ऑटोमोटिव बैटरी प्रौद्योगिकी का विज्ञान

लीड और एसिड दो चीजें हैं जो ज्यादातर लोगों से बचने के लिए पर्याप्त रूप से अच्छी तरह से जानते हैं। लीड एक भारी धातु है जो स्वास्थ्य समस्याओं की पूरी कपड़े धोने की सूची का कारण बन सकती है, और एसिड अच्छी तरह से, एसिड है। इस शब्द का केवल उल्लेख हरे तरल पदार्थ और कैकलिंग-पागल वैज्ञानिकों को विश्व प्रभुत्व पर झुकाव की छवियों को स्वीकार करता है।

लेकिन चॉकलेट और मूंगफली का मक्खन की तरह, लीड और एसिड एक साथ नहीं लगते हैं, लेकिन वे करते हैं। लीड और एसिड के बिना, हमारे पास कार बैटरी नहीं होगी, और कार बैटरी के बिना, हमारे पास कोई आधुनिक सामान नहीं होगा- या मूलभूत आवश्यकताएं, जैसे कि हेडलाइट्स- जिसके लिए एक विद्युत प्रणाली को कार्य करने की आवश्यकता होती है। तो ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम की चट्टान-ठोस नींव बनाने के लिए, इन दो घातक पदार्थों ने वास्तव में कैसे किया? वाक्यांश, वाक्यांश की बारी उधार लेने के लिए प्राथमिक है।

विद्युत ऊर्जा भंडारण का विज्ञान

विद्युत बैटरी केवल भंडारण जहाजों हैं जो विद्युत प्रभार रखने में सक्षम होते हैं और फिर इसे लोड में छोड़ देते हैं। कुछ बैटरी जैसे ही वे इकट्ठे होते हैं, उनके मूल घटकों से विद्युत प्रवाह उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं। इन बैटरी को बुलाया जाता है प्राथमिक बैटरी , और आम तौर पर चार्ज समाप्त होने के बाद उन्हें आमतौर पर निपटाया जाता है। कार बैटरी बिजली की बैटरी की एक अलग श्रेणी में फिट होती है जिसे चार्ज किया जा सकता है, छोड़ा जा सकता है, और बार-बार रिचार्ज किया जा सकता है। इन माध्यमिक बैटरी एक रिवर्सिबल रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग करें जो एक प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी से दूसरे में भिन्न होती है।

इस संदर्भ में कि ज्यादातर लोग आसानी से समझ सकते हैं, स्टोर में खरीदी गई एए या एएए बैटरी, आपके रिमोट कंट्रोल में चिपक जाती हैं, और फिर मरने पर फेंक देती हैं प्राथमिक बैटरी होती हैं। वे आम तौर पर जिंक-कार्बन या जस्ता और मैंगनीज डाइऑक्साइड कोशिकाओं से इकट्ठे होते हैं, और वे बिना चार्ज किए बिना वर्तमान प्रदान करने में सक्षम होते हैं। जब वे मर जाते हैं, तो आप उन्हें फेंक देते हैं- या अगर आप चाहें तो उन्हें ठीक से निपटाना।

बेशक, आप उन "ए रिचार्जेबल" फॉर्म में वही एए या एएए बैटरी खरीद सकते हैं जो अधिक खर्च करते हैं। ये रिचार्जेबल बैटरी आमतौर पर निकल-कैडमियम या निकल-धातु हाइड्राइड कोशिकाओं का उपयोग करती हैं। पारंपरिक "क्षारीय" बैटरी के विपरीत, एनआईसीडी और एनआईएमएच बैटरी असेंबली पर लोड को चालू करने में सक्षम नहीं हैं। इसके बजाए, कोशिकाओं पर एक विद्युत प्रवाह लागू होता है, जो बैटरी के भीतर रासायनिक प्रतिक्रिया का कारण बनता है। फिर आप बैटरी को अपने रिमोट कंट्रोल में चिपकाते हैं, और जब यह मर जाता है, तो आप इसे चार्जर में रखते हैं और वर्तमान के आवेदन निर्वहन के दौरान हुई रासायनिक प्रक्रिया को उलट देता है।

