[ऑटोमोटिव टेक्नोलॉजी ट्रेंड्स] बैटरी, हर कार में अलग क्यों? भाग 2: एडवांस्ड पिछले लेख में हमने समझा कि हर कार की बैटरी अलग क्यों होती है। इस लेख में हम इलेक्ट्रिक वाहनों की बड़ी बैटरियों पर गहराई से नज़र डालेंगे। वर्तमान में बड़े पैमाने पर उत्पादित दो प्रकार की बैटरियाँ हैं: LFP और NMC। इनका अंतर उनके निर्माण तरीके में नहीं, बल्कि इनके प्राथमिकता मान में है। इसके अलावा, अभी विकास के चरण में एक और बैटरी है: सॉलिड-स्टेट। इलेक्ट्रिक कारों की बड़ी बैटरियाँ क्यों लिथियम-आयन होती हैं? क्योंकि प्रति किलोग्राम संचयित ऊर्जा पर, सीसा-एसिड बैटरी की तुलना में कई गुना अधिक होती है, जिससे कार को चलाने के लिए पर्याप्त बिजली स्टोर की जा सकती है। इसके अंदर दो मुख्य श्रेणियाँ हैं: LFP, मूल्य और आयु पर केंद्रित; NMC, लंबी दूरी के लिए। दोनों ही पहले से ही बड़े पैमाने पर उत्पादित हो रही हैं। LFP, यानी लिथियम-आयरन-फॉस्फेट (Lithium Iron Phosphate) बैटरी, कैथोड में निकल और कोबाल्ट के स्थान पर आयरन और फॉस्फेट का उपयोग करती है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के मुताबिक, 2025 तक, पूरी दुनिया में स्थापित EV बैटरियों में से 50% से अधिक LFP होंगे, और प्रति किलोवॉट-घंटा मूल्य NMC से 40% से अधिक सस्ता होगा। LFP की सेल-जीवनकाल 3,000 से 5,000 साइकल्स के बीच होता है, NMC के 1,000 से 2,500 साइकल्स की तुलना में। प्रतिदिन 100% चार्ज करने पर BMS पर कम दबाव पड़ता है, साथ ही LFP का प्रज्वलन तापमान (लगभग 270°C) NMC (150–210°C) से कहीं अधिक है। इसका मतलब है कि LFP में आग लगना संभव है, परंतु प्रारंभ होना कठिन है। Tesla Model 3, Model Y के स्टैंडर्ड मॉडल, Ford Mustang Mach-E Standard Range (73kWh), 2027 Model Chevrolet Bolt (65kWh) LFP का उपयोग करते हैं। NMC, Nickel Manganese Cobalt (निकल-मैंगनीज-कोबाल्ट) है। LFP की तुलना में NMC मेंऊर्जा-घनत्व (energy density)अधिक होता है,इसलिएएक हीवजनपरअधिकदूरीतयात्राकीअनुमति मिलतीहै।सेल-आधारितऊर्जा-घनत्वLFP 90–205 Wh/kgहै,जबकिNMC150–300 Wh/kgहै।हालाँकि,NMCमहँगा,अधिकसमयमेंखराबहोजाताहै,औरप्रतिदिन100%चार्जकरनेसेइसकाप्रदर्शनतेज़ीसेख़राबहोजाताहै।इसलिएNMCवाहनोंकेलिएसामान्यतः80%चार्जकोदैनिकउपयोगकेलिएअनुशंसितकियाजाताहै—इसलिएहीलंबीदूरीवालेमॉडलNMCकाउपयोगकरतेहैं। LFPकीकमज़ोरियोंमेंभारऔरठंडशामिलहैं।एकहीदूरीतयात्राकेलिएLFPबैटरीपैकभारीयाबड़ाहोताहै।ठंडमेंअंतरअधिकस्पष्टहोताहै।शुद्धशून्यसे नीचेके तापमानपरLFPबैटरी30%सेअधिकचलनकीदूरीखोसकतीहै,जबकिNMC15%–25%खोतीहै।मिशिगनजैसेसमयमेंलंबे शीतकालवालेक्षेत्रोंमें,बैटरीप्री-हीटिंगऔरचार्जिंगसे पहलेतापमान प्रबंधन,चलनकीदूरीजितना ही महत्वपूर्णहोता है।चार्ज से पहले बैटरी गरम करने वाली फ़ंक्शन वाले और बिना इस फ़ंक्शन वाले वाहन शीतकाल में चार्ज गति में अंतर दिखाते हैं। डायग्नोस्टिक्स के संदर्भ में, LFP का सपाट (flat) वोल्टेज प्रोफ़ाइल महत्वपूर्ण है। LFP सेल 20% से 80% SOC (State of Charge) के मध्यवर्ती समय में 3.2V से 3.3V के समीप पर स्थिर होता है। केवल वोल्टेज पढ़कर प्रश्रवण (remaining charge) मापना,इस समय-अवधि में,व्यवहार मेंअसफलहोजाता है।BMS (Battery Management System)कोCoulombCounting(धारा-एकत्रण)औरसेलमॉडलदोनोंप्रयोगकरनेहोते हैं,औरपुण्यचढ़ाई(फुल-चार्ज)औरडिसचार्जएंडपॉइंटपरसुधारकरना आवश्यकहोता है।बैटरीहेल्थ(Health)जबभीजाँचें,वोल्टेजएकलएकमुख्यमापदंडनहींहोता—SOC(चार्जस्थिति),SOH(स्वास्थ्यअवस्था),तापमानऔरसेल-बीचअंतरभीदेखनेहोते हैं।अगरवोल्टेजसहीहैपरचलनदूरीकमहै,तोपहलेSOCऔरSOHऔरसेलअसमानता(cellvariance)प्रश्रवण(verify)करें। सॉलिड-स्टेट (Solid-state) —अगलाचरण—एकऐसीबैटरीहैजिसमेंएकद्रवइलेक्ट्रोलाइटके बजाएएकठोसइलेक्ट्रोलाइटउपयोग किया जाता है।CATLनेएक1.5Ahठोस-अवस्था(sulfide-based)सेलप्रोटोटाइपबना लिया हैऔरऊर्जा-घनत्वउद्देश्य500Wh/kgबताया है—यहअभीउत्पादनसमय(production-spec)नहीं,बल्किउद्देश्यहै।CATL2027मेंछोटे पैमानेपरउत्पादनऔर2030के आसपासबड़े पैमाने परउत्पादनके उद्देश्य से उठखड़ा हुआ है,परउसनेइसप्रणालीकोTRL(TechnologyReadinessLevel)9-स्केलपर4-स्तरप्रश्रवण(assessed)किया है।गुआंगझोउएफ़्टएफ़्ट(GBT)2026अक्टूबर13को1GWhउत्पादनलाइनपरठोस-अवस्था(solid-state)सेलउत्पादनशुरु करने कीघोषणा कि थि,परउसकेमुख्‍यवहनवहन(vehicles)अभीअज्ञातहैं,औरप्रथमपीढ़ीके सेल्‍सकीमुद्रा,आयुऔरचार्जअधि�थि(chargingrate)अभीघोषणा नहीं कि गई है।ठोस-अवस्‍था(Solid-state)अभीभीएकविक्‍षण(developmental)प्रणालीहै—इसेध्‍ययन(observe)कि जा ऋहथ।संक्षेप में, ड्राइविंग बैटरी में अभी LFP मानक है, और दूर तक जाने के लिए NMC की ओर बढ़ें, और फिर सॉलिड-स्टेट बैटरी को देखें। बैटरी के सवाल अब "कौन सी बैटरी अच्छी है?" नहीं, बल्कि "आप बैटरी को किस काम के लिए लगा रहे हैं?" हो गए हैं। शहरी ड्राइविंग के लिए LFP सही है, लंबी दूरी के लिए NMC सही है, और सॉलिड-स्टेट अभी भी कीमत का अनुमान नहीं लगाया जा सकने वाली तकनीक है। शब्दावली LFP (लिथियम आयरन फॉस्फेट, लिथियम-आयरन-फॉस्फेट): कैथोड में आयरन और फॉस्फेट का उपयोग करने वाली लिथियम-आयन बैटरी। सस्ती, लंबे समय तक चलने वाली, गर्मी के प्रति प्रतिरोधी, लेकिन ऊर्जा घनत्व कम होता है। NMC (निकल मैंगनीज कोबाल्ट, निकल-मैंगनीज-कोबाल्ट): कैथोड में निकल, मैंगनीज और कोबाल्ट का उपयोग करने वाली लिथियम-आयन बैटरी। ऊर्जा घनत्व अधिक होता है, लेकिन महंगी होती है और जीवनकाल संक्षिप्त होता है। सॉलिड-स्टेट बैटरी: तरल इलेक्ट्रोलाइट के स्थान पर ठोस इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने वाली बैटरी। अभी प्रोडक्शन स्तर पर नहीं है। ऊर्जा घनत्व: प्रति इकाई भार या आयतन में संग्रहित किया जा सकने वाला बिजली की मात्रा। Wh/kg में प्रदर्शित किया जाता है। BMS (बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम, बैटरी प्रबंधन प्रणाली): सेल के वोल्टेज, करंट, और तापमान का प्रतिनिधित्व करता है, साथ ही चार्जिंग और डिसचार्जिंग को नियंत्रित करता है। SOC (स्टेट ऑफ़ चार्ज, चार्ज स्थिति): बैटरी में शेष चार्ज को प्रतिशत में प्रदर्शित करता है। SOH (स्टेट ऑफ़ हेल्थ, स्वास्थ्य स्थिति): नई बैटरी के मुकाबले, मौजूदा बैटरी के प्रदर्शन में कितना हिस्सा बचा हुआ है, इसे प्रदर्शित करता है। कुलोम्ब काउंटिंग (कुलोम्ब काउंटिंग, करंट-इंटीग्रेशन मेथड): समय के साथ करंट को संचयी करके, चार्ज मात्रा का अनुमान लगाने का प्रक्रम। IEA (इंटरनेशनल एनर्जीएजेंसी, International Energy Agency):ऊर्जा-संबंधी नीति परअध्ययन करने और सांख्यिकी प्रस्तुत करने के लिएएकअंतर्राष्ट्रीयसंगठन। चित्र: CATL LFP प्रत्यक्ष सेल फोटो: Aeroid, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0