान छू जाएगी।
ठोस अवस्था बैटरियां कब आएंगी?
सॉलिड-स्टेट बैटरियों का मुख्य उपयोग उच्च-स्तरीय उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, छोटे पैमाने के इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी) और एयरोस्पेस जैसे कड़े प्रदर्शन और सुरक्षा आवश्यकताओं वाले उद्योगों में होने की उम्मीद है। हालाँकि, वर्तमान में बाजार में उपलब्ध सॉलिड-स्टेट बैटरियाँ अभी भी अवधारणा विपणन के प्रारंभिक चरण में हैं।
प्रमुख ऑटोमोबाइल कंपनियां औरलिथियम बैटरी निर्माताओंSAIC Motor, GAC-Toyota, BMW, CATL, BYD और EVE जैसी कंपनियाँ सक्रिय रूप से सॉलिड-स्टेट बैटरियों का विकास कर रही हैं। फिर भी, उनके नवीनतम उत्पादन कार्यक्रमों के आधार पर, यह संभावना नहीं है कि सॉलिड-स्टेट बैटरियों का पूर्ण पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन 2026-2027 से पहले शुरू हो पाएगा। यहाँ तक कि टोयोटा को भी अपनी समय-सीमा में कई बार संशोधन करना पड़ा है और अब वह 2030 में बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू करने की योजना बना रही है।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ठोस-अवस्था बैटरियों की उपलब्धता की समय-सीमा तकनीकी चुनौतियों और विनियामक अनुमोदन जैसे विभिन्न कारकों के कारण भिन्न हो सकती है।
उपभोक्ताओं के लिए मुख्य विचार
क्षेत्र में प्रगति की बारीकी से निगरानी करते हुएठोस अवस्था लिथियम बैटरीइस क्षेत्र में, उपभोक्ताओं के लिए सतर्क रहना और सतही तौर पर आकर्षक जानकारी से प्रभावित न होना बेहद ज़रूरी है। हालाँकि वास्तविक नवाचार और तकनीकी सफलताएँ अपेक्षित हैं, लेकिन उन्हें सत्यापित करने में समय लगता है। आशा है कि जैसे-जैसे तकनीक आगे बढ़ेगी और बाज़ार परिपक्व होगा, भविष्य में ज़्यादा सुरक्षित और किफ़ायती नए ऊर्जा समाधान सामने आएंगे।
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पोस्ट करने का समय: 30 अक्टूबर 2024