कार बैटरी, जो निकल ऑक्सीहाइड्रोक्साइड और हाइड्रोजन-अवशोषक मिश्र धातु के बजाय लीड और सल्फरिक एसिड का उपयोग करती हैं, कार्य में एनआईएमएच बैटरी के समान होती हैं। जब बैटरी पर विद्युत प्रवाह लागू होता है, तो रासायनिक प्रतिक्रिया होती है, और एक विद्युत चार्ज संग्रहित होता है। जब बैटरी से लोड कनेक्ट होता है, तो वह प्रतिक्रिया उलट जाती है, और लोड को वर्तमान प्रदान किया जाता है।

लीड और एसिड के साथ ऊर्जा भंडारण

यदि विद्युत चार्ज को स्टोर करने के लिए लीड और एसिड का उपयोग करना पुरातन लगता है, तो यह है। पहली लीड-एसिड बैटरी का आविष्कार 1850 के दशक में किया गया था, और आपकी कार में बैटरी समान बुनियादी सिद्धांतों का उपयोग करती है। डिजाइन और सामग्रियों ने वर्षों से विकसित किया है, लेकिन एक ही बुनियादी विचार खेल में है।

जब लीड-एसिड बैटरी छोड़ी जाती है, तो इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड का बहुत पतला समाधान बन जाता है - जिसका अर्थ है कि यह ज्यादातर सादे पुराने एच 20 है जिसमें कुछ एच 2 एसओ 4 इसके आसपास तैरते हैं। सल्फरिक एसिड को अवशोषित करने वाली मुख्य प्लेटें मुख्य रूप से सल्फाट का नेतृत्व करती हैं। जब बैटरी पर विद्युत प्रवाह लागू होता है, तो यह प्रक्रिया उलट जाती है। लीड सल्फेट प्लेटें (ज्यादातर) लीड में वापस आती हैं, और सल्फ्यूरिक एसिड का पतला समाधान अधिक केंद्रित हो जाता है।

इलेक्ट्रिकल ऊर्जा को संग्रहित करने का यह एक बहुत ही प्रभावी तरीका नहीं है, इस बात के संदर्भ में कि कोशिकाओं की कितनी भारी और बड़ी कोशिकाओं की तुलना उनकी ऊर्जा की मात्रा से की जाती है, लेकिन लीड-एसिड बैटरी आज भी दो कारणों से उपयोग में हैं। पहला अर्थशास्त्र का मामला है; लीड एसिड बैटरी किसी भी अन्य विकल्प की तुलना में निर्माण करने के लिए बहुत सस्ता हैं। दूसरा कारण यह है कि लीड-एसिड बैटरी एक बार में ऑन-डिमांड वर्तमान की जबरदस्त मात्रा प्रदान करने में सक्षम हैं, जो उन्हें प्रारंभिक बैटरी के रूप में उपयोग करने के लिए विशिष्ट रूप से अनुकूल बनाती है।

आपका चक्र कैसा है?

पारंपरिक कार बैटरी को कभी-कभी संदर्भित किया जाता है एसएलआई बैटरी , जहां "एसएलआई" शुरू करने, प्रकाश व्यवस्था और इग्निशन के लिए खड़ा है। यह संक्षेप कार कार बैटरी के मुख्य उद्देश्यों को बहुत अच्छी तरह से दिखाता है, क्योंकि किसी भी कार बैटरी का मुख्य काम स्टार्टर मोटर, रोशनी और इंजन चलने से पहले इग्निशन चलाने के लिए होता है। इंजन चलने के बाद, वैकल्पिक सभी आवश्यक विद्युत ऊर्जा प्रदान करता है, और बैटरी रिचार्ज किया जाता है।

