லெட் ஆசிட் பேட்டரியில் சமமான சார்ஜ்
லீட்-அமில பேட்டரியின் ஆன்-சார்ஜ் மின்னழுத்தத்தை வாயு நிலைகளுக்குக் கொண்டுவருவதே சார்ஜ் சமன்படுத்தும் நோக்கமாகும், இதனால் மாற்றப்படாத அனைத்து லீட் சல்பேட்டும் முறையே லீட் மற்றும் லெட் டையாக்சைடுக்கு, NAM மற்றும் PAM இல் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது.
சமமான கட்டணம்: பேட்டரிகளை சமப்படுத்துதல்
லெட் ஆசிட் பேட்டரிகளின் சரியான பராமரிப்பு பேட்டரியின் ஆயுளை மேம்படுத்த உதவுகிறது. இந்த பராமரிப்பு நடைமுறையின் மிக முக்கியமான அம்சங்களில் ஒன்று சமமான கட்டணமாகும்.
சமமான கட்டண வரையறை
அத்தகைய வகை பேட்டரிகளுக்கு, 12V பேட்டரியின் ஆன்-சார்ஜ் மின்னழுத்தத்தை வாயு நிலைகளுக்குக் கொண்டுவருவதே சார்ஜ் சமன்படுத்தும் நோக்கமாகும், இதனால் அனைத்து மாற்றப்படாத லீட் சல்பேட்டும் முறையே லீட் மற்றும் லெட் டையாக்சைடுக்கு NAM மற்றும் PAM இல் சார்ஜ் செய்யப்படுகிறது. இலவச மற்றும் ஏராளமான வாயுக்கள் இருக்கும்போது, அனைத்து சார்ஜ் செய்யப்படாத சல்பேட் அயனிகளும் எலக்ட்ரோலைட்டுக்குள் சென்று அமில அடர்த்தியை உயர்த்தும்.
வினால் தனது உன்னதமான புத்தகத்தில் செல்களின் மின்னழுத்தம் மற்றும் வாயு நிலைகளின் உறவைக் கொடுக்கிறார்.
வெள்ளத்தில் மூழ்கிய செல்கள் மீது வாயு நிலைகள் மற்றும் செல் மின்னழுத்தங்கள்
(நன்றி: Vinal, GW, சேமிப்பு பேட்டரிகள், ஜான் விலே & சன்ஸ், நியூயார்க், 1954, பக்கம் 262)
| செல் மின்னழுத்தம் (V) | வாயு வெளியேற்றத்தின் நிலை | வாயுக்களின் கலவை H 2 ஆக உருவானது சதவீதம் | வாயுக்களின் கலவை O 2 ஆக உருவானது சதவீதம் |
|---|---|---|---|
| 2.2 | வாயு வெளியேற்றம் இல்லை | - | - |
| 2.3 | சிறிதளவு | 52 | 47 |
| 2.4 | இயல்பானது | 60 | 38 |
| 2.5 | ஏராளமான | 67 | 33 |
இதேபோல், தொழிற்சாலையில் பேட்டரிகள் சரியாக சார்ஜ் செய்யப்படவில்லை என்றால், அதற்கு மேலும் சமமான சார்ஜ் தேவைப்படுகிறது. பேட்டரியை இயக்கிய சில மாதங்களுக்குள் எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு அதிகரிப்பதன் மூலம் இது நிரூபிக்கப்படலாம், எடுத்துக்காட்டாக, இன்வெர்ட்டர் பேட்டரி. பொதுவாக, குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு மதிப்பு 1.240 ஆக இருக்கும். இந்த மதிப்பை அடைந்தவுடன், சில உற்பத்தியாளர்கள் சார்ஜ் செய்வதை நிறுத்திவிட்டு, பேட்டரி முழுவதுமாக சார்ஜ் ஆகிவிட்டதாகக் கருதுகின்றனர்.
உண்மையில், அவர்கள் ஆரம்ப கட்டணத்தை மேலும் தொடர்ந்திருந்தால், குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசையில் கணிசமான உயர்வைக் கண்டிருக்கலாம். ஆரம்ப சார்ஜிங்கின் இந்த அம்சம் தட்டுகளில் சார்ஜ் செய்யப்படாத ஈய சல்பேட் இருப்பதைக் குறிக்கிறது. இந்த அளவு லீட் சல்பேட், மேலும் சார்ஜ் செய்யும் செயல்பாட்டில் எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசையை அதிகரிக்க உதவியது.
கட்டணத்தை சமன் செய்வது எப்படி உதவுகிறது?
சமநிலைப்படுத்தும் சார்ஜ் , பேட்டரியின் வடிவமைக்கப்பட்ட ஆயுளை உணர உதவுகிறது, போதுமான சார்ஜிங் இல்லாததால் ஏற்படும் முன்கூட்டிய தோல்வியைத் தவிர்க்கிறது. வழக்கமான சமப்படுத்தும் சார்ஜ் பெறும் பேட்டரி, இல்லாத ஒன்றை விட நீண்ட காலம் வாழும். ஃபோர்க்லிஃப்ட் பேட்டரி, ஆட்டோமோட்டிவ் பேட்டரி மற்றும் இன்வெர்ட்டர் பேட்டரிகள் விஷயத்தில் இது குறிப்பாக உண்மை. சமமான சார்ஜ் ஃபோர்க்லிஃப்ட் பேட்டரியை வழங்குவது, ஃபோர்க்லிஃப்ட் பேட்டரியின் சிறந்த செயல்திறனை உறுதி செய்வதைப் பார்த்தோம். சார்ஜ் சமநிலை கட்டுப்பாடு மூலம் பேட்டரி ஆயுளை நீட்டிப்பது சிறந்த பேட்டரி செயல்திறனுக்கான நிறுவப்பட்ட வழியாகும்.
சில நாடுகளில், யுபிஎஸ் மற்றும் ஸ்டேஷனரி பவர் சப்ளை பேட்டரிகள் ஒரு வருடத்தில் சில நிமிடங்களுக்கு கூட மின்சாரம் வெளியேறுவதில்லை. இதுபோன்ற சூழ்நிலைகளில், மின்கல உற்பத்தியாளர்கள் நுகர்வோருக்கு மின் விநியோகத்தை சில நிமிடங்களுக்கு அணைக்க அறிவுறுத்துகிறார்கள். இது “ஃப்ளோட் பாஸிவேஷனை” தவிர்க்கும்.
ஒரு பேட்டரிக்கு சமப்படுத்தும் சார்ஜ் என்றால் என்ன
மேலே விவாதிக்கப்பட்ட அனைத்து அம்சங்களும் VR பேட்டரிகளுக்கும் பொருந்தும். ஒரே வித்தியாசம் என்னவென்றால், சமப்படுத்தும் கட்டணத்திற்கான சார்ஜிங் மின்னழுத்தம் குறைவாக உள்ளது. சமநிலைப்படுத்தும் சார்ஜின் போது பேட்டரிகள் 14.4 Vக்கு (12V பேட்டரிக்கு) அதிகமாக சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும். எரிவாயு விகிதங்கள்:
வால்வு ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட கலங்களின் சார்ஜ் மீது வாயு நிலைகள் மற்றும் செல் மிதக்கும் மின்னழுத்தங்கள்
மின்னழுத்தத்தை சமப்படுத்துதல்
| செல் மின்னழுத்தம் (V) | வாயு வெளியேற்றத்தின் நிலை | மறுசீரமைப்பு திறன் (%) | எரிவாயு வீதம் * | உறவினர் வாயு வீதம் |
|---|---|---|---|---|
| 2.25 முதல் 2.3 வரை | புறக்கணிக்க முடியாத வாயு | ~ 99.87 | ~ 0.0185 | ~ 1 |
| 2.4 | சில வாயுக்கள் | ~ 99.74 | ~ 0.037 | ~ 2 |
| 2.5 | வாயுத்தொல்லை | ~ 97.4 | ~ 0.37 | ~ 20 |
*cc/h/Ah/செல் இருந்து: கடன்: C&D டெக்னாலஜிஸ் : டெக்னிக்கல் புல்லட்டின் 41-6739, 2012.). 1 கன அடி = 28317 cc (= (12*2.54) 3 = 28316.85)
சமன்படுத்தும் சார்ஜ் - VRLA பேட்டரிகள் வெள்ளத்தில் மூழ்கிய லெட் ஆசிட் பேட்டரிகளிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?
லெட் ஆசிட் பேட்டரியின் இரண்டு பதிப்புகளின் அடிப்படை வேதியியல் ஒன்றுதான். வெளியேற்ற எதிர்வினைகள் ஒத்தவை, ஆனால் சார்ஜிங் எதிர்வினைகள் அவற்றின் இடைநிலை படிகளில் வேறுபடுகின்றன.
வெள்ளத்தில் மூழ்கிய லெட் ஆசிட் பேட்டரியில் மின்னேற்றத்தின் முடிவில் உருவான வாயுக்கள் (ஹைட்ரஜன் மற்றும் ஆக்ஸிஜன்) வெளியேற்றப்படுகின்றன. ஒரு வாயு ஊடகத்தில் அதிக பரவல் குணகங்கள் இருப்பதால், VR செல்களின் நேர்மறை தட்டில் உருவாகும் ஆக்ஸிஜன் வாயு எளிதில் எதிர்மறை தட்டுக்கு நகர்ந்து ஈயத்தை ஆக்ஸிஜனேற்றுகிறது. இது VR செல்களில் விரைவான எதிர்வினை. குறைந்த பரவல் குணகங்கள் இருப்பதால், வெள்ளத்தில் மூழ்கிய கலங்களில் வாயுக்களின் இத்தகைய இயக்கம் சாத்தியமில்லை. நீர் மின்னாற்பகுப்பு மற்றும் சில நீர் இழப்பின் காரணமாக பட்டினியில் உள்ள எலக்ட்ரோலைட் நிலை உருவாகத் தொடங்கும் போது மட்டுமே AGM முழுமையாக நிறைவுற்றால், ஆக்ஸிஜன் மறுசீரமைப்பு எதிர்வினை தொடங்கும் போது, வெள்ளத்தில் மூழ்கிய செல்களைப் போன்ற நிலைமைகள் VR செல்களில் ஏற்படும்.
வால்வு ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட கலத்தில் ஹைட்ரஜன் பரிணாமம் மின்னூட்டத்தின் போது ஈய சல்பேட் உருவாவதன் மூலம் தடுக்கப்படுகிறது. இந்த ஈய சல்பேட் எதிர்மறைத் தட்டின் திறனை அதிக நேர்மறை மதிப்புகளுக்கு எடுத்துச் செல்கிறது, இதனால் ஹைட்ரஜன் பரிணாமம் மிகவும் குறைக்கப்படுகிறது. அதிக ஹைட்ரஜன் ஓவர்வோல்டேஜ் கொண்டிருக்கும் எதிர்மறை கட்டத்திலும் சிறப்பு உலோகக் கலவைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
சமமான கட்டணம்: கட்டுமான வாரியான VRLA பேட்டரிகள் பின்வரும் வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:
- VRLA பேட்டரியில் எலக்ட்ரோலைட் அளவு குறைவாக உள்ளது. இது வேண்டுமென்றே வைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் உறிஞ்சும் கண்ணாடி விரிப்பில் (AGM) பிரிப்பானில் உள்ள நிறைவுறா துளைகள் வழியாக PAM இலிருந்து உருவான ஆக்ஸிஜன் NAM ஐ தொடர்பு கொள்ள ஒரு பாதை இருக்க வேண்டும். எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைக்கப்பட்ட அளவை ஈடுசெய்ய, VR பேட்டரிகளில் அதிக அடர்த்தி அமிலம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது குறைக்கப்பட்ட குறைந்த விகித திறன்களுக்கும் ஈடுசெய்யும்.
உறுப்புகள் VRLA பேட்டரியில் மிகவும் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. பேட்டரிகளின் ஆயுளை அதிகரிப்பதில் இந்த அம்சம் மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. தட்டு-பிரிப்பான்-கொள்கலன் சுவர் சுருக்கமானது வடிவமைப்பின் ஒருங்கிணைந்த பகுதியாகும். இது தட்டுகள் மற்றும் பிரிப்பான் இடையே நல்ல எலக்ட்ரோலைட் பரவலை உறுதி செய்கிறது. நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருள் விரிவாக்கம் மற்றும் அதன் விளைவாக திறன் இழப்பு குறைவதால் ஆயுள் அதிகரிக்கிறது.
- VRLA பேட்டரிகள் ஒவ்வொரு செல்லிலும் ஒரு வழி மறுசீரமைப்பு வால்வைக் கொண்டுள்ளன அல்லது சில செல்களுக்கு (குறிப்பாக சிறிய திறன் கொண்ட செல்களில்) பொதுவான வால்வு இருக்கலாம். இந்த பல செயல்பாட்டு வால்வு பின்வரும் முறையில் செயல்படுகிறது:
நான். வளிமண்டல காற்று (ஆக்ஸிஜன்) தற்செயலாக நுழைவதைத் தடுக்கிறது.
ii PAM இலிருந்து NAM க்கு அழுத்தம்-உதவி ஆக்ஸிஜனைக் கொண்டு செல்ல உதவுகிறது
iii தவறான சார்ஜிங் அல்லது சார்ஜரின் செயலிழப்பு காரணமாக பேட்டரியின் உள்ளே தேவையற்ற அழுத்தம் ஏற்பட்டால் வெடிப்பதைத் தடுக்கிறது.
- VRLA பேட்டரிகளின் சரியான செயல்பாடு உள் ஆக்ஸிஜன் சுழற்சியைப் பொறுத்தது, இது ஒரு கசிவு-ஆதார கட்டுமானத்தைப் பொறுத்தது: மூடியை மூடுவதற்கு மூடி மற்றும் முத்திரையை மூடுவதற்கு பானை. உட்புற ஆக்ஸிஜன் சுழற்சி ஹைட்ரஜன் பரிணாமத்தைக் குறைக்க உதவுகிறது, இதனால் நீர் இழப்பைக் குறைக்கிறது.
உட்புற ஆக்ஸிஜன் சுழற்சி
VRLA பேட்டரி சார்ஜ் செய்யும் போது:
நேர்மறை தட்டில், O2 வாயு உருவாகி, புரோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுகின்றன.
2H2O → 4H + + O2 ↑ + 4e- ……. Eq. 1
ஆக்சிஜன் வாயு, ஹைட்ரஜன் அயனிகள் மற்றும் எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறை தட்டில் உள்ள நீரின் மின்னாற்பகுப்பின் விளைவாக உருவானது, ஏஜிஎம் பிரிப்பானில் உள்ள வெற்று துளைகள், வாயு நிரப்பப்பட்ட துளைகள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட் சேனல்கள் வழியாக செல்கின்றன (அல்லது ஜெல் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரோலைட் மேட்ரிக்ஸில் உள்ள மெல்லிய விரிசல்கள் gelled VR பேட்டரிகள்) மற்றும் எதிர்மறை தட்டுகளை அடைய. இந்த வாயு NAM இல் உள்ள ஈயத்துடன் இணைந்து PbO ஆக மாறுகிறது மற்றும் குறைக்கப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் ஹைட்ரஜன் அயனிகளுடன் இணைந்து தண்ணீரை உருவாக்குகிறது. இந்த ஆக்சைடு சல்பேட் அயனிகளுடன் வேதியியல் ரீதியாக இணைந்து ஈய சல்பேட்டை உருவாக்குகிறது
2Pb + O2 → 2PbO
2PbO + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O
——————————————————
2Pb + O2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O + வெப்பம் ……. Eq. 2
—————————————————–
ஆனால், இது ஒரு சார்ஜிங் செயல்முறையாக இருப்பதால், இவ்வாறு உற்பத்தி செய்யப்படும் ஈய சல்பேட்டை மீண்டும் ஈயமாக மாற்ற வேண்டும்; சல்பூரிக் அமிலம் புரோட்டான்கள் (ஹைட்ரஜன் அயனிகள்) மற்றும் எலக்ட்ரான்களுடன் வினைபுரிவதன் மூலம் ஒரு மின்வேதியியல் பாதையால் உருவாக்கப்படுகிறது, அவை சார்ஜ் செய்யப்படும்போது நேர்மறை தட்டுகளில் நீர் சிதைவதால் ஏற்படும்.
2PbSO 4 + 4H + + 4e – → 2Pb + 2H 2 SO 4 ……. Eq. 3
சார்ஜின் போது NAM ஆனது PbSO 4 ஆக மாற்றப்படும் போது, எதிர்மறை தட்டின் சாத்தியம் மிகவும் நேர்மறையாக மாறும் (வெளியேற்றம் போல). இது ஹைட்ரஜன் பரிணாம எதிர்வினையைத் தடுக்க உதவுகிறது. மிகக் குறைந்த அளவு ஹைட்ரஜன் வாயு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது, ஆனால் ஒரு வழி வால்வு ஹைட்ரஜனை வளிமண்டலத்தில் செலுத்துவதன் மூலம் ஜாடியின் உள்ளே உள்ள அழுத்தம் ஆபத்தான அளவை எட்டாமல் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது, இதனால் பேட்டரி வீக்கம் மற்றும் பிற குறைபாடுகளிலிருந்து பாதுகாக்கிறது.
கடைசி எதிர்வினை செல்லின் வேதியியல் சமநிலையை மீட்டெடுக்கிறது. எதிர்வினைகளின் நிகரத் தொகை (Eq 1) (Eq 3) பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், மின்னேற்றத்தின் போது செலவழிக்கப்பட்ட மின் ஆற்றல் இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றப்படுவதற்குப் பதிலாக வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது [Ref RF Nelson, Proc. 4வது இன்ட் லீட் ஆசிட் பேட்டரி கருத்தரங்கு, 25-27 ஏப்ரல் 1990, சான் பிரான்சிஸ்கோ, அமெரிக்கா, ILZRO, Inc.,1990, pp.31-60].
VRLA கலத்தின் மிக முக்கியமான நன்மை என்னவென்றால், பராமரிப்பு செயல்முறையாக தண்ணீர் சேர்க்கப்பட வேண்டியதில்லை. அடுத்த நன்மை என்னவென்றால், ஒரு கலத்திற்கு 2.25 முதல் 2.3 V வரை பரிந்துரைக்கப்பட்ட மிதவை மின்னழுத்தங்களில் 100% மறுசீரமைப்பு காரணமாக, அதன் செயல்பாட்டின் போது அது மிகக் குறைவான அளவு வாயுக்களை உருவாக்குகிறது. மேலும், இந்த பேட்டரிகளை இடத்திலிருந்து இடத்திற்கு நகர்த்துவதற்கு போக்குவரத்து கட்டுப்பாடுகள் எதுவும் இல்லை.
முதன்மை மற்றும் ரிச்சார்ஜபிள் பேட்டரிகள்
ஒரு மின்கலமானது ஒரு மின்வேதியியல் சாதனமாக வரையறுக்கப்படுகிறது, இது இரசாயன ஆற்றலை ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் மூலம் மின் ஆற்றலாக மாற்ற முடியும், இதனால் மின்வேதியியல் ஆற்றல் மூலமாக செயல்படுகிறது. ஆனால், அது வற்றாத சக்தி மூலமல்ல. ஆற்றலை உருவாக்கும் எதிர்வினைகளைத் தக்கவைக்க போதுமான செயலில் உள்ள பொருட்கள் இருக்கும் வரை மட்டுமே பேட்டரி சக்தியை வழங்கும். மின்கலத்தின் மின்னழுத்த அளவு கணினியின் வேதியியலால் வரையறுக்கப்பட்ட ஒரு குறிப்பிட்ட குறைந்த அளவை அடைந்தவுடன், எதிர்வினைகள் தலைகீழாக மாற்றப்பட வேண்டும், அதாவது பேட்டரி நேரடி மின்னோட்டத்தைப் பெற வேண்டும். டிஸ்சார்ஜ் எதிர்வினைகளை மாற்றியமைக்க டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பேட்டரிக்கு டிஸ்சார்ஜ் தலைகீழ் திசையில் நேரடி மின்னோட்டத்தை வழங்கும் இந்த செயல் “சார்ஜிங்” என்று அழைக்கப்படுகிறது.
இது டிஸ்சார்ஜ் தயாரிப்புகளிலிருந்து அசல் செயலில் உள்ள பொருட்களை மீண்டும் உருவாக்குகிறது மற்றும் பேட்டரி மின்னழுத்தத்தை அதிக மதிப்புகளுக்கு அதிகரிக்கும், மீண்டும் கணினியின் வேதியியலால் வரையறுக்கப்படுகிறது. இந்த அறிக்கை இரண்டாம் நிலை அல்லது சேமிப்பக பேட்டரிகள் என்று அழைக்கப்படும் பேட்டரிகளுக்கு பொருந்தும். மின்சார டார்ச் மற்றும் கைக்கடிகாரங்களில் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மை செல்களுக்கு இது பொருந்தாது. டிஸ்சார்ஜ் செய்யும் போது பேட்டரி மின்னழுத்தம் குறைவது செயலில் உள்ள பொருட்களின் குறைவு மற்றும் பல காரணங்களால் ஏற்படுகிறது.
பேட்டரியின் ஒரு சுயாதீன அலகு “செல்” என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு பேட்டரி என்பது வடிவமைக்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் மற்றும் திறன் மதிப்பீடுகள் அல்லது மொத்த kWh மதிப்பீட்டை அடைய பல்வேறு பாணிகளில் இணைக்கப்பட்ட இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கலங்களின் கலவையாகும். பொதுவாக, ஒரு மோனோபிளாக் பேட்டரி ஆட்டோமொபைல்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் சிறிய திறன் கொண்ட வால்வு-ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட லெட் ஆசிட் பேட்டரி ( VRLA ) மற்றும் குழாய் பேட்டரிகள் (12V/200 Ah வரை); இந்தத் திறனுக்கு அப்பால் ஒற்றை செல்கள், தொடர் அல்லது தொடர்-இணை அமைப்புகளில் அவற்றை இணைப்பதன் மூலம் தேவையான kWh மதிப்பீடுகளைப் பெறுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
48V/1500 Ah (அல்லது 72 kWh) மதிப்பீட்டின் லெட் ஆசிட் பேட்டரியில் 24 எண்கள் 2V/1500 Ah திறன் செல்கள் எளிமையான தொடர் முறையில் இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம் அல்லது 2V/750 Ah திறன் கொண்ட 48 செல்கள் தொடர்-இணை வழியில் இணைக்கப்பட்டிருக்கலாம். அதாவது 48V/750Ah (அல்லது 36 kWh) பேட்டரியை உருவாக்க 24 செல்கள் தொடரில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. 48V/1500 Ah (72 kWh) பேட்டரியை உருவாக்க, அத்தகைய மற்றொரு 48V/750 பேட்டரி, முதல் பேட்டரிக்கு இணையாக இணைக்கப்படும்.
லித்தியம்-அயன் (Li-ion) மின்சார வாகனம் (EV) பேட்டரியில் இருந்து மற்றொரு உதாரணம்:
பேட்டரி-பேக் அளவைப் பொறுத்து, EV தயாரிப்பாளர் டெஸ்லா ஒரு பேக்கிற்கு 6,000-8,000 செல்களைப் பயன்படுத்துகிறது, ஒவ்வொரு செல் 3.6V/3.1 முதல் 3.4 Ah திறன் கொண்ட 70 அல்லது 90 kWh பேட்டரி பேக்கை உருவாக்குகிறது.
70 kWh டெஸ்லா EV பேட்டரியானது 3.7 V/3.4 Ah வகை 18650 NCA செல்கள் 6000 செல்களைப் பயன்படுத்துகிறது, இது ஒரு சிக்கலான தொடர்-இணை அமைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது ஒரு சார்ஜ் 325 கி.மீ. (இங்கே படம் 18650 என்பது 65 மிமீ நீளம் (அல்லது உயரம்) மற்றும் 18 மிமீ விட்டம் கொண்ட தோராயமான பரிமாணங்களைக் கொண்ட ஒரு குறிப்பிட்ட வகை லி-அயன் கலத்தைக் குறிக்கிறது. “NCA” என்பது இந்த கலத்தில் பயன்படுத்தப்படும் கேத்தோடு பொருளைக் குறிக்கிறது, எ.கா., N = நிக்கல், C= கோபால்ட் மற்றும் A = அலுமினியம், அதாவது நிக்கல்-கோபால்ட்-அலுமினியம் ஆக்சைடு கேத்தோடு பொருள்)
90kWh பேக்கில் 16 தொகுதிகளில் 7,616 செல்கள் உள்ளன. எடை 540 கிலோ. இது ஒரு சார்ஜ் 426 கி.மீ.
பேட்டரி கலத்தின் கூறுகள்:
பேட்டரியின் மிக முக்கியமான கூறுகள்:
அ. அனோட் (எதிர்மறை தட்டு)
பி. கேத்தோடு (நேர்மறை தட்டு)
c. எலக்ட்ரோலைட் (லெட் ஆசிட் பேட்டரியில், எலக்ட்ரோலைட் ஒரு செயலில் உள்ள பொருளாகும், ஆனால் மற்ற அமைப்புகளில் அப்படி இல்லை)
மேலே உள்ள மூன்றும் செயலில் உள்ள கூறுகள் எனப்படும்
நிச்சயமாக, போன்ற செயலற்ற கூறுகள் உள்ளன
அ. ஜாடி
பி. தற்போதைய சேகரிப்பு கட்டங்கள்
c. பஸ் பார் அல்லது இணைப்பான் பட்டைகள்
ஈ. பிரிப்பான்கள்
இ. இண்டர்-செல் இணைப்பிகள்
f. முனைய இடுகைகள், முதலியன
ஈய-அமில மின்கலத்தில், எலக்ட்ரோலைட் (நீர்த்த சல்பூரிக் அமிலம்) ஆற்றலை உருவாக்கும் வினையில் பங்கு கொள்கிறது, கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள செல் எதிர்வினையிலிருந்து பார்க்க முடியும். சல்பூரிக் அமிலம் லீட் டை ஆக்சைடை மாற்றி ஈய சல்பேட்டாக மாற்றுவதற்கு உட்கொள்ளப்படுகிறது, எனவே வெளியேற்ற எதிர்வினை தொடரும் போது எலக்ட்ரோலைட்டின் அடர்த்தி குறைகிறது. மாறாக, செல் சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, சார்ஜ் எதிர்வினை தொடரும் போது எலக்ட்ரோலைட்டின் அடர்த்தி உயரும். காரணம், வெளியேற்றத்தின் போது செயல்படும் இரண்டு பொருட்களாலும் உறிஞ்சப்படும் சல்பேட் அயனிகள் எலக்ட்ரோலைட்டில் வெளியிடப்படுகின்றன, எனவே எலக்ட்ரோலைட்டின் அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது.
டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் சார்ஜ் எதிர்வினைகள்
கால்வனிக் செல் அல்லது பேட்டரியின் எதிர்வினைகள் அமைப்பு அல்லது வேதியியலுக்குக் குறிப்பிட்டவை:
உதாரணமாக, ஈய அமில செல்:
Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 வெளியேற்றம் ↔ சார்ஜ் 2PbSO 4 + 2H 2 O E° = 2.04 V
Ni-Cd கலத்தில்
Cd + 2NiOOH + 2H 2 O வெளியேற்றம் ↔ சார்ஜ் Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 E° = 1.32 V
Zn-Cl 2 கலத்தில்:
Zn + Cl 2 டிஸ்சார்ஜ் ↔ சார்ஜ் ZnCl 2 E° = 2.12 V
டேனியல் கலத்தில் (இது ஒரு முதன்மை செல்; மீளக்கூடிய அம்புகள் இல்லாததை இங்கே கவனிக்கவும்)
Zn + Cu 2+ டிஸ்சார்ஜ் ↔ சார்ஜ் Zn 2+ + Cu(கள்) E° = 1.1 V
மின்னழுத்தத்தை சமன்படுத்துதல்: பேட்டரியை சார்ஜ் செய்வதில் அதிகம்
மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ளபடி, சேமிப்பக பேட்டரி என்பது ஒரு வற்றாத ஆற்றல் மூலமாகும். அது தீர்ந்தவுடன், அதிலிருந்து மீண்டும் மின்சாரத்தைப் பெற, அதை ரீசார்ஜ் செய்ய வேண்டும். பேட்டரிகள் ஆயுட்காலம் எனப்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட ஆயுளைக் கொடுக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. வடிவமைக்கப்பட்ட ஆயுள் மற்றும் நம்பகத்தன்மையைப் பெற, உற்பத்தியாளர்களால் வழங்கப்பட்ட அறிவுறுத்தல்களின்படி சேமிப்பக பேட்டரிகள் சரியாக சார்ஜ் செய்யப்பட்டு பராமரிக்கப்பட வேண்டும். பேட்டரியின் அதிகபட்ச ஆயுளைப் பெற சரியான சார்ஜிங் முறைகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.
ஈய அமில கலத்தில் எதிர்வினைகள்:
வெளியேற்றத்தின் போது : PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O
கலத்தில் குறிப்பிட்ட அளவு கடத்தும் பொருட்கள் இருக்கும் வரை மட்டுமே வெளியேற்றம் தொடரும்; அதன் பிறகு மின்னழுத்தத்தின் வீழ்ச்சி விகிதம் மிக வேகமாக இருக்கும், இதனால் இறுதி மின்னழுத்தம் விரைவில் அடையப்படும். எனவே கட்-ஆஃப் மின்னழுத்தம் அல்லது இறுதி மின்னழுத்தம் என்று அழைக்கப்படுகிறது, அதைத் தாண்டி வெளியேற்றத்தைத் தொடரக்கூடாது. மேலும் வெளியேற்றமானது ரீசார்ஜ் செய்வதை கடினமாக்கும் மற்றும் எதிர்பாராத பேரழிவு விளைவுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.
பேட்டரிகள் டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட உடனேயே, உற்பத்தியாளரால் பரிந்துரைக்கப்பட்ட கட்டணத்தில் அல்லது அவர்களால் வழங்கப்பட்ட அறிவுறுத்தல்களின்படி சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும்.
கலத்திற்குள் வெளியேற்றம் மற்றும் மின்னேற்ற எதிர்வினைகளின் போது என்ன நடக்கிறது?
எலக்ட்ரோலைட்: 2H 2 SO 4 = 2H + + 2HSO 4‾
எதிர்மறை தட்டு: Pb° = Pb 2+ HSO 4 + 2e
Pb 2+ + HSO 4‾ = PbSO 4 ↓ + H +
⇑ ⇓
நேர்மறை தட்டு: PbO 2 = Pb 4+ + 2O 2-
Pb 4+ + 2e = Pb 2+
Pb 2+ + 3H + + HSO 4‾ +2O 2- =PbSO 4 ¯ ↓+ 2H 2 O
சல்பூரிக் அமிலம் ஒரு வலுவான எலக்ட்ரோலைட் ஆகும், இது ஹைட்ரஜன் அயனிகள் மற்றும் பைசல்பேட் அயனிகள் (ஹைட்ரஜன் சல்பேட் அயனி என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) என பிரிக்கப்படுகிறது.
ஒரு வெளியேற்றத்தைத் தொடங்கும் போது, எதிர்மறைத் தட்டில் உள்ள நுண்துளை ஈயம் ஈய அயனிகளாக (Pb2+) ஆக்சிஜனேற்றம் பெறுகிறது மேலும் அது எப்போதும் எலக்ட்ரோலைட் சல்பூரிக் அமிலத்துடன் தொடர்பில் இருப்பதால், அது ஈய சல்பேட்டாக (PbSO4) மாற்றப்படுகிறது; பிந்தையது எதிர்மறை தகடுகளின் துளைகள், மேற்பரப்பு மற்றும் விரிசல்களில் ஒரு வெள்ளை பொருளாக டெபாசிட் செய்யப்படுகிறது. முந்தைய எதிர்வினை (ஈயம் ஈய அயனிகளாக மாறுவது) இயற்கையில் மின்வேதியியல் ஆகும், பிந்தையது (ஈயம் அயனிகள் ஈய சல்பேட்டாக மாறுகிறது) ஒரு இரசாயன எதிர்வினை.
ஈயம் எதிர்வினை தளத்தின் அருகே ஈய அயனிகளாகக் கரைந்து, எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருளில் (NAM) எலக்ட்ரோலைட்டிலிருந்து பைசல்பேட் அயனிகளுடன் இணைந்த பிறகு உடனடியாக ஈய சல்பேட்டாக டெபாசிட் செய்கிறது என்று நாங்கள் கூறுகிறோம். மின் வேதியியலில் இத்தகைய எதிர்வினையானது கரைதல்-படிவு அல்லது கரைதல்-வீழ்ச்சி பொறிமுறை என்று அழைக்கப்படுகிறது.
இதேபோல், நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருள் (PAM) NAM இலிருந்து வரும் எலக்ட்ரான்களுடன் இணைந்து ஈய அயனிகளாக மாறுகிறது, இது எலக்ட்ரோலைட்டிலிருந்து வரும் பைசல்பேட் அயனிகளுடன் இணைந்து, நேர்மறை செயலில் உள்ள பொருளின் மீது ஈய சல்பேட்டாக, அதே கரைப்பு-டெபாசிஷன் பொறிமுறையைப் பின்பற்றுகிறது.
ரீசார்ஜ் செய்யும் போது: 2PbSO4 + 2H2O சார்ஜ்→ PbO2 + Pb + 2H2SO4
நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை தகடுகளில் வெளியேற்றத்தின் போது பெறப்பட்ட எதிர்வினை தயாரிப்புகள் சார்ஜின் போது அசல் பொருட்களாக மாற்றப்படுகின்றன. இங்கே, எதிர்வினைகள் ஒரு வெளியேற்றத்திற்கு தலைகீழ் பெயர்களைக் கொண்டுள்ளன. நேர்மறை தட்டு ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, அதே சமயம் எதிர் துருவமுனைத் தட்டு குறைப்புக்கு உட்படுகிறது.
சமமான கட்டணம்: முழு கட்டணமும் எப்போது நிறைவடையும்
பின்வரும் நிபந்தனைகள் பூர்த்தி செய்யப்பட்டால் பேட்டரிகள் இயல்பான ரீசார்ஜிங்கை நிறைவு செய்ததாகக் கருதப்படுகிறது:
| அளவுரு | ஃப்ளட் ஆசிட் பேட்டரி | வால்வு ஒழுங்குபடுத்தப்பட்ட ஈய அமில பேட்டரி (VRLA) |
|---|---|---|
| சார்ஜிங் மின்னழுத்தம் & மின்னோட்டம் | ஒரு நிலையான மின்னோட்ட கட்டணம் இங்கே கருதப்படுகிறது: ஒரு மின்னோட்டத்தின் முடிவில் ஒரு பேட்டரியின் மின்னழுத்தம் ஒரு குறிப்பிட்ட மின்னோட்டத்திற்கு நிலையானதாக இருக்க வேண்டும். aa 12v பேட்டரியின் மதிப்பு 16.2 முதல் 16.5v வரை இருக்கலாம் | ஒரு நிலையான ஈர்க்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்திற்கு (12v பேட்டரிக்கு 13.8v முதல் 14.4v என்று சொல்லுங்கள்), மின்னோட்டம் குறைந்தது இரண்டு மணிநேரங்களுக்கு நிலையானதாக இருக்க வேண்டும். |
| எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு | எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு நிலையான மதிப்பை அடைய வேண்டும். இந்த மதிப்பு உற்பத்தியாளரால் வழங்கப்பட்ட முழு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பேட்டரியைப் பொறுத்தது. | எலக்ட்ரோலைட்டின் குறிப்பிட்ட ஈர்ப்பு விசையை அளவிட முடியாது. |
| வாயு வெளியேற்றத்தின் தன்மை | இரண்டு தட்டுகளிலும் சீரான மற்றும் ஏராளமான வாயுக்கள். உருவான வாயுக்களின் அளவு தண்ணீரில் இருப்பது போல் 1:2 ஆக இருக்கும், அதாவது 1 வால்யூம் ஆக்சிஜனுக்கு ஹைட்ரஜன் 2 தொகுதிகள். | VRLAB களுக்கு பரிந்துரைக்கப்பட்ட சார்ஜிங் மின்னழுத்தத்தின் அளவுகளில், மிகக் குறைவான வாