लीड एसिड बैटरी क्या है: प्रकार, कार्य और इसके अनुप्रयोग

लीड एसिड बैटरी से संबंधित अवधारणाओं को जानने के लिए सीधे कूदने से पहले, आइए हम इसके इतिहास से शुरू करते हैं। इसलिए, वर्ष 1801 में निकोलस गौथेरोट नामक एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक ने देखा कि इलेक्ट्रोलिसिस परीक्षण में, मुख्य बैटरी के वियोग होने पर भी कम से कम विद्यमान मात्रा विद्यमान होती है। जबकि वर्ष 1859 में, गैट्सन नाम के एक वैज्ञानिक ने लीड एसिड बैटरी विकसित की थी और यह पहला ऐसा था जो रिवर्स करंट के पारित होने के बाद रिचार्ज हो जाता है। यह इस तरह की बैटरी का प्रारंभिक संस्करण था, जबकि फ़्यूर ने इसके बाद कई संवर्द्धन जोड़े और आखिरकार, लीड एसिड बैटरी के व्यावहारिक प्रकार का आविष्कार हेनरी ट्यूडर ने 1886 में किया था। आइए हम इस तरह की विस्तृत चर्चा करें बैटरी , काम, प्रकार, निर्माण, और लाभ।

लीड एसिड बैटरी क्या है?

लीड एसिड बैटरी रिचार्जेबल और माध्यमिक बैटरी के वर्गीकरण के तहत आती है। वजन और ऊर्जा के लिए ऊर्जा में बैटरी के न्यूनतम अनुपात के बावजूद, यह वृद्धि की धाराओं को वितरित करने की क्षमता रखता है। यह मेल खाती है कि एसिड कोशिकाओं का नेतृत्व करने के लिए वजन अनुपात में अधिक मात्रा में शक्ति होती है।

ये वे बैटरी हैं जो रासायनिक ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने के लिए लेड पेरोक्साइड और स्पंज लेड का उपयोग करती हैं। ये ज्यादातर सबस्टेशनों और बिजली प्रणालियों में नियोजित हैं, इस कारण से उन्होंने सेल वोल्टेज के स्तर और न्यूनतम लागत में वृद्धि की है।

निर्माण

में एसिड बैटरी निर्माण का नेतृत्व प्लेटें और कंटेनर महत्वपूर्ण घटक हैं। नीचे अनुभाग निर्माण में उपयोग किए गए प्रत्येक घटक का विस्तृत विवरण प्रदान करता है। एसिड बैटरी आरेख है

लीड एसिड बैटरी आरेख

पात्र

इस कंटेनर भाग का निर्माण ईबोनाइट, सीसा-लेपित लकड़ी, कांच, बिटुमिनस तत्व, सिरेमिक सामग्री, या जाली प्लास्टिक से बना कठोर रबर के साथ किया गया है जो किसी भी तरह के इलेक्ट्रोलाइट डिस्चार्ज को खत्म करने के लिए शीर्ष पर रखा गया है। जबकि कंटेनर तल अनुभाग में, चार पसलियां मौजूद होती हैं, जहां दो को सकारात्मक प्लेट पर और अन्य को नकारात्मक प्लेट पर रखा जाता है।

यहां, प्रिज्म दोनों प्लेटों के लिए एक आधार के रूप में कार्य करता है और इसके अलावा यह शॉर्ट-सर्किट से प्लेटों की सुरक्षा करता है। कंटेनर के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले घटकों को सल्फ्यूरिक एसिड से मुक्त होना चाहिए, उन्हें झुकना या पारगम्य नहीं होना चाहिए और किसी भी प्रकार की अशुद्धियों को पकड़ना नहीं चाहिए जिससे इलेक्ट्रोलाइट क्षति होती है।

प्लेटें

लीड एसिड बैटरी में प्लेटों का निर्माण एक अलग तरीके से किया जाता है और सभी समान प्रकार के ग्रिड से बने होते हैं जो सक्रिय घटकों और लीड से निर्मित होते हैं। ग्रिड वर्तमान की चालकता को स्थापित करने और सक्रिय घटकों के लिए समान मात्रा में धाराओं को फैलाने के लिए महत्वपूर्ण है। यदि असमान वितरण होता है, तो सक्रिय घटक का ढीलापन होगा। इस बैटरी में प्लेटें दो तरह की होती हैं। वे प्लांट / गठित प्लेट्स और फॉरे / पेस्टेड प्लेट्स हैं।

गठित प्लेटें मुख्य रूप से स्थैतिक बैटरी के लिए कार्यरत हैं और उनके पास हैवीवेट और महंगी भी हैं। लेकिन उनके पास लंबे समय तक स्थायित्व है और ये आसानी से निरंतर चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रियाओं में भी अपने सक्रिय घटकों को खोने का खतरा नहीं रखते हैं। ये वजन अनुपात में न्यूनतम क्षमता रखते हैं।

जबकि पेस्ट की गई प्रक्रिया का उपयोग ज्यादातर सकारात्मक प्लेटों की तुलना में नकारात्मक प्लेटों के निर्माण के लिए किया जाता है। नकारात्मक सक्रिय घटक कुछ जटिल है और वे चार्ज और निर्वहन प्रक्रियाओं में मामूली संशोधन का अनुभव करते हैं।

सक्रिय घटक

घटक जो सक्रिय रूप से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के समय बैटरी में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं में सक्रिय रूप से शामिल होता है, एक सक्रिय घटक के रूप में कहा जाता है। सक्रिय घटक हैं:

• लीड पेरोक्साइड - यह एक सकारात्मक सक्रिय घटक बनाता है।
• स्पंज लीड - यह सामग्री नकारात्मक सक्रिय घटक बनाती है
• पतला सल्फ्यूरिक एसिड - यह मुख्य रूप से एक इलेक्ट्रोलाइट के रूप में उपयोग किया जाता है

विभाजक

ये पतले चादरों के होते हैं जो झरझरा रबर, लेपित लेडवुड और ग्लास फाइबर से बने होते हैं। विभाजक सक्रिय इन्सुलेशन प्रदान करने के लिए प्लेटों के बीच स्थित होते हैं। उनके पास एक तरफ एक गोल आकार और दूसरे किनारों पर एक चिकनी खत्म होता है।

बैटरी किनारों

इसमें 17.5 मिमी और 16 मिमी के व्यास वाले सकारात्मक और नकारात्मक किनारे हैं।

लीड एसिड बैटरी कार्य सिद्धांत

चूंकि सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट के रूप में किया जाता है, जब यह घुल जाता है, तो इसमें मौजूद अणु एसओ के रूप में फैल जाते हैं।_४^-(ऋणात्मक आयन) और 2H + (धनात्मक आयन) और इनसे मुक्त गति होगी। जब इन इलेक्ट्रोडों को समाधान में डुबोया जाता है और एक डीसी आपूर्ति प्रदान करता है, तो सकारात्मक आयनों में एक आंदोलन होगा और बैटरी के नकारात्मक किनारे की दिशा में आगे बढ़ेगा। उसी तरह, नकारात्मक आयनों में एक आंदोलन होगा और बैटरी के सकारात्मक किनारे की दिशा में आगे बढ़ेगा।

प्रत्येक हाइड्रोजन और सल्फेट आयन कैथोड और एनोड से एक और दो-इलेक्ट्रॉन और नकारात्मक आयनों को इकट्ठा करते हैं और पानी के साथ उनकी प्रतिक्रिया होती है। यह हाइड्रोजन और सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है। जबकि उपरोक्त प्रतिक्रियाओं से विकसित सीसा ऑक्साइड से बनता है और लेड पेरोक्साइड बनता है। इसका मतलब चार्जिंग प्रक्रिया के समय लेड कैथोड तत्व में लेड के रूप में रहता है जबकि लेड एनोड में लेड पेरोक्साइड के रूप में बनता है जो गहरे भूरे रंग का होता है।

जब नहीं है डीसी आपूर्ति और फिर उस समय जब इलेक्ट्रोड के बीच एक वाल्टमीटर जुड़ा होता है, यह इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर को प्रदर्शित करता है। जब इलेक्ट्रोड के बीच तार का कनेक्शन होता है, तो एक बाहरी सर्किट के माध्यम से ऋणात्मक से धनात्मक प्लेट में करंट का मार्ग होगा जो यह दर्शाता है कि सेल ऊर्जा का एक विद्युत रूप प्रदान करने की क्षमता रखता है।

तो, यह दिखाता है एसिड बैटरी काम कर रहा है परिदृश्य।

विभिन्न प्रकार

एसिड बैटरी प्रकार का नेतृत्व मुख्य रूप से पाँच प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है और उन्हें नीचे अनुभाग में विस्तार से बताया गया है।

बाढ़ प्रकार - यह पारंपरिक इंजन इग्निशन प्रकार है और इसमें कर्षण प्रकार की बैटरी होती है। इलेक्ट्रोलाइट की कोशिका खंड में मुक्त गति होती है। जो लोग इस प्रकार का उपयोग कर रहे हैं, उनके पास प्रत्येक सेल के लिए पहुंच क्षमता हो सकती है और बैटरी के सूख जाने पर वे पानी में जोड़ सकते हैं।

सील प्रकार - इस तरह की सीसा-एसिड बैटरी, बाढ़ वाली बैटरी की मात्र में मामूली बदलाव है। भले ही लोग बैटरी में प्रत्येक सेल तक पहुंच नहीं रखते हैं, आंतरिक डिजाइन लगभग बाढ़ वाले प्रकार के समान है। इस प्रकार की मुख्य भिन्नता यह है कि इसमें पर्याप्त मात्रा में एसिड मौजूद होता है जो बैटरी जीवन भर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के सुचारू प्रवाह के कारण होता है।

VRLA प्रकार - इन्हें कहा जाता है वाल्व विनियमित लीड एसिड बैटरी जिसे बैटरी की एक सील प्रकार भी कहा जाता है। मूल्य नियंत्रण प्रक्रिया ओ के सुरक्षित विकास के लिए अनुमति देती है_दोऔर वह_दोचार्जिंग के समय गैसें।

एजीएम प्रकार - यह अवशोषित ग्लास मैट प्रकार की बैटरी है जो इलेक्ट्रोलाइट को प्लेट की सामग्री के पास बंद होने की अनुमति देती है। इस तरह की बैटरी निर्वहन और चार्जिंग प्रक्रियाओं के प्रदर्शन को बढ़ाती है। ये विशेष रूप से पावर स्पोर्ट्स और इंजन दीक्षा अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।

जेल प्रकार - यह गीली किस्म की लेड-एसिड बैटरी है, जहां इस सेल में इलेक्ट्रोलाइट सिलिका-संबंधित होता है जो सामग्री को सख्त बनाता है। सेल के रिचार्ज वोल्टेज मान अन्य प्रकारों की तुलना में कम से कम खाते हैं और इसकी संवेदनशीलता भी अधिक होती है।

लीड एसिड बैटरी रासायनिक प्रतिक्रिया

बैटरी में रासायनिक प्रतिक्रिया मुख्य रूप से निर्वहन और रिचार्जिंग विधियों के दौरान होती है और डिस्चार्ज प्रक्रिया में इसे निम्नानुसार समझाया जाता है:

जब बैटरी पूरी तरह से डिस्चार्ज हो जाती है, तो एनोड और कैथोड PbO होते हैं_दोऔर पी.बी. जब ये प्रतिरोध का उपयोग करके जुड़े होते हैं, तो बैटरी डिस्चार्ज हो जाती है और चार्जिंग के समय इलेक्ट्रॉनों का विपरीत मार्ग होता है। द एच_दोआयनों में एनोड की ओर गति होती है और वे एक परमाणु बन जाते हैं। यह PbO के साथ पहुंच में आता है_दो, इस प्रकार PbSO का गठन_४जो सफेद रंग का हो।

उसी तरह, सल्फेट आयन कैथोड की ओर एक आंदोलन है और पहुंचने के बाद, आयन एसओ में बन जाता है_४। यह सीसा के साथ प्रतिक्रिया करता है कैथोड इस प्रकार सीसा सल्फेट का निर्माण।

PbSO_४+ 2 एच = पीबीओ + एच_दोया

PbO + एच_दोतोह फिर_४= PbSO_४+ 2 एच_दोया

PbO_दो+ एच_दोतोह फिर_४+ 2H = PbSO_४+ 2 एच_दोया

रासायनिक प्रतिक्रिएं

रिचार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, कैथोड और एनोड डीसी आपूर्ति के नकारात्मक और सकारात्मक किनारों के संबंध में हैं। पॉजिटिव H2 आयन कैथोड की दिशा में आगे बढ़ते हैं और वे H2 परमाणु के रूप में दो इलेक्ट्रॉनों और रूपों को प्राप्त करते हैं। यह सीसा सल्फेट के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरता है और सीसा और सल्फ्यूरिक एसिड बनाता है।

PbSO_४+ 2 एच_दोO + 2H = PbSO_४+ 2 एच_दोतोह फिर_४

दोनों प्रक्रियाओं के लिए संयुक्त समीकरण के रूप में दर्शाया गया है

निर्वहन और रिचार्ज प्रक्रिया

यहां, डाउनवर्ड एरो डिस्चार्ज को इंगित करता है और एक अपवर्ड एरो रिचार्ज प्रक्रिया को इंगित करता है।

जिंदगी

लीड एसिड बैटरी के लिए इष्टतम कार्यात्मक तापमान 25 है^०C जिसका अर्थ 77 है^०एफ। तापमान की सीमा में वृद्धि दीर्घायु को छोटा करती है। प्रत्येक 80C तापमान में वृद्धि के लिए, प्रति नियम, यह बैटरी के आधे जीवन को कम करता है। जबकि एक मान बैटरी को नियंत्रित करता है जो 25 पर कार्य करता है^०C में ए है एसिड बैटरी जीवन का नेतृत्व 10 साल की। और जब यह 33 पर संचालित होता है^०सी, इसकी जीवन अवधि केवल 5 वर्ष है।

लीड एसिड बैटरी अनुप्रयोग

• ये इमरजेंसी लाइटनिंग में सैम्प पंप की शक्ति प्रदान करने के लिए लगाए जाते हैं।
• बिजली की मोटरों में उपयोग किया जाता है
• पनडुब्बियों
• परमाणु पनडुब्बी

इस लेख में लीड एसिड बैटरी काम करने के सिद्धांत, प्रकार, जीवन, निर्माण, रासायनिक प्रतिक्रियाओं और अनुप्रयोगों के बारे में बताया गया है। इसके अलावा, जानिए क्या हैं एसिड बैटरी के फायदे और नुकसान विभिन्न डोमेन में?