इस प्रकार का उपयोग एक उथले प्रकार का कर्तव्य चक्र है, जिसमें यह बड़ी मात्रा में वर्तमान का एक छोटा विस्फोट प्रदान करता है, और यही वह कार बैटरी विशेष रूप से करने के लिए डिज़ाइन की गई है। इस बात को ध्यान में रखते हुए, आधुनिक कार बैटरी में लीड की बहुत पतली प्लेटें होती हैं, जो इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में अधिकतम मात्रा की अनुमति देती है, और कम अवधि के लिए सबसे अधिक संभव एम्परेज प्रदान करती है। स्टार्टर मोटर्स की विशाल वर्तमान आवश्यकताओं के कारण यह डिज़ाइन आवश्यक है।

बैटरी शुरू करने के विपरीत, गहरी चक्र बैटरी एक और प्रकार की लीड-एसिड बैटरी होती है जिसे "गहरे" चक्र के लिए डिज़ाइन किया गया है।प्लेटों की कॉन्फ़िगरेशन अलग है, इसलिए वे बड़ी मात्रा में ऑन-डिमांड वर्तमान प्रदान करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। इसके बजाए, उन्हें लंबे समय तक कम बिजली प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चक्र "गहरा" है क्योंकि कुल निर्वहन बड़े होने के कारण यह लंबा है। बैटरी शुरू करने के विपरीत, जो प्रत्येक उपयोग के बाद स्वचालित रूप से रिचार्ज किया जाता है, गहरी चक्र बैटरी को धीरे-धीरे रिचार्ज करने से पहले एक सुरक्षित स्तर पर छोड़ा जा सकता है। बैटरी शुरू करने की तरह, स्थायी क्षति से बचने के लिए गहरी चक्र लीड एसिड बैटरी को अनुशंसित स्तर से नीचे नहीं छोड़ा जाना चाहिए।

विभिन्न पैकेज, वही तकनीक

हालांकि लीड-एसिड बैटरी के पीछे मूल तकनीक उतनी ही कम रही है, लेकिन सामग्रियों और तकनीकों में प्रगति के परिणामस्वरूप कई बदलाव हुए हैं। गहरी चक्र बैटरी, निश्चित रूप से, गहरे कर्तव्य चक्र की अनुमति देने के लिए एक अलग प्लेट कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करें। अन्य बदलाव चीजों को और भी आगे लेते हैं।

लीड-एसिड बैटरी तकनीक में सबसे बड़ी अग्रिम शायद वाल्व-विनियमित लीड-एसिड (वीआरएलए) बैटरी है। वे अभी भी लीड और सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करते हैं, लेकिन उनमें गीले कोशिकाएं "बाढ़" नहीं होती हैं। इसके बजाय, वे इलेक्ट्रोलाइट के लिए या तो जेल कोशिकाओं या अवशोषित ग्लास चटाई (एजीएम) का उपयोग करते हैं। रासायनिक प्रक्रिया मूल स्तर पर समान होती है, लेकिन ये बैटरी बाढ़ वाली सेल बैटरी जैसी ऑफ-गैसिंग के अधीन नहीं होती हैं, न ही वे छूटे जाने पर रिसाव के लिए कमजोर होते हैं।

हालांकि वीआरएलए बैटरी के कई फायदे हैं, लेकिन पारंपरिक बाढ़ वाली सेल बैटरी की तुलना में वे उत्पादन करने के लिए अधिक महंगी हैं। इसलिए जब प्रौद्योगिकी आगे बढ़ती जा रही है, तो संभावना है कि आप अभी भी कुछ समय तक अपने हुड के तहत अत्याधुनिक 1860 की तकनीक के साथ गाड़ी चला रहे हैं-जब तक आप बिजली नहीं ले जाते। लेकिन यह बैटरी के मामले में एक पूरी तरह से अलग बात है।