एमजी सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियां प्रदर्शन और सुरक्षा उन्नयन का वादा करती हैं

सॉलिड-स्टेट बैटरियां वर्षों से ईवी की पवित्र कब्र रही हैं, कभी भी लॉन्च के करीब नहीं पहुंचीं। अब, आखिरकार, इस साल पहली प्रोडक्शन इलेक्ट्रिक कार आने वाली है। एमजी4 ईवी अर्बन 2026 में यूरोपीय बाजार में उतरेगी, हालांकि इसकी बैटरी पूरी तरह से ठोस नहीं है, केवल सेमी है। यह सब हंगामा किस बात को लेकर है? कंपनी के पहले यूरोपीय टेक दिवस पर, एमजी के वैश्विक मुख्य बैटरी वैज्ञानिक, डॉ. ली झेंग बताते हैं कि सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियां ईवी के लिए एक और कदम आगे क्यों प्रदान करती हैं।

सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियाँ क्यों?

सॉलिड-स्टेट बैटरियां ध्यान का केंद्र रही हैं क्योंकि वे बेहतर घनत्व, तेज़ चार्जिंग और बेहतर सुरक्षा का वादा करती हैं। बीएमडब्ल्यू का यहां तक ​​मानना ​​है कि यह तकनीक ईवी बाजार को यूरोप के पक्ष में वापस लाने में मदद कर सकती है। अतिरिक्त घनत्व का मतलब समान वजन के लिए 30-50% अधिक ऊर्जा क्षमता, या 30-50% हल्की बैटरी के साथ समान क्षमता हो सकता है। चार्जिंग 80% तक तेज हो सकती है, कम कैथोड और एनोड क्षरण के साथ लंबी उम्र मिलती है। तरल इलेक्ट्रोलाइट्स की कमी बेहतर चरम तापमान प्रदर्शन का वादा करती है, और कम अस्थिरता से आग लगने की संभावना काफी कम हो जाती है।

हालाँकि, एमजी पूरी तरह से सॉलिड-स्टेट बैटरी तक नहीं गया है। इसके बजाय, इसकी बैटरी “अर्ध-ठोस-अवस्था” है, क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट केवल 95% ठोस है। डॉ. झेंग कहते हैं, “इसका मतलब है कि हमारे पास अभी भी 5% तरल इलेक्ट्रोड हैं।” “लेकिन पारंपरिक बैटरियों में लगभग 20% तरल सामग्री होती है।” हमने लिथियम भाग को कम कर दिया है, क्योंकि उच्च सुरक्षा प्रदर्शन के लिए कम लिथियम का मतलब कम तरल है। हालांकि, झेंग का तर्क है कि कैथोड और एनोड के साथ ठोस चालकता सुनिश्चित करने के लिए शेष 5% तरल अभी भी आवश्यक है।

इस तकनीक को प्राप्त करने के लिए चुनी गई पहली कार, जिसे एमजी सॉलिडकोर कह रहा है, एमजी4 ईवी अर्बन है, जिसे साल की शुरुआत में यूके में लॉन्च किया गया था। इसे मूल रूप से मूल MG4 EV के कम कीमत वाले वेरिएंट के रूप में पेश किया गया था, लेकिन अब तक MG ने यह नहीं बताया है कि सेमी-सॉलिड बैटरी वाला मॉडल इस रेंज में कहां फिट बैठता है। चीन में, MG4 EV अर्बन को 2025 में ऑटो शंघाई में लॉन्च किया गया था, जिसमें 53.95kWh सेमी-सॉलिड स्टेट बैटरी थी, जिसकी रेंज 530 किमी (329 मील) थी। लेकिन यह सीएलटीसी चक्र में है, जो डब्ल्यूएलटीपी से भी अधिक आशावादी है। व्यवहार में, सीमा 420 किमी (262 मील) डब्ल्यूएलटीपी या 350 किमी (218 मील) ईपीए की तरह होगी। हालाँकि, एमजी “2सी चार्जिंग” का भी वादा करता है, जो पर्याप्त तेज़ डीसी चार्जर के साथ 21 मिनट में 30-80% पुनःपूर्ति सक्षम करता है।

सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियों से प्रदर्शन लाभ

डॉ. झेंग कई अन्य लाभ भी गिनाते हैं। उनका कहना है, ”बिजली वितरण प्रतिक्रिया बेहतर होगी।” “तेजी से चार्जिंग समय के साथ, कम तापमान के प्रदर्शन में सुधार होगा, साथ ही लिथियम आयरन फॉस्फेट (एलएफपी) बैटरी की तुलना में वाहन त्वरण में भी सुधार होगा।” डॉ झेंग बताते हैं कि सेमी-सॉलिड-स्टेट कैथोड में निकेल कोबाल्ट मैंगनीज (एनसीएम) के दो आयामों और एलएफपी के एक की तुलना में त्रि-आयामी स्पिनल संरचना होती है, जो सॉलिडकोर बैटरी को बेहतर प्रदर्शन देती है। वर्तमान बैटरी तकनीक की तुलना में विश्वसनीयता कथित तौर पर 20% बढ़ गई है, कम तापमान में चार्जिंग गति 15% बढ़ गई है, और बिजली वितरण में 20% सुधार हुआ है।

हालाँकि, सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियों को एक प्रकार की रसायन विज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है। इसके बजाय, विकल्पों की एक श्रृंखला विभिन्न विशेषताएँ प्रदान कर सकती है। डॉ. झेंग कहते हैं, ”हमने एमजी4 ईवी अर्बन के लिए लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड (एलएमओ) का इस्तेमाल किया।” “दूसरी पीढ़ी के साथ, हम मैंगनीज के एक हिस्से को बदलने के लिए कुछ निकल पेश करेंगे, इसलिए रसायन शास्त्र को लिथियम निकेल मैंगनीज ऑक्साइड (एलएनएमओ) कहा जाता है।” इससे ऊर्जा घनत्व और चार्जिंग प्रदर्शन में और सुधार होता है। “भविष्य में, हम लिथियम मैंगनीज-रिच (एलएमआर) रसायन का उपयोग करेंगे।” यह एलएफपी की तुलना में घनत्व को और भी अधिक बढ़ाता है। उत्तरार्द्ध की तरह, इनमें से किसी भी रसायन विज्ञान को कोबाल्ट की आवश्यकता नहीं है।

एमजी की योजना किसी वाहन के लिए आवश्यक रेंज और लागत के लिए सबसे उपयुक्त सामग्री का उपयोग करने की है। ये रसायन उच्च वोल्टेज को भी सक्षम करते हैं, जो उपलब्ध घनत्व को भिन्न करता है। डॉ. झेंग कहते हैं, “हमारी पहली पीढ़ी के लिए वोल्टेज 3.8V है।” “दूसरी एलएनएमओ पीढ़ी लगभग 4.5V है। यदि हम एकल सेल के लिए नाममात्र वोल्टेज बढ़ाते हैं, तो इसका मतलब है कि हम कम लिथियम का उपयोग कर सकते हैं। MG4 EV अर्बन के लिए ऊर्जा घनत्व LFP के समान है, क्योंकि हम लागत संतुलन पर ध्यान केंद्रित करते हैं। हालांकि, MG भविष्य के पुनरावृत्तियों के साथ 400Wh प्रति किलोग्राम के घनत्व को लक्षित कर रहा है, जहां वर्तमान NCM कोशिकाएं लगभग 300Wh प्रति किलोग्राम और LFP 160Wh प्रति किलोग्राम या उससे कम पर बैठती हैं। उभरती हुई सोडियम आयन कोशिकाएं लगभग समान हैं, भले ही उनका कम तापमान और चार्जिंग प्रदर्शन बेहतर हो।

दिलचस्प बात यह है कि सेमी-सॉलिड-स्टेट तकनीक की शुरूआत के बिना एमजी इन बैटरी केमिस्ट्री पर स्विच करने में सक्षम नहीं होता। डॉ. झेंग कहते हैं, “हम सभी जानते हैं कि एलएफपी बैटरियों का जीवन बहुत अच्छा होता है, उदाहरण के लिए, 4,000 या 5,000 चार्ज-डिस्चार्ज चक्र।” “यदि हम तरल बैटरी में एलएमओ का उपयोग करते हैं, तो सहनशक्ति केवल 500 चक्र हो सकती है क्योंकि संरचना पर्याप्त स्थिर नहीं है। हालाँकि, यदि हम स्थिरता बनाए रखने के लिए ठोस इलेक्ट्रोलाइट परत का उपयोग करते हैं, तो हम एक इलेक्ट्रिक वाहन के लिए सामान्य आवश्यकता को प्राप्त कर सकते हैं, जो 2,000 चक्र से अधिक है। हमारे परीक्षण में, एलएमओ लगभग 3,000 चक्र वितरित करता है। यह अब हमारी यात्री कारों के लिए पर्याप्त है। मैंगनीज सामग्री केवल अर्ध या सभी ठोस अवस्था वाली बैटरियों के साथ काम कर सकती है, तरल बैटरियों के साथ नहीं

सॉलिड-स्टेट के साथ-साथ सेमी-सॉलिड-स्टेट का भविष्य

शुरुआत में एमजी की सेमी-सॉलिड-स्टेट बैटरियां वर्तमान एलएफपी और एनसीएम डिजाइनों के साथ मौजूद रहेंगी, लेकिन लंबे समय में अलग-अलग संस्करणों के दोनों का स्थान लेने की संभावना है। डॉ. झेंग कहते हैं, “हमारा एलएमओ एलएफपी की जगह लेगा और हमारा एलएनएमओ एनसीएम की जगह लेगा।” लेकिन उनका दावा है कि पूरी तरह से सॉलिड-स्टेट बैटरियां भी जल्द ही बाजार में आ जाएंगी। “अगले 5-10 वर्षों में हमारा मानना ​​है कि विभिन्न वाहनों के लिए सभी ठोस अवस्थाएँ और अर्ध ठोस अवस्थाएँ एक साथ मौजूद रहेंगी।” शीर्ष स्तरीय वाहनों के लिए, हमें पूरी तरह से सॉलिड स्टेट की आवश्यकता होती है, और बड़े पैमाने पर उत्पादन वाली कारों के लिए, अच्छे प्रदर्शन और अच्छी कीमत के लिए सेमी सॉलिड एक बढ़िया विकल्प है।”

यह सब कागज पर बहुत आशाजनक लगता है, लेकिन सवाल यह है कि एमजी4 ईवी अर्बन में यूके और ईयू में अंतिम उपयोगकर्ताओं के लिए इसका विपणन कैसे किया जाएगा। लॉन्च मॉडल में 53.9kWh LFP बैटरी है जो 258-मील WLTP रेंज की पेशकश करती है, जबकि नए सॉलिडकोर संस्करण में लगभग समान क्षमता होने की उम्मीद है, इसलिए रेंज में ज्यादा बदलाव नहीं होगा। डॉ. झेंग कहते हैं, ”अर्ध-ठोस अवस्था का मुख्य आकर्षण ठंडी जलवायु क्षमता और अधिक प्रतिक्रियाशील बिजली वितरण है।” “यह वर्तमान बैटरियों की तुलना में अधिक सुरक्षित है।” वास्तव में, हालांकि, कई खरीदार नीचे दिए गए पूर्ण तकनीकी विवरण को जाने बिना लाभ का आनंद ले सकते हैं, और ईवी के विकास के लिए वे कितने महत्वपूर्ण हो सकते हैं।