குழாய் தட்டுகள்: உயரமான குழாய் பேட்டரி vs பிளாட் தட்டு பேட்டரி
1. குழாய் தட்டு பேட்டரி என்றால் என்ன
பேட்டரிகள் அறிமுகம்
பல வகையான மின்வேதியியல் ஆற்றல் மூலங்கள் உள்ளன (கால்வனிக் செல்கள், வோல்டாயிக் செல்கள் அல்லது பேட்டரிகள் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன). ஒரு மின்கலம் என்பது மின் வேதியியல் சாதனமாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இது இரசாயன ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. மின்கலத்தின் பொருள் எலக்ட்ரோ கெமிஸ்ட்ரியின் கீழ் வருகிறது, இது இரசாயன ஆற்றல் மற்றும் மின் ஆற்றலின் இடைமாற்றத்தைக் கையாளும் பாடமாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டுரையில் குழாய் தட்டுகள் மற்றும் அரை குழாய் தட்டு பற்றி விரிவாக விவாதிப்போம்.
இந்த செல்கள் தன்னிச்சையான ஆக்சிஜனேற்றம்-குறைப்பு எதிர்வினைகள் (ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள்) மூலம் மின் ஆற்றலை உருவாக்குகின்றன, இது நேர்மறை, எதிர்மறை மின்முனைகள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் ஆகியவற்றில் உள்ள இரசாயனங்களை உள்ளடக்கியது, ஒவ்வொரு மின்முனையிலும் அரை செல் என்று அழைக்கப்படுகிறது. செயலில் உள்ள பொருட்களில் உள்ள இரசாயன ஆற்றல் மின் ஆற்றலாக மாற்றப்படுகிறது. குறைப்பு எதிர்வினையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் எலக்ட்ரான்கள் இரண்டு அரை செல்களை இணைக்கும் வெளிப்புற சுற்று வழியாக செல்கின்றன, இதனால் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்வினை நேர்மின்வாயில் பொருளிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுவதன் மூலம் ஏற்படுகிறது (பெரும்பாலும் உலோகங்கள்) மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற சுற்று வழியாக கேத்தோடை (பெரும்பாலும் ஆக்சைடுகள், குளோரைடுகள், ஆக்ஸிஜன் போன்றவை) அடையும் போது குறைப்பு எதிர்வினை ஏற்படுகிறது. மின்சுற்று எலக்ட்ரோலைட் வழியாக முடிக்கப்படுகிறது.
லீட்-அமில பேட்டரி அமைப்பு:
வெளிப்புற சுற்று மூடப்படும் போது, ஈயத்தை (பிபி) டைவலன்ட் ஈய அயனிகளாக (பிபி2+) மாற்றும் (எலக்ட்ரோகெமிக்கல் ஆக்சிஜனேற்றம்) எதிர்வினையின் விளைவாக எலக்ட்ரான்கள் எதிர்மறை துருவத்திலிருந்து பயணிக்கத் தொடங்குகின்றன. (பிந்தைய அயனிகள் சல்பேட் மூலக்கூறுகளுடன் வினைபுரிந்து செல்லுக்குள் ஈய சல்பேட்டை (PbSO4) உருவாக்குகின்றன). இந்த எலக்ட்ரான்கள் வெளிப்புற சுற்று வழியாக பயணித்து நேர்மறைத் தகட்டை அடைகின்றன, அங்கு அவை ஈய டை ஆக்சைடை ஈய சல்பேட்டாக மாற்றுகின்றன, அதாவது, பிபி4+ அயனிகள் பிபிஎஸ்ஓ4 இல் பிபி2+ அயனிகளாக மாற்றப்படுவதன் விளைவாக ஈய டையாக்சைடு மின்வேதியியல் ரீதியாக ஈய சல்பேட்டாகக் குறைக்கப்படுகிறது.
குழாய் தட்டு பேட்டரி தொழில்நுட்பம்
செல் ஒட்டுமொத்த எதிர்வினை இவ்வாறு எழுதப்பட்டுள்ளது:
PbO2 + Pb + 2PbSO4 சார்ஜ் ↔ வெளியேற்றம் 2PbSO4 + 2H2O
ஈயத்தின் வேலன்சி (Pb ° ) Pb 2+ ஆக அதிகரிப்பதைக் காணலாம். வெளியேற்றத்தின் போது 2 எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுவதன் மூலம். இந்த வேலன்சி அதிகரிப்பு மின் வேதியியல் சொற்களில் ஆக்சிஜனேற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
மற்ற திசையில், ஈய டை ஆக்சைடில் ஈயத்தின் வேலன்சி (Pb லீட் டை ஆக்சைடில் 4 வேலன்சிகள் உள்ளது) 2+ ஆக குறைக்கப்படுகிறது.
ஆக்ஸிஜனேற்ற எதிர்வினையிலிருந்து வரும் இரண்டு எலக்ட்ரான்களை உறிஞ்சுவதன் மூலம். வேலென்சியின் இந்த குறைவு மின் வேதியியல் சொற்களில் குறைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
வெளியேற்றத்தின் போது கலத்தின் தனிப்பட்ட மின்முனை ஆற்றல்களில் ஏற்படும் மாற்றங்களாலும் இந்த விதிமுறைகளை விவரிக்கலாம். ஈய மின்முனையின் ஆற்றல் (மின்னழுத்தம்) வெளியேற்றத்தின் போது அதிக நேர்மறை மதிப்புகளுக்கு நகர்வதன் மூலம் (வெளியேற்றத்தின் போது அனோட்) அதிகரிக்கிறது. சாத்தியமான மதிப்பின் இந்த அதிகரிப்பு ஆக்சிஜனேற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இதனால் ஈய-அமிலக் கலத்தில் ஈயத்தின் எதிர்மறைத் தட்டு திறன் சுமார் -0.35ல் இருந்து -0.20 வோல்ட்டுகளாக மாறுகிறது. இது சாத்தியத்தின் அதிகரிப்பு ஆகும். எனவே இந்த எதிர்வினை இயற்கையில் அனோடிக் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
மாறாக, ஈய டையாக்சைடு மின்முனையின் (வெளியேற்றத்தின் போது கேத்தோட்) ஆற்றல் எதிர்மறை பக்கத்தை நோக்கி நகர்வதன் மூலம் குறைகிறது, அதாவது வெளியேற்றம் தொடரும் போது மதிப்பு குறைவாகவும் குறைவாகவும் மாறும். ஈய-அமில கலத்தில் உள்ள ஈய டை ஆக்சைட்டின் நேர்மறை தட்டு திறன் சுமார் 1.69 இலிருந்து சுமார் 1.5 வோல்ட்டுகளாக மாறுகிறது. இது சாத்தியமான குறைவு. எனவே இந்த எதிர்வினை இயற்கையில் கத்தோடிக் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் வெளியேற்றத்தின் போது ஒரு நேர்மறையான தட்டில் குறைப்பு ஏற்படுகிறது என்று நாங்கள் கூறுகிறோம்.
வெளியேற்றத்தின் போது வேலை செய்யும் மின்னழுத்தங்களில் ஏற்படும் இந்த குறைப்பு, துருவமுனைப்பு என அழைக்கப்படுவதால், இரண்டு மின்முனைகளிலும் ஏற்படும் அதிக மின்னழுத்தம், η மற்றும் உள் எதிர்ப்பின் கலவையால் ஏற்படுகிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், ஓவர்வோல்டேஜ் என்பது OCV மற்றும் இயக்க மின்னழுத்தங்களில் உள்ள வித்தியாசம்.
இவ்வாறு, வெளியேற்றத்தின் போது, E disch = EOCV – ηPOS – ηNEG – IR.
ஆனால், சார்ஜிங் எதிர்வினைக்கு E Ch = EOCV + ηPOS + ηNEG + IR.
ஐஆர் என்பது மின்கலத்தின் உள்ளே உள்ள பொருட்களால் வழங்கப்படும் உள் எதிர்ப்பைக் குறிக்கிறது, அதாவது எலக்ட்ரோலைட், செயலில் உள்ள பொருள் போன்றவை. IR ஆனது கலத்தின் வடிவமைப்பு, அதாவது பயன்படுத்தப்படும் பிரிப்பான், தட்டுகளுக்கு இடையே உள்ள சுருதி, செயலில் உள்ள பொருளின் உள் அளவுருக்கள் (துகள் அளவு, மேற்பரப்பு பகுதி, போரோசிட்டி போன்றவை), வெப்பநிலை மற்றும் செயலில் உள்ள பொருளில் உள்ள PbSO4 இன் அளவு ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. மேல் ஈயம், செயலில் உள்ள நிறை மற்றும் அரிப்பு அடுக்கு, எலக்ட்ரோலைட், பிரிப்பான் மற்றும் செயலில் உள்ள பொருட்களின் துருவமுனைப்பு ஆகியவற்றால் வழங்கப்படும் பல எதிர்ப்புகளின் கூட்டுத்தொகையாக இது வழங்கப்படலாம்.
முதல் மூன்று காரணிகள் செல் வடிவமைப்பால் பாதிக்கப்படுகின்றன. துருவமுனைப்பு மதிப்புகள் பற்றி எந்த பொது அறிக்கையும் செய்ய முடியாது, ஆனால் இது வழக்கமாக மேல் முன்னணியால் வழங்கப்படும் ஆரம்ப எதிர்ப்பின் அதே அளவில் இருக்கும். நீளமான தட்டுகளில் அதிக ஐஆர் உள்ளது. வெளியேற்ற வளைவின் ஆரம்ப பகுதியின் சாய்விலிருந்து இது தீர்மானிக்கப்படலாம். அதே வடிவமைப்பிற்கு, அதிக திறன் கொண்ட ஒரு செல் குறைந்த உள் எதிர்ப்பைக் கொண்டிருக்கும். 12V/28Ah VRLAB இன் உள் எதிர்ப்பானது 6 mΩ ஆகும், அதேசமயம் குறைந்த திறன் கொண்ட பேட்டரியின் (12V/ 7Ah) 20 முதல் 23 mΩ ஆகும்.
மிகக் குறைந்த η மதிப்புகளில், ηக்கும் மின்னோட்டத்திற்கும் இடையிலான உறவு, I, ஓம் விதியின் வடிவத்தை எடுக்கும் மற்றும் மேலே குறிப்பிடப்பட்ட சமன்பாடுகள் எளிமைப்படுத்தப்படுகின்றன.
Edisch = EOCV – IR.
ECH = EOCV + IR.
மேலே உள்ள விவாதம் ஈய-அமில கலத்தின் வெளியேற்ற எதிர்வினையைக் கையாள்கிறது.
ஈய-அமில கலத்தின் சார்ஜ் எதிர்வினையின் போது எதிர் நிகழ்வுகள் ஏற்படுகின்றன.
முதன்மை மின்கலங்களைப் பொறுத்தவரை, நேர்மறை மின்முனையானது பொதுவாக கேத்தோடு என்றும், எதிர்மறை மின்முனையானது அனோட் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இது தெளிவற்றது, ஏனெனில் வெளியேற்றம் மட்டுமே ஏற்படுகிறது.
இவ்வாறு மின்முனையாகச் செயல்பட்ட ஈய மின்முனையானது சார்ஜ் வினையின் போது கேத்தோடாகவும், கேத்தோடாகச் செயல்பட்ட லெட் டையாக்சைடு மின்முனையானது இப்போது நேர்மின்முனையாகவும் செயல்படுகிறது. தெளிவின்மையைத் தவிர்க்க, இரண்டாம் நிலை கலங்களில் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகள் அல்லது தட்டுகளைப் பயன்படுத்துகிறோம்.
நடைமுறையில் இது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை விளக்க, பின்வரும் படம் லீட்-அமில பேட்டரியின் டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் சார்ஜுக்கான சில அனுமான வளைவுகளைக் காட்டுகிறது.
நடைமுறை வெளியேற்ற மின்னழுத்தம் 2.05V இன் திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தத்திற்குக் கீழே உள்ளது, மேலும் நடைமுறை மின்னழுத்தம் இந்த மதிப்பிற்கு மேல் உள்ளது என்பது தெளிவாகக் காணப்படுகிறது. η இலிருந்து விலகல் என்பது கலத்தின் உள் எதிர்ப்பு மற்றும் துருவமுனைப்பு இழப்புகளின் ஒருங்கிணைந்த செல்வாக்கின் அளவீடு ஆகும். வெளியேற்றம் அல்லது மின்னோட்டத்தை உயர்த்தும் போதெல்லாம், மேலே கொடுக்கப்பட்ட சமன்பாடுகளின்படி, η இன் மதிப்பு அதிகமாகிறது.
படம் 2 மின்னழுத்தம் மற்றும் மின்கலத்தின் மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மின்னழுத்த வெளியேற்றத்தின் போது எடுக்கப்பட்ட உதாரணம் ஈய அமில கலமாகும்
எதிர்வினைகளை சுருக்கமாகக் கூற:
ஈயம், எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருள்:
வெளியேற்றத்தின் போது: Pb → Pb2+ + 2e-
சார்ஜின் போது: Pb2+ → Pb (அதாவது, PbSO4 → Pb)
லீட் டை ஆக்சைடு, நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருள்:
வெளியேற்றத்தின் போது: Pb4+ → Pb2+ (PbO2 → PbSO4)
சார்ஜின் போது: Pb2+ → PbO2 (அதாவது, PbSO4 → PbO2)
எலக்ட்ரோடு பொருட்கள் இரண்டும் ஈய சல்பேட்டாக மாற்றப்படுவதால், இந்த எதிர்வினைக்கு 1882 இல் கிளாட்ஸ்டோன் மற்றும் ட்ரைப் மூலம் “இரட்டை சல்பேட் கோட்பாடு” என்ற பெயர் வழங்கப்பட்டது.
பேட்டரிகளின் வகைப்பாடு
இந்த உயிரணுக்களில் நிகழும் மின்வேதியியல் எதிர்வினைகளின் தன்மையைப் பொறுத்து, அவற்றை வகைப்படுத்தலாம்
- முதன்மை பேட்டரிகள்
- இரண்டாம் நிலை (அல்லது சேமிப்பு பேட்டரி அல்லது குவிப்பான்)
- எரிபொருள் செல்கள்
ஆரம்பத்தில், இந்த வகைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகளைப் புரிந்துகொள்வது நல்லது. முதன்மை மின்கலத்தில், மின்வேதியியல் எதிர்வினை மீளமுடியாதது, அதேசமயம், இரண்டாம் நிலை செல்கள் அவற்றின் எதிர்வினை மீள்தன்மைக்காக அறியப்படுகின்றன. எரிபொருள் கலமும் ஒரு முதன்மை கலமாகும், ஆனால் எரிபொருள் கலத்திற்கும் முதன்மை கலத்திற்கும் உள்ள வேறுபாடு என்னவென்றால், எதிர்வினைகள் செல் கொள்கலனுக்கு வெளியே வைக்கப்படுகின்றன, அதேசமயம் ஒரு முதன்மை கலத்தில் எதிர்வினைகள் கலத்திற்குள் இருக்கும்.
