विजुली गाडीको ब्याट्री प्रविधिमा चीनको नयाँ छलाङ, एलएफपी ब्याट्रीको उत्पादन क्षमता तीव्र

चीनले एलएफपी ब्याट्री प्रविधिमा ऐतिहासिक सफलता हासिल गर्दै प्रतिकिलो २०० वाटघण्टाभन्दा बढी ऊर्जा घनत्व र प्रतिमिनेट साढे सात वटासम्म सेल उत्पादन गर्ने उच्च गतिसहितको नयाँ फड्को मारेको छ।

काठमाडाैँ । चीनले विद्युतीय सवारी साधन (इभी) मा प्रयोग हुने लिथियम आइरन फस्फेट (एलएफपी) ब्याट्री प्रविधिमा नयाँ उपलब्धि हासिल गरेको छ।

निक्कलको मात्रा बढाउने विकल्पमा नगईकन चीनले प्रतिकिलो २०० वाट/घण्टा भन्दा बढी ऊर्जा घनत्व भएको चौथो पुस्ताको उच्च कम्प्याक्सनयुक्त एलएफपी ब्याट्रीको आधिकारिक रूपमा खुलासा गरेको हाे।

सिचुआन प्रान्तको यिबिनमा आयोजित सन् २०२६ को विश्व पावर ब्याट्री सम्मेलनमा छिङ्हाइ विश्वविद्यालयका प्राध्यापक तथा चीनको राष्ट्रिय इभी अनुसन्धान कार्यक्रमका एक प्रमुख व्यक्तित्व एकेडेमिसियन ओउयाङ मिङ्गाओले यो महत्त्वपूर्ण माइलस्टोन सार्वजनिक गरेका हुन्।

सोही सम्मेलनमा प्रस्तुत गरिएको अर्को उत्पादनसम्बन्धी विवरणमा स्वचालित प्रिज्माटिक सेल वाइन्डिङको गति प्रतिमिनेट ४.४ सेलबाट बढेर ७.५ सेल (प्रतिक्रिया दर) पुगेको उल्लेख गरिएको छ।

यी दुई फरक विकास भए तापनि तिनले समग्रमा चिनियाँ ब्याट्री उद्योगले उच्च सेल कार्यसम्पादन र तीव्र उत्पादन क्षमता दुवैलाई कसरी सँगै अगाडि बढाइरहेको छ भन्ने स्पष्ट पार्छन्।

चीनको घरेलु विद्युतीय सवारी साधन बजारमा एलएफपी ब्याट्री सबैभन्दा बढी रुचाइएको र प्रभुत्व जमाएको रसायन बनेको छ। चीन इभी डाटाट्र्याकरका अनुसार सन् २०२६ को पहिलो ६ महिनामा चीनले ३३५.६ गिगावाट आवर पावर ब्याट्री जडान गरेको छ, जसमध्ये एलएफपीले मात्र २७२.० गिगावाट आवर ओगटेको छ। यो कुल बजारको ८१.० प्रतिशत हिस्सा हो।

विगत केही वर्षयता एलएफपी ब्याट्रीले हासिल गरेको प्रगतिको ठूलो हिस्सा सेलस्तरको ऊर्जा घनत्व मात्र बढाउनुभन्दा पनि ब्याट्री प्याकिङ प्रविधिमा सुधार गर्नुमा आधारित थियो।

सीएटीएलको सीटीपी दृष्टिकोण र बीवाइडीको दोस्रो पुस्ताको ब्लेड ब्याट्रीसहित सेल–टु–प्याक संरचनाहरूले सेलहरू र ब्याट्री प्याकहरू बीचको अनावश्यक सामग्रीको प्रयोगलाई घटाएका छन्।

यद्यपि प्याकिङको यो रणनीतिले प्याकको आयतनगत उपयोगितामा उल्लेख्य सुधार गरे तापनि प्याकेजिङ अनुकूलित हुँदै जाँदा यसको प्रतिफल पनि घट्दै जान्छ। गाडीको माइलेज बढाउने वा ब्याट्रीको तौल घटाउने कुरा अब ब्याट्रीका सेलहरूमा नै बढी निर्भर हुँदै गएको छ।

वर्तमान उत्पादन प्रविधिको तुलनामा २०० वाटघण्टाभन्दा बढीको यो नयाँ माइलस्टोनको महत्त्व अझ स्पष्ट हुन्छ। उदाहरणका लागि, बीवाइडीको ब्लेड २.० शृङ्खलाले विभिन्न सेल ढाँचा प्रयोग गर्छ: यसको छोटो ब्लेड संस्करणको क्षमता १६० वाटघण्टा प्रति किलो ग्राम रहेको छ भने उच्च ऊर्जा दिने लामो ब्लेडले सेल तहमा अधिकतम २१० वाटघण्टा प्रति किलो ग्रामसम्म पुग्छ।

तर, यो २१० वाटघण्टाको आँकडा मुख्यतया बीवाइडीका उच्च श्रेणीका लामो दूरीका गाडीहरूमा मात्र लागू हुन्छ, जसले गर्दा फराकिलो एलएफपी बजारमा सेलस्तरको ऊर्जा घनत्व करिब २०० वाटघण्टाको हाराहारीमा सीमित रहेको छ।

यही सन्दर्भमा उच्च कम्प्याक्सनयुक्त एलएफपी ब्याट्री महत्त्वपूर्ण बन्न पुग्छ। खुलाइएको चौथो पुस्ताको यो दृष्टिकोणले तोकिएको आयतनभित्र धेरैभन्दा धेरै सक्रिय क्याथोड सामग्रीहरू समेट्छ। यसमा उल्लेख गरिएको सामग्री विकासका आँकडाहरू अनुसार कम्प्याक्ट गरिएको एलएफपी धुलोको घनत्व करिब २.६५ देखि २.८० ग्राम प्रति घनसेन्टिमिटर र आयतनगत ऊर्जा घनत्व ४३० वाटघण्टा प्रति लिटरभन्दा बढी रहेको छ।

यी सबै सामग्री र सेलस्तरका तथ्यांकहरू हुन्, जुन चिसो व्यवस्थापन उपकरण, संरचनात्मक अवयवहरू, विद्युतीय जडानहरू र अन्य निष्क्रिय सामग्रीहरूलाई ध्यानमा राख्दा तयार पारिएको ब्याट्री प्याकको ऊर्जा घनत्वसँग ठ्याक्कै बराबर भने हुँदैनन्।

नयाँ इन्जिनियरिङ चुनौती

इलेक्ट्रोडको कम्प्याक्सन बढाउनु भनेको एउटै स्थानमा धेरै धुलो कोच्नु मात्र होइन। उच्च घनत्वले पोर (छिद्र) को आयतन घटाउन सक्छ र इलेक्ट्रोडमार्फत इलेक्ट्रोलाइटको प्रवाहलाई अझ कठिन बनाउन सक्छ। यसले आयतनगत ऊर्जा घनत्व र आयन परिवहनबीच एक किसिमको सन्तुलन कायम गर्नुपर्ने चुनौती सिर्जना गर्छ।

त्यसैले एलएफपी ब्याट्री उच्च कम्प्याक्सन स्तरमा पुग्दै गर्दा इलेक्ट्रोडको बनावट, कणको आकारको वितरण, चालकीय मार्गहरू र उत्पादन नियन्त्रण झन्–झन् महत्त्वपूर्ण बन्दै गएका छन्।

सार्वजनिक गरिएको २०० वाटघण्टा प्रतिकिलो ग्रामभन्दा बढीको यो आँकडा केवल एउटा छुट्टै संख्याको रूपमा भन्दा पनि एलएफपीको विकास अब प्याक स्तरको अनुकूलनभन्दा माथि उठिसकेको संकेतका रूपमा महत्त्वपूर्ण छ। यो प्राध्यापक ओउयाङको अघिल्लो मूल्याङ्कनसँग पनि मेल खान्छ, जसमा उनले सबै–सोलिड–स्टेट विकल्पहरूको लामो विकास प्रक्रिया चलिरहँदा परिपक्व तरल ब्याट्री रसायनहरूले नै मुख्य धारको बजार ओगटी रहने बताएका थिए।

यदि यो बेन्चमार्कलाई ठूलो परिमाणको उत्पादनमा रूपान्तरण गर्न सकियो भने, र सोही सम्मेलनमा चिसो मौसमको चार्ज तथा ताप व्यवस्थापनका लागि खुलाइएको सबै–मौसम थर्मल म्यानेजमेन्ट प्रविधिसँग जोड्न सकियो भने, यसले चीनको इभी बजारमा पहिल्यैदेखि वर्चस्व जमाएको रसायनको ऊर्जा घनत्व दायरालाई अझ विस्तार गर्न सक्नेछ।

यो ठूलो माइलस्टोन हासिल भए पनि एलएफपी ब्याट्री उच्च निक्कल टर्नाश्री सेलहरूले पुगेको ऊर्जा घनत्वको सीमाभन्दा अझै तलै छ। उदाहरणका लागि, सीएटीएलको क्विलिन ब्याट्रीको उच्च निक्कल सेल ऊर्जा घनत्व करिब २८५ वाटघण्टा प्रति किलो ग्राम रहेको बताइएको छ।

यसले उच्च कम्प्याक्सन एलएफपीले २०० वाटघण्टाको सीमा पार गरे पनि यी दुई रसायन परिवारहरूबीच भौतिक रूपमा अझै केही अन्तर रहेको देखाउँछ।

ब्याट्री उत्पादनको गतिमा तीव्र वृद्धि

विश्व पावर ब्याट्री सम्मेलनमा गरिएको घोषणाले स्वचालित वाइन्डिङ उपकरणहरू प्रतिमिनेट ७.५ वटा प्रिज्माटिक सेलसम्म पुगेको कुरा पनि प्रकाश पारेको छ, जुन यसअघिको प्रतिमिनेट ४.४ सेलको आधार रेखासँग तुलना गर्दा करिब ७०.५ प्रतिशतको वृद्धिलाई जनाउँछ। उच्च वाइन्डिङ गतिले व्यक्तिगत सेलको चक्र समयलाई घटाउन सक्छ, तर समग्र लाइनको उत्पादन क्षमता अझै पनि पूर्ण उत्पादन प्रक्रियामा निर्भर हुन्छ।

उत्पादन गति बढ्दै जाँदा फर्मेसन, उमेर पुग्ने प्रक्रिया, निरीक्षण र एसेम्बली जस्ता चरणहरू तल्लो तहका अवरोध बन्न सक्छन्, जबकि उत्पादनको गुणस्तर र यी सबैको नियन्त्रण उत्तिकै महत्त्वपूर्ण रहिरहन्छन्। त्यसैले प्रतिमिनेट ७.५ सेलको यो अंकलाई समाप्त भएको फ्याक्ट्री आउटपुटको प्रत्यक्ष मापनभन्दा पनि वाइन्डिङ प्रक्रियाको एक बेन्चमार्कको रूपमा बुझ्नुपर्छ।

लागत र नियमनको स्थिति

उच्च घनत्वयुक्त एलएफपीतर्फको यो धकेलाइ तब आएको छ जब यो रसायनले पहिल्यैदेखि चीनको परिपक्व आपूर्ति श्रृंखला र गाडीहरूमा फराकिलो स्वीकार्यताको लाभ उठाइसकेको छ। यसको निरन्तर विकासले अटोमेकरहरूलाई निक्कल–युक्त क्याथोडहरूमा स्वतः नगईकन ऊर्जा घनत्व सुधार गर्ने अर्को मार्ग प्रदान गरेको छ।

चीनको संशोधित जिबी ३८०३१–२०२५ ट्र्याक्सन–ब्याट्री सुरक्षा मापदण्ड सन् २०२६ जुलाई १ देखि लागू भएको छ, जसले पुरानो जिबी ३८०३१–२०२० मापदण्डलाई प्रतिस्थापन गरेको छ। यो अनिवार्य मापदण्डले विद्युतीय सवारी साधनको ट्र्याक्सन ब्याट्रीका लागि अद्यावधिक गरिएका सुरक्षा आवश्यकताहरू निर्धारण गरेको छ र अहिले यो नै लागू हुने राष्ट्रिय मापदण्ड बनेको छ।

यो नियामक वातावरणले ऊर्जा घनत्वलाई एउटै मुख्य विशेषताको पछि मात्र कुद्नुको सट्टा सुरक्षा, स्थायित्व र उत्पादन एकरुपतासँग सन्तुलनमा राख्नुपर्ने आवश्यकतालाई थप बलियो बनाउँछ। यद्यपि यसले एलएफपीलाई अन्य रसायनहरूभन्दा कुनै विशेष लाभ भने प्रदान गर्दैन।

तसर्थ, सार्वजनिक गरिएको चौथो पुस्ताको उच्च कम्प्याक्सन एलएफपी बेन्चमार्कले परम्परागत लिथियम–आयन विकासको अन्त्य भएको संकेत गर्दैन। यसको सट्टा, यसले आगामी उपलब्धिहरू कहाँ हासिल भइरहेका छन् भन्ने देखाएको छ: चिनियाँ ब्याट्री विकासकर्ताहरूले एलएफपीको स्थापित रसायन र आपूर्ति श्रृंखलाका फाइदाहरूलाई कायमै राख्दै सेलको भौतिक र उत्पादन सीमाहरूलाई धकेल्दैछन्।