- முதன்மை செல்களில் (எ.கா., கைக்கடிகாரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் சில்வர்-ஆக்சைடு-துத்தநாக செல்கள், ஃபிளாஷ் டார்ச்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் MnO2- Zn செல்கள் மற்றும் ஏசி யூனிட்கள், டிவிகள் போன்றவற்றுக்கான ரிமோட்டுகள்) இந்த வகையைச் சேர்ந்தவை, இந்த செல்களில், எதிர்வினைகள் மட்டுமே தொடர முடியும். ஒரு திசையில் மற்றும் எதிர் திசையில் மின்சாரம் செலுத்துவதன் மூலம் எதிர்வினையை மாற்ற முடியாது.
- மாறாக, இரண்டாம் நிலை அழைப்புகள் ஆற்றல்-உற்பத்தி செய்யும் எதிர்வினைகளின் மீள்தன்மைக்காக அறியப்படுகின்றன. வெளியேற்றத்திற்குப் பிறகு, நாம் எதிர் திசையில் நேரடி மின்னோட்டத்தை அனுப்பினால், அசல் எதிர்வினைகள் எதிர்வினை தயாரிப்புகளிலிருந்து மீண்டும் உருவாக்கப்படுகின்றன. இந்த வகை பேட்டரிக்கான எடுத்துக்காட்டுகள் முன்னணி-அமில பேட்டரி, லி-அயன் பேட்டரி, Ni-Cd பேட்டரி (உண்மையில் NiOOH-Cd பேட்டரி), Ni-Fe பேட்டரி, Ni-MH பேட்டரி, மிகவும் பொதுவான இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகளைக் குறிப்பிடலாம்.
- மீள்தன்மைக் கருத்தை விரிவுபடுத்த, நேர்மறை மின்முனையில் உள்ள லீட் டை ஆக்சைடு (PbO2) (பொதுவாக “தட்டுகள்” என்று அழைக்கப்படுகிறது) மற்றும் ஈய-அமில கலத்தின் எதிர்மறை தட்டில் ஈயம் (Pb) இரண்டும் ஈய சல்பேட்டாக (PbSO4) மாற்றப்படுகின்றன. ஆற்றல் உற்பத்தி எதிர்வினையின் போது பொருட்கள் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் வினைபுரிகின்றன, கந்தக அமிலத்தை நீர்த்துப்போகச் செய்கின்றன. இது மின் வேதியியலாளர்களால் பின்வருமாறு குறிப்பிடப்படுகிறது:
- PbO2 + Pb + 2PbSO4 சார்ஜ் ↔ வெளியேற்றம் 2PbSO4 + 2H2O
- ஒரு எரிபொருள் கலமும் ஒரு முதன்மை கலமாகும், ஆனால் அதன் எதிர்வினைகள் வெளியில் இருந்து ஊட்டப்படுகின்றன. எரிபொருள் கலத்தின் மின்முனையானது செயலற்றது, அவை செல் எதிர்வினையின் போது நுகரப்படுவதில்லை, ஆனால் மின்னணு கடத்தலுக்கு உதவுகின்றன மற்றும் மின்னாற்பகுப்பு விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளன. பிந்தைய பண்புகள் எதிர்வினைகளின் (செயலில் உள்ள பொருட்கள்) மின்-குறைப்பு அல்லது மின்-ஆக்சிஜனேற்றத்தை செயல்படுத்துகின்றன.
- எரிபொருள் கலங்களில் பயன்படுத்தப்படும் அனோடு செயலில் உள்ள பொருட்கள் பொதுவாக வாயு அல்லது திரவ எரிபொருட்களான ஹைட்ரஜன், மெத்தனால், ஹைட்ரோகார்பன்கள், இயற்கை எரிவாயு (ஹைட்ரஜன் நிறைந்த பொருட்கள் எரிபொருட்கள் என அழைக்கப்படுகின்றன) இவை எரிபொருள் கலத்தின் நேர்மின்வாயில் பக்கமாக செலுத்தப்படுகின்றன. இந்த பொருட்கள் வெப்ப இயந்திரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் வழக்கமான எரிபொருளைப் போல இருப்பதால், அத்தகைய வகை செல்களை விவரிக்க “எரிபொருள் செல்” என்ற சொல் தன்னை நிலைநிறுத்தியுள்ளது. ஆக்ஸிஜன், பெரும்பாலும் காற்று, முக்கிய ஆக்ஸிஜனேற்றம் மற்றும் கேத்தோடில் செலுத்தப்படுகிறது.
எரிபொருள் செல்கள்
-
கோட்பாட்டின்படி, ஒரு H2/O2 எரிபொருள் செல் சுற்றுப்புற சூழ்நிலையில் 1.23 V ஐ உருவாக்க முடியும்.
எதிர்வினை: H2 + ½ O2 → H2O அல்லது 2H2 + O2 → 2H2O E° = 1.23 V
இருப்பினும், நடைமுறையில், எரிபொருள் செல்கள் 1.23 V இன் தத்துவார்த்த மின்னழுத்தத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ள பயனுள்ள மின்னழுத்த வெளியீடுகளை உருவாக்குகின்றன, இதன் விளைவாக, எரிபொருள் செல்கள் பொதுவாக 0.5 மற்றும் 0.9 V இடையே இயங்குகின்றன. கோட்பாட்டு மதிப்பிலிருந்து மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் இழப்புகள் அல்லது குறைப்புக்கள் என குறிப்பிடப்படுகின்றன. ”போலரைசேஷன்,” எந்தச் சொல் மற்றும் நிகழ்வு எல்லா பேட்டரிகளுக்கும் வெவ்வேறு அளவுகளுக்குப் பொருந்தும்.
லீட் ஆசிட் பேட்டரி
ஈய-அமில மின்கல உற்பத்தியில், பல்வேறு நேர்மறை மின்முனைகள் (அல்லது பொதுவாக “தகடுகள்” என அழைக்கப்படும்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன:
அவை:
அ. பிளாட் பிளேட் அல்லது கிரிட் பிளேட் அல்லது பேஸ்ட் செய்யப்பட்ட பிளேட் அல்லது லேட்டிஸ் வகை அல்லது ஃபாரே பிளேட் (1.3 முதல் 4.0 மிமீ தடிமன்)
பி. குழாய் தட்டுகள் (உள் விட்டம் ~ 4.9 முதல் 7.5 மிமீ)
c. தாவர தட்டுகள் (6 முதல் 10 மிமீ)
ஈ. கூம்பு தகடுகள்
இ. ஜெல்லி ரோல் தட்டுகள் (0.6 முதல் 0.9 மிமீ)
f. இருமுனை தட்டுகள்
- இவற்றில் முதலில் குறிப்பிடப்பட்ட பிளாட்-ப்ளேட் வகை மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது; இது ஒரு குறுகிய காலத்திற்கு கனமான நீரோட்டங்களை வழங்க முடியும் என்றாலும் (உதாரணமாக, ஒரு ஆட்டோமொபைல் அல்லது ஒரு DG செட் தொடங்குதல்), இது குறுகிய ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது. இங்கே, செவ்வக மின்னோட்டம் சேகரிப்பாளரின் ஒரு லட்டு வகை, லெடி-ஆக்சைடு, நீர் மற்றும் சல்பூரிக் அமிலம் ஆகியவற்றின் கலவையிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட பேஸ்ட்டால் நிரப்பப்படுகிறது, கவனமாக உலர்த்தப்பட்டு உருவாகிறது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை தகடுகள் இரண்டும் ஒரே முறையில் செய்யப்படுகின்றன, சேர்க்கைகளில் உள்ள வேறுபாட்டைத் தவிர. மெல்லியதாக இருப்பதால், அத்தகைய தகடுகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் பேட்டரிகள் ஒரு ஆட்டோமொபைலைத் தொடங்குவதற்குத் தேவையான மிக அதிக மின்னோட்டத்தை வழங்க முடியும். அத்தகைய பயன்பாட்டில் ஆயுட்காலம் 4 முதல் 5 ஆண்டுகள் ஆகும். ஆல்டர்னேட்டர்-ரெக்டிஃபையர் ஏற்பாட்டின் வருகைக்கு முன், ஆயுள் குறைவாக இருந்தது.
- குழாய்த் தகடுகள்: அடுத்து பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் தட்டு வகை குழாய்த் தட்டு ஆகும், இது நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் பிளாட் பிளேட் வகை பேட்டரிகளில் மின்னோட்டத்தை வழங்க முடியாது. கீழே உள்ள குழாய் தட்டுகளைப் பற்றி விரிவாகப் பேசுவோம்.
- மின் நிலையங்கள் மற்றும் தொலைபேசி பரிமாற்றங்கள் போன்ற இடங்களில் மிகக் கடுமையான நம்பகத்தன்மை தேவையுடன் நீண்ட ஆயுளுக்கு, லெட்-அமில கலத்தின் வகை விரும்பத்தக்கது. 6-10 மிமீ தடிமன் கொண்ட 6-10 மிமீ தடிமன் கொண்ட பல மெல்லிய செங்குத்து லேமினேஷனுடன் கூடிய உயர் தூய்மையான ஈயத் தாள்கள் குழாய்த் தட்டுக்கான தொடக்கப் பொருளாகும். குழாய்த் தகட்டின் அடிப்படை மேற்பரப்பு லேமல்லர் கட்டுமானத்தால் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இதன் விளைவாக அதன் வடிவியல் பரப்பளவை விட 12 மடங்கு அதிகமான ஒரு பயனுள்ள மேற்பரப்பு உள்ளது.
- கூம்புத் தகடு என்பது லட்டு-வகை வட்ட வடிவ தூய ஈய கட்டங்கள் (10° கோணத்தில் கப் செய்யப்பட்டது), தட்டுகள் ஒன்றன் மேல் ஒன்றாக கிடைமட்டமாக அடுக்கப்பட்டு தூய ஈயத்தால் ஆனது. இதை அமெரிக்காவின் பெல் டெலிபோன் லேபரட்டரீஸ் உருவாக்கியுள்ளது.
- ஜெல்லி ரோல் தகடுகள் என்பது 0.6 முதல் 0.9 மிமீ தடிமன் கொண்ட குறைந்த-ஈயத் டின் அலாய் மூலம் தயாரிக்கப்பட்ட மெல்லிய தொடர்ச்சியான கட்டத் தட்டுகளாகும். தட்டுகள் ஈய ஆக்சைடுகளால் ஒட்டப்பட்டு, உறிஞ்சும் கண்ணாடி விரிப்பால் பிரிக்கப்பட்டு, சுழல் சுழன்று அடிப்படை செல் உறுப்பு உருவாகிறது.
- இருமுனை தகடுகள்: இந்த தகடுகள் உலோகம் அல்லது பாலிமரில் இருந்து செய்யப்பட்ட மைய கடத்தும் தாள் மற்றும் ஒரு பக்கத்தில் நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருள் மற்றும் மறுபுறம் எதிர்மறை பொருள் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. இத்தகைய தட்டுகள், எதிர் துருவமுனைப்பு செயலில் உள்ள பொருட்கள் ஒன்றையொன்று எதிர்கொள்ளும் வகையில், அவற்றுக்கிடையே ஒரு பிரிப்பான் மூலம், தேவையான மின்னழுத்தத்தைப் பெறுவதற்காக அடுக்கப்பட்டிருக்கும்.
- இங்கே தனி செல்-செல் இணைப்பு நீக்கப்பட்டது, இதன் மூலம் உள் எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது. இருமுனை மின்கலத்தில் உள்ள தீவிர தகடுகள் எப்போதும் மோனோ-போலார் வகையைச் சேர்ந்தவை, நேர்மறை அல்லது எதிர்மறை
2. வேறுபாடுகள் - குழாய் பேட்டரி vs பிளாட் தட்டு பேட்டரி
பிளாட் ப்ளேட் பேட்டரிகள் , ஆட்டோமொபைல் மற்றும் டிஜி செட் ஸ்டார்டிங் பேட்டரிகளில் உள்ளதைப் போல அதிக மின்னோட்டம், குறுகிய கால டிஸ்சார்ஜுக்கானது. அவர்கள் வழக்கமாக 4 முதல் 5 ஆண்டுகள் ஆயுளைக் கொண்டுள்ளனர் மற்றும் வாழ்க்கையின் முடிவு முக்கியமாக நேர்மறை கட்டங்களின் அரிப்பு காரணமாகும், இதன் விளைவாக கட்டம் மற்றும் செயலில் உள்ள பொருட்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு இழப்பு மற்றும் அடுத்தடுத்த உதிர்தல் ஏற்படுகிறது.
சிறந்த குழாய் அல்லது தட்டையான தட்டு பேட்டரி எது?
குழாய் தகடுகள் வலுவானவை , எனவே மிதவை இயக்கத்தில் சுமார் 10 முதல் 15 ஆண்டுகள் ஆயுட்காலம் இருக்கும். அவை சுழற்சி கடமைக்கு ஏற்றவை மற்றும் அதிக சுழற்சி வாழ்க்கையை வழங்குகின்றன. செயலில் உள்ள பொருள் முதுகெலும்பு மற்றும் ஆக்சைடு வைத்திருப்பவருக்கு இடையில் வளைய இடைவெளியில் உள்ளது. செல்கள் சுழற்சியின் போது ஏற்படும் ஒலியளவு மாற்றங்களால் ஏற்படும் அழுத்தத்தை இது கட்டுப்படுத்துகிறது.
முதுகெலும்புகளின் அரிப்பு மற்றும் முதுகெலும்புகள் மற்றும் செயலில் உள்ள பொருட்களுக்கு இடையேயான தொடர்பை இழப்பதன் காரணமாக மீண்டும் வாழ்க்கையின் முடிவு ஏற்படுகிறது. எவ்வாறாயினும், முதுகெலும்புக்கும் செயலில் உள்ள வெகுஜனத்திற்கும் இடையிலான தொடர்பு பகுதி அத்தகைய கட்டுமானத்தில் குறைக்கப்படுகிறது, எனவே அதிக மின்னோட்ட வடிகால்களின் கீழ், அதிக மின்னோட்ட அடர்த்தி உள்ளூர் வெப்பத்தை ஏற்படுத்துகிறது, இது குழாய்களின் சிதைவுக்கு வழிவகுக்கும் மற்றும் அரிப்பு அடுக்கில் விரிசல் ஏற்படுகிறது.
தாவர தட்டு செல்கள் மிக நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் மற்ற வகைகளுடன் ஒப்பிடும்போது திறன் குறைவாக உள்ளது. ஆனால் இந்த செல்கள் அதிக நம்பகத்தன்மை மற்றும் நீண்ட மிதவை வாழ்வை வழங்குகின்றன. அவற்றின் விலையும் அதிகமாக உள்ளது, ஆனால் அது வாழ்நாள் முழுவதும் மதிப்பிடப்பட்டால், மற்ற நிலையான வகை செல்களுடன் ஒப்பிடுகையில் இது உண்மையில் குறைவாக இருக்கும். நீண்ட ஆயுளுக்கான காரணம் என்னவென்றால், நேர்மறை தகடு மேற்பரப்பு அதன் வாழ்நாளில் திறன் இழப்பு இல்லாமல் தொடர்ந்து மீண்டும் உருவாக்கப்படுகிறது.
கூம்பு தகடு செல்கள் லூசன்ட் டெக்னாலஜிஸ் (முன்னர் AT&T பெல் ஆய்வகங்கள்) மூலம் 30 ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக மிக நீண்ட ஆயுளுக்கு சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. சமீபத்திய 23 ஆண்டு அரிப்பு தரவு அத்தகைய பேட்டரிகளின் ஆயுட்காலம் 68 முதல் 69 ஆண்டுகள் ஆகும்.
ஜெல்லி ரோல் வடிவமைப்பு சிறந்த இயந்திர மற்றும் மின் பண்புகள் காரணமாக வெகுஜன உற்பத்திக்கு தன்னைக் கொடுக்கிறது. ஒரு உருளைக் கொள்கலனில் உள்ள ஜெல்லி-ரோல் கட்டுமானம் (சுழல்-காயம் மின்முனைகள்) சிதைவு இல்லாமல் அதிக உள் அழுத்தத்தை பராமரிக்க முடியும் மற்றும் அதிக வெளியீட்டு அழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கும் வகையில் வடிவமைக்க முடியும்.
பிரிஸ்மாடிக் செல்களை விட. அதிக வெப்பநிலை மற்றும் உள் செல் அழுத்தங்களில் பிளாஸ்டிக் உறைகள் சிதைவதைத் தடுக்கப் பயன்படுத்தப்படும் வெளிப்புற உலோகக் கொள்கலன் காரணமாக இது ஏற்படுகிறது. 7 kPa முதல் 14 kPa (1 to 2 psi » 0.07 to வரையிலான உலோக உறை, சுழல் காயப்பட்ட கலத்திற்கு காற்றோட்ட அழுத்தங்களின் வரம்பு 170 kPa முதல் 275 kPa (25 to 40 psi » 1.7 to 2.75 bar) வரை இருக்கலாம். 0.14 பார் ) ஒரு பெரிய பிரிஸ்மாடிக் பேட்டரிக்கு.
இருமுனை தட்டு பேட்டரிகள்
இருமுனைத் தகட்டின் வடிவமைப்பில், ஒரு மைய மின்னணுக் கடத்தும் பொருள் (உலோகத் தாள் அல்லது கடத்தும் பாலிமர் தாள்) உள்ளது, அதன் ஒரு பக்கத்தில் நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருள் மற்றும் மற்றொன்று எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருள். இங்கே தனி செல்-செல் இணைப்பு நீக்கப்பட்டது, இதன் மூலம் உள் எதிர்ப்பைக் குறைக்கிறது. இருமுனை இறுதி செல்களில் உள்ள தீவிர தகடுகள் எப்போதும் மோனோ-போலார் வகையைச் சேர்ந்தவை, நேர்மறை அல்லது எதிர்மறையாக இருக்கும் என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.
இந்த பேட்டரிகள் உள்ளன
- அதிக குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மற்றும் அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி (அதாவது, வழக்கமான லீட்-அமில பேட்டரியின் அளவு 40% குறைவானது அல்லது 60% அளவு, 30% குறைவான எடை அல்லது வழக்கமான லெட்-அமில பேட்டரிகளின் நிறை 70%.
- சுழற்சி ஆயுளை இரட்டிப்பாக்குங்கள்
- பாதி அளவு ஈயம் தேவைப்படுகிறது மற்றும் பிற பொருட்களும் குறைக்கப்படுகின்றன.
3. குழாய் பேட்டரி ஏன்?
அதிக திறன் கொண்ட நீண்ட ஆயுள் தேவைப்படும் இடங்களில் குழாய்த் தட்டு பேட்டரிகள் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டிரக்குகள், டிராக்டர்கள், சுரங்க வாகனங்கள் மற்றும் ஓரளவிற்கு, கோல்ஃப் வண்டிகள் ஆகியவற்றைக் கையாள்வதற்காக, தொலைபேசி பரிமாற்றங்கள் மற்றும் பெரிய தொழிற்சாலைகளில் காத்திருப்பு பயன்பாடுகளில் அவை முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
இப்போதெல்லாம், இந்த பேட்டரிகள் இன்வெர்ட்டர்-யுபிஎஸ் பயன்பாடுகளுக்கு எல்லா வீடுகளிலும் எங்கும் காணப்படுகின்றன.
நீர்மூழ்கிக் கப்பல் நீரில் மூழ்கும் போது ஆற்றலை வழங்க நீர்மூழ்கிக் கப்பல் பேட்டரிகளில் கூடுதல் உயரமான வகை தட்டுகள் (1 மீட்டர் மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட உயரம்) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இது அமைதியான சக்தியை வழங்குகிறது. திறன்கள் 5,000 முதல் 22,000 Ah வரை மாறுபடும். நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் 1 முதல் 1.4 மீ உயரமுள்ள செல்களுக்கு எலக்ட்ரோலைட்டின் அமில அடுக்கை ரத்து செய்ய காற்று-பம்புகள் செருகப்பட்டுள்ளன.
ஜெல்டு எலக்ட்ரோலைட் குழாய் தட்டு வால்வு-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட ஈய-அமில பேட்டரிகள் சூரிய பயன்பாடுகள் போன்ற புதுப்பிக்க முடியாத ஆற்றல் அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
வேன்கள் மற்றும் பேருந்துகளுக்கான மெல்லிய குழாய் தட்டு EV பேட்டரிகள் EV துறையில் பயன்பாடுகளைக் கண்டறிந்து முதுகெலும்பு தடிமன் மற்றும் குறிப்பிட்ட ஆற்றலைப் பொறுத்து 800 முதல் 1500 சுழற்சிகளை வழங்க முடியும்.
பின்வரும் அட்டவணை முதுகெலும்பு தடிமன், தட்டு சுருதி, எலக்ட்ரோலைட் அடர்த்தி, குறிப்பிட்ட ஆற்றல் மற்றும் வாழ்க்கை சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான உறவை விளக்குகிறது.
| குழாய் விட்டம் மிமீ --> | 7.5 | 6.1 | 4.9 |
|---|---|---|---|
| எலக்ட்ரோலைட் அடர்த்தி (கிலோ/லிட்டர்) | 1.280 | 1.300 | 1.320 |
| முதுகெலும்புகளின் எண்ணிக்கை | 19 | 24 | 30 |
| குழாய் தட்டு சுருதி | 15.9 | 13.5 | 11.4 |
| முதுகெலும்பு தடிமன் | 3.2 | 2.3 | 1.85 |
| 5 மணிநேர விகிதத்தில் குறிப்பிட்ட ஆற்றல் (கிலோவிற்கு Wh). | 28 | 36 | 40 |
| சுழற்சி வாழ்க்கை | 1500 | 1000 | 800 |
குறிப்பு: KD Merz, J. Power Sources, 73 (1998) 146-151.
4. குழாய் பேட்டரி தட்டு தயாரிப்பது எப்படி?
குழாய் பைகள்
ஆரம்பகால குழாய்த் தகடு பிலிபார்ட்டால் தனித்தனி வளையங்களைக் கொண்டு கட்டப்பட்டது மற்றும் உட்வார்ட் மூலம் குழாய் பைகள் 1890-1900 இல் பதிவாகியுள்ளன, மேலும் துளையிடப்பட்ட ரப்பர் குழாய்களின் பயன்பாடு (எக்ஸைட் அயர்ன்கிளாட்) 1910 இல் ஸ்மித்தால் உருவாக்கப்பட்டது.
முதுகுத்தண்டுகளில் தனித்தனி குழாய்களை இணைப்பது முன்பு நடைமுறையில் இருந்தது மேலும் இது பல குழாய் வடிவமைப்பில் ஒரு முழுமையான கட்டத்தை செருகுவதை விட மெதுவான செயல்பாடாகும். மேலும், பல குழாயின் தனிப்பட்ட குழாய்களுக்கு இடையேயான உடல் பிணைப்பு நிரப்புதல் அலகு செயல்பாட்டின் போது அதிக விறைப்புத்தன்மையை அளிக்கிறது. பக்கவாட்டு இயக்கம் காரணமாக முதுகெலும்புகளின் வளைவு அகற்றப்படுகிறது. பேட்டரி உற்பத்தியாளர்கள் PT Bags மல்டி-டியூப் காண்ட்லெட்டுகளைப் பயன்படுத்த விரும்புவதற்கான காரணங்கள் இவை.
குழாய் தயாரிப்பு. தற்காலத்தில் பல குழாய்கள் அல்லது PT பைகள் (காண்ட்லெட்டுகள்) வேதியியல் எதிர்ப்பு கண்ணாடி அல்லது கரிம இழைகள் (பாலியஸ்டர், பாலிப்ரோப்பிலீன், அக்ரிலோனிட்ரைல் கோபாலிமர்கள் போன்றவை) நெசவு, பின்னல் அல்லது ஃபெல்டிங் முறைகள் மூலம் தயாரிக்கப்படுகின்றன.
பல குழாய்களின் ஆரம்ப நாட்களில், வினைல் குளோரைடு மற்றும் வினைல் அசிடேட்டின் கோபாலிமரின் நூலில் கிடைமட்டமாக நெய்யப்பட்ட துணி பயன்படுத்தப்பட்டது. துணியின் இரண்டு அடுக்குகள் உருளை வடிவங்களின் (மாண்ட்ரல்) வரிசையின் இருபுறமும் அனுப்பப்பட்டன, மேலும் அருகில் உள்ள ஃபார்மர்களுக்கு இடையே உள்ள மடிப்பு வெப்பம் பற்றவைக்கப்பட்டது.
ஆனால் அசிட்டிக் அமிலத்தை வெளியிட வினைல் அசிடேட் சிதைந்தது, இதன் விளைவாக முதுகெலும்பு அரிப்பு மற்றும் முன்கூட்டிய பேட்டரி செயலிழந்தது. மேலும், வெப்ப சீல் கட்டுப்படுத்தப்பட்டு பரிமாணப்படுத்தப்பட வேண்டும். சீல் அழுத்தம் ஒரு வரம்பை மீறினால், சீம்கள் பலவீனமாக இருந்தன, விரைவில் அடுக்குகள் சேவையில் பிரிக்கப்பட்டன. மாறாக, சீல் அழுத்தம் அதிகமாக இருந்தால், சீல் நன்றாக இருந்தது ஆனால் உண்மையான மடிப்பு மெல்லியதாக இருந்தது மற்றும் விரைவில் சேவையில் பிரிந்தது.
இது சேவையில் கடுமையான சிக்கலை ஏற்படுத்தவில்லை என்றாலும், கையாளுதல் மற்றும் நிரப்புதல் ஆகியவற்றின் ஆரம்ப செயல்பாடுகளின் போது தையல் பிரிந்து செல்லும் போக்கு இருந்தது மற்றும் குழாய்த் தகட்டின் மையம் வளைந்திருந்தது, இது பின்வரும் அலகு செயல்பாடுகளில் சிக்கல்களை உருவாக்கியது, எ.கா. சில சமயங்களில் பெரிய தட்டுகள் காரணமாக செல் கொள்கலனில் தட்டுகளை செருகுவதில் சிரமம் இருந்தது.
வெப்ப முத்திரையை மாற்றுவதற்கு பல்வேறு முறைகள் முயற்சி செய்யப்பட்டன, கூட்டு நெசவு நுட்பம் போன்றது, இதில் குழாய்கள் ஒரு செயல்பாட்டில் நெய்யப்பட்டு, குழாய்களுக்கு இடையில் குறுக்காகச் சென்று ஒரு ஒருங்கிணைந்த மடிப்பு உருவாகின்றன. மோடம் மல்டி டியூப்கள், துணிகள் அல்லது நெய்யப்படாத பாலியஸ்டர் துணிகளில் நெய்யப்பட்ட பாலியஸ்டர் இழைகளைக் கொண்டு வெப்ப சீல் அல்லது தையல்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
நெசவு செயல்முறையை நீக்குவதன் மூலம் குறைந்த அடிப்படை பொருள் செலவு காரணமாக உற்பத்தி செலவு குறைவாக உள்ளது என்பதில் நெய்யப்படாத துணிகளின் ஈர்ப்பு உள்ளது. இருப்பினும், வெடிப்பு வலிமையின் அதே வரிசையை அடைய, நெய்யப்படாத குழாய் அதன் நெய்த எண்ணை விட தடிமனாக இருக்க வேண்டும். இது எலக்ட்ரோலைட்டின் வேலை அளவு இரண்டையும் குறைக்கிறது (அதிக அளவு நெய்யப்படாத குழாய் பொருள் காரணமாக). குழாயில் உள்ள செயலில் உள்ள பொருளின் அளவும் குறைக்கப்படுகிறது, இது கலத்தின் திறனை ஓரளவு குறைக்கிறது.
தனித்தனி குழாய்கள் அல்லது பல குழாய்கள் மூலம் சிறந்த குழாய் தட்டுகளை உருவாக்கலாம்
குழாய்கள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படும் நூல், சேவையில் எளிதில் குறையாத ஒன்றாகும். சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட கண்ணாடி மற்றும் பாலியஸ்டர் இழைகள் இரண்டும் இந்தத் தேவையைப் பூர்த்தி செய்கின்றன.
ட்யூபுலர் பிளேட் பேட்டரிகள் பயன்பாட்டில் நிலையானவை அல்லது உருட்டல் ஸ்டாக்கில் இருக்கும், பொதுவாக எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசையைப் பொறுத்து ஒரு கலத்திற்கு 2.2 முதல் 2.30 வோல்ட் மின்னழுத்தத்தில் மிதவை சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டுகள் பொதுவான இன்வெர்ட்டர்/யுபிஎஸ் பேட்டரிகள், தொலைபேசி பேட்டரிகள் மற்றும் ரயில்-லைட்டிங் மற்றும் ஏர் கண்டிஷனிங் செல்கள் (TL & AC செல்கள்).
குழாய் தட்டு நிரப்பும் இயந்திரம்
ஒரு குழாய்த் தட்டில், ஈயக் கலவையிலிருந்து வார்க்கப்பட்ட பொருத்தமான தடிமன் கொண்ட முதுகெலும்புகளின் வரிசையானது, கைமுறையாக அல்லது பிரஷர் டை-காஸ்டிங் இயந்திரத்தைப் பயன்படுத்தி மேல் பஸ் பட்டியில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. முதுகெலும்புகள் குழாய் பைகளில் செருகப்படுகின்றன மற்றும் முதுகெலும்புகள் மற்றும் PT பைகளுக்கு இடையே உள்ள இடைவெளி (ஆக்சைடு-ஹோல்டர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) உலர் ஆக்சைடு அல்லது ஈரமான திக்சோட்ரோபிக் பேஸ்ட்டால் நிரப்பப்படுகிறது. முதுகெலும்புகளில் வழங்கப்படும் நட்சத்திரம் போன்ற புரோட்ரஷன் மூலம் முதுகெலும்புகள் மைய நிலையில் வைக்கப்படுகின்றன. PT பைகள் நெய்யப்பட்ட அல்லது ஃபெல்டட் பாலியஸ்டர் இழைகளிலிருந்து மாறாமல் தயாரிக்கப்படுகின்றன. அவ்வாறு தயாரிக்கப்பட்ட குழாய்த் தட்டுகள் பின்னர் ஊறுகாய்களாகவும், குணப்படுத்தவும் / உலர்த்தப்பட்டு, பொருத்தமான எலக்ட்ரோலைட் அடர்த்தியுடன் தொட்டி-வடிவமைக்கப்பட்ட அல்லது ஜாடி-உருவாக்கப்படுகின்றன.
நிரப்புதல் ஆக்சைடு எந்த கலவையையும் கொண்டிருக்கலாம்: சாம்பல் ஆக்சைடு, சாம்பல் ஆக்சைடு மற்றும் சிவப்பு ஈயம் (“மினியம்” என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) வெவ்வேறு விகிதங்களில்.
நேர்மறை கலவையில் சிவப்பு ஈயம் இருப்பதன் நன்மை என்னவென்றால், அதில் உள்ள சிவப்பு ஈயத்தின் சதவீதத்திற்கு விகிதாசாரமாக உருவாகும் நேரம் குறைக்கப்படுகிறது. ஏனென்றால், சிவப்பு ஈயத்தில் ஏற்கனவே மூன்றில் ஒரு பங்கு ஈய டை ஆக்சைடு உள்ளது, மீதமுள்ளவை ஈய மோனாக்சைடு. அதாவது, சிவப்பு ஈயம் Pb3O4 = 2PbO + PbO2.
மாற்றாக, நிரப்பப்பட்ட குழாய்த் தகடுகளை நேரடியாகக் கூட்டி, குழாய்களில் ஒட்டியிருக்கும் தளர்வான ஆக்சைடு துகள்களை செல்கள் மற்றும் பேட்டரிகளில் அகற்றி ஜாடியாக உருவாக்கலாம்.
பிளாட் தட்டு உற்பத்தி நடைமுறையைப் பின்பற்றி வழக்கம் போல் எதிர்மறை தட்டு தயாரிக்கப்படுகிறது. விரிவாக்கிகள் ஒரே மாதிரியானவை, ஆனால், வாகன பேஸ்டுடன் ஒப்பிடும்போது “பிளாங்க் ஃபிக்ஸ்” அளவு அதிகமாக உள்ளது. மேலோட்டமான ஈரப்பதத்தை அகற்றுவதற்காக மின்சாரம் அல்லது வாயுவால் சூடேற்றப்பட்ட உலர்த்தும் சுரங்கப்பாதை வழியாகச் சென்ற பிறகு, குழாய்த் தகடுகள் சுமார் 2 முதல் 3 நாட்களுக்கு குணப்படுத்தும் அடுப்புகளில் குணப்படுத்தப்படுகின்றன.
ஊறுகாய் மற்றும் ஊறுகாய் இல்லாத வெளிர்களுக்கு அமிலத்தின் ஆரம்ப நிரப்புதலின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு வித்தியாசம், முந்தையது அதிக அமிலத்தைக் கொண்டிருப்பதால் எழுகிறது, எனவே ஊறுகாய் குழாய்த் தட்டு பேட்டரிகளுக்கு குறைந்த குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு தேர்வு செய்யப்படுகிறது, பொதுவாக சுமார் 20 புள்ளிகள் குறைவாக இருக்கும். எலக்ட்ரோலைட்டின் இறுதி குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு 27 ° C இல் 1.240 ± 0.010 ஆகும்.
எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு அதிகமாக இருந்தால், இந்த பேட்டரிகளிலிருந்து 0m பெறக்கூடிய திறன் அதிகமாக இருக்கும், ஆனால் ஆயுள் மோசமாக பாதிக்கப்படும்.
அல்லது, குழாய்த் தகடுகளை தொட்டியில் வடிவமைத்து, உலர்த்தி, அசெம்பிள் செய்து வழக்கம் போல் சார்ஜ் செய்யலாம்.
5. பல்வேறு வகையான குழாய் தட்டு
பெரும்பாலான பேட்டரி உற்பத்தியாளர்கள் குழாய் தட்டுகள் மற்றும் பேட்டரிகள் தயாரிப்பதற்கு உருளைக் குழாய்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். இதில் கூட குழாய்களின் விட்டம் மற்றும் அதன் விளைவாக, முதுகெலும்புகளின் விட்டம் சுமார் 8 மிமீ முதல் 4.5 மிமீ வரை மாறுபடும்.
இருப்பினும், குழாய்கள் ஓவல் அல்லது தட்டையான அல்லது சதுர அல்லது செவ்வக வகைகளாகவும் இருக்கலாம். அடிப்படை அமைப்பு முன்னோடி உருளை குழாய் தட்டுகள் (மேலே காட்டப்பட்டுள்ளது) போன்றது.
7. குழாய் தட்டுகளைப் பயன்படுத்துவதன் நன்மைகள்
சுறுசுறுப்பான பொருள் உதிர்தல் இல்லாததால் குழாய்த் தட்டுகள் அவற்றின் நீண்ட ஆயுளுக்கு மிகவும் குறிப்பிடத்தக்கவை. செயலில் உள்ள பொருள் குழாய் பையால் பிடிக்கப்படுகிறது, எனவே பயன்பாட்டின் குணகத்தை அதிகரிக்க குறைந்த பேக்கிங் அடர்த்தியைப் பயன்படுத்தலாம். இதன் விளைவாக ஏற்படும் அதிக போரோசிட்டி ஆற்றல் உற்பத்தி செயல்பாட்டில் அதிக செயலில் உள்ள பொருளைப் பயன்படுத்தவும் உதவும். தடிமனான முதுகெலும்பு, அத்தகைய குழாய் தட்டுகளிலிருந்து பெறக்கூடிய வாழ்க்கை சுழற்சிகள் அதிகமாக இருக்கும்.
தட்டுகளின் தடிமனைப் பொறுத்து வாழ்க்கைச் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை 1000 முதல் 2000 சுழற்சிகள் வரை இருக்கும். தடிமனான குழாய் தட்டு, அவர்கள் கொடுக்கும் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கை அதிகமாக இருக்கும். அதே தடிமன் கொண்ட ஒரு தட்டையான தட்டுடன் ஒப்பிடும் போது, குழாய்த் தட்டுகள் வாழ்க்கைச் சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையை விட இரண்டு மடங்கு வழங்க முடியும் என்று கூறப்படுகிறது.
8. ட்யூபுலர் பிளேட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பேட்டரி ஆயுள் எவ்வாறு மேம்படுத்தப்படுகிறது?
மேலே விவாதிக்கப்பட்டபடி, ஒரு குழாய் தட்டு பேட்டரி ஆயுள் பிளாட் தட்டு பேட்டரிகள் விட அதிகமாக உள்ளது. பின்வரும் வாக்கியங்கள் குழாய் தட்டு மின்கலங்களின் நீண்ட ஆயுட்காலத்திற்கான காரணங்களை விவரிக்கின்றன. மிக முக்கியமாக, செயலில் உள்ள பொருள் ஆக்சைடு ஹோல்டர் குழாய்களால் கடுமையாகப் பிடிக்கப்படுகிறது, இதனால் பொருள் உதிர்வதைத் தடுக்கிறது, இது பேட்டரிகளின் தோல்விக்கு முக்கிய காரணமாகும். மேலும், காலப்போக்கில், முதுகெலும்புகள் ஈய டையாக்சைட்டின் பாதுகாப்பு உறையைப் பெறுகின்றன, இது முதுகெலும்புகளின் அரிப்பு விகிதத்தைக் குறைக்க உதவுகிறது. அரிப்பு என்பது ஈய கலவை முதுகெலும்பை ஈய டையாக்சைடாக மாற்றுவது.
வெப்ப இயக்கவியல் ரீதியாக ஈயம் மற்றும் ஈயம் கலவைகள் 1.7 முதல் 2.0 வோல்ட்டுகளுக்கு மேல் அதிக அனோடிக் ஆற்றலின் கீழ் நிலையற்றவை மற்றும் கந்தக அமிலத்தின் அரிக்கும் வளிமண்டலத்தின் கீழ் அரிக்கப்பட்டு PbO2 ஆக மாற்றப்படுகிறது.
உயர் பக்கத்திலுள்ள திறந்த-சுற்று மின்னழுத்தத்திலிருந்து (OCV) தொலைவில் உள்ள மின்னழுத்தத்தில் செல் சார்ஜ் ஆகும்போதெல்லாம், நீரின் மின்னாற்பகுப்பு விலகலின் விளைவாக ஆக்ஸிஜன் உருவாகிறது மற்றும் நேர்மறை குழாய் தட்டுகளின் மேற்பரப்பில் ஆக்ஸிஜன் உருவாகிறது. அதை அரிப்பதற்காக முதுகெலும்புக்கு பரவுகிறது. முள்ளெலும்புகளைச் சுற்றி நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருளின் (PAM) தடித்த அடுக்கு இருப்பதால், ஆக்ஸிஜன் மேற்பரப்பில் இருந்து நீண்ட தூரம் பயணிக்க வேண்டும், அதனால் அரிப்பு விகிதம் குறைக்கப்படுகிறது. இது குழாய் தட்டு செல்களின் ஆயுளை நீடிக்க உதவுகிறது.
9. எந்த பேட்டரி பயன்பாடுகள் குழாய் பேட்டரி தகடுகளை சிறந்த முறையில் பயன்படுத்த வேண்டும்?
குழாய்த் தகடுகள் முக்கியமாக தொழில்துறை உள் போக்குவரத்து வாகனங்கள் (ஃபோர்க்லிஃப்ட்ஸ், மின்சார கார்கள் போன்றவை) போன்ற உயர்-திறன் கொண்ட நீண்ட-சுழற்சி-வாழ்க்கை பேட்டரிகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பேட்டரி எனர்ஜி ஸ்டோரேஜ் சிஸ்டம் (BESS) போன்ற ஆற்றல் சேமிப்பு பயன்பாட்டிற்காக OPzS பேட்டரியிலும் இது பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு செல்களின் திறன் 11000 Ah மற்றும் 200 முதல் 500 kWh மற்றும் 20 MWh வரை இருக்கலாம்.
பீக் ஷேவிங், அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு, ஸ்பின்னிங் ரிசர்வ், லோட் லெவலிங், எமர்ஜென்சி பவர் போன்றவை BESSக்கான பொதுவான பயன்பாடுகள்.
இப்போதெல்லாம், சில நாடுகளில் உள்ள ஒவ்வொரு வீட்டிலும் இன்வெர்ட்டர்-யுபிஎஸ் பயன்பாடுகளுக்கு குறைந்தபட்சம் ஒரு குழாய் தட்டு பேட்டரி உள்ளது. சில வணிக நிறுவனங்களைக் குறிப்பிட தேவையில்லை, எடுத்துக்காட்டாக, உலாவல் மையங்கள், அங்கு தொடர்ச்சியான ஆற்றல் தேவை.
சமீபத்தில், ஜெல் செய்யப்பட்ட குழாய் தட்டு வால்வு-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட ஈய-அமில பேட்டரிகள் சூரிய பயன்பாடுகள் போன்ற புதுப்பிக்க முடியாத ஆற்றல் அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இங்கே ஜெல்ட் வகை மிகவும் பொருத்தமானது.
40 Wh/kg குறிப்பிட்ட ஆற்றல் கொண்ட 800 சுழற்சிகள் தேவைப்படும் EVகள் மெல்லிய குழாய் EV பேட்டரிகளை சிறப்பாகப் பயன்படுத்தலாம். 5 மணிநேர விகிதத்தில் 200Ah முதல் 1000Ah வரை கிடைக்கும் திறன் வரம்பு.
10. ஒரு குழாய் தட்டு பேட்டரியின் முக்கிய தொழில்நுட்ப அம்சங்கள்
ட்யூபுலர் பிளேட் பேட்டரியின் மிக முக்கியமான தொழில்நுட்ப அம்சம், சாதாரண போக்கில் உதிர்தல் செயல்முறை இல்லாமல், அதன் ஆயுட்காலம் முழுவதும் செயலில் உள்ள பொருளைத் தக்கவைத்து, நீண்ட ஆயுளுக்கு அடித்தளம் அமைக்கும் திறன் ஆகும்.
தொலைபேசி பரிமாற்றங்கள், ஆற்றல் சேமிப்பு போன்ற மிதவை சார்ஜ் நிலைமைகளின் கீழ் நிலையான பயன்பாடுகளில் இத்தகைய தட்டுகளைப் பயன்படுத்தும் பேட்டரிகள் 15-20 ஆண்டுகள் நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன. சுழற்சி செயல்பாடுகளுக்கு (டிராக்ஷன் பேட்டரிகள் போன்றவை), ஒரு சுழற்சி ஆற்றல் வெளியீட்டைப் பொறுத்து பேட்டரிகள் 800 முதல் 1500 சுழற்சிகள் வரை எங்கும் வழங்க முடியும். ஒரு சுழற்சிக்கான ஆற்றல் வெளியீடு குறைவாக இருந்தால், வாழ்நாள் அதிகமாக இருக்கும்.
எலெக்ட்ரோலைட்டில் எந்த அடுக்குச் சிக்கலும் இல்லாமல் ஜெல் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரோலைட் வால்வு-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட பதிப்பில் சூரிய பயன்பாடுகளுக்கு குழாய் தட்டுகள் மிகவும் பொருத்தமானவை. அங்கீகரிக்கப்பட்ட நீரை அவ்வப்போது நிரப்ப வேண்டிய அவசியமில்லை என்பதாலும், இந்த செல்களில் இருந்து அருவருப்பான வாயுக்கள் வெளிவராததாலும், அவை சூரிய பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானவை.
11. முடிவுரை
தற்காலத்தில் பயன்படுத்தப்படும் மின்வேதியியல் ஆற்றல் மூலங்களில், லீட்-அமில பேட்டரி தனித்தனியாகக் கருதப்படும் மற்ற எல்லா அமைப்புகளையும் விட அதிகமாக உள்ளது. லீட்-அமில பேட்டரியில், எங்கும் காணப்படும் வாகன பேட்டரிகள் அணியை வழிநடத்துகின்றன. அடுத்து குழாய் தட்டு தொழில்துறை பேட்டரி வருகிறது. ஆட்டோமோட்டிவ் பேட்டரிகள் 33 Ah முதல் 180 Ah வரையிலான திறன்களைக் கொண்டுள்ளன, இவை அனைத்தும் monoblocs கொள்கலன்களில் உள்ளன, ஆனால் மற்ற வகை 45 Ah முதல் ஆயிரக்கணக்கான Ah வரை திறன் கொண்டது.
சிறிய திறன் கொண்ட குழாய் தட்டு பேட்டரிகள் (200 Ah வரை) மோனோபிளாக்ஸ் மற்றும் பெரிய திறன் கொண்ட 2v செல்கள் ஒற்றை கொள்கலன்களில் இணைக்கப்பட்டு தொடர் மற்றும் இணையான ஏற்பாடுகளில் இணைக்கப்படுகின்றன. பெரிய திறன் கொண்ட குழாய் தட்டு பேட்டரிகள் டெலிபோன் எக்ஸ்சேஞ்ச், எனர்ஜி ஸ்டோரேஜ் ஸ்தாபனங்கள் போன்றவற்றில் நிலையான சக்தி ஆதாரங்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. டிராக்ஷன் பேட்டரிகள் மெட்டீரியல் ஹேண்ட்லிங் டிரக்குகள், ஃபோர்க்லிஃப்ட்ஸ் டிரக்குகள், கோல்ஃப் வண்டிகள் போன்ற பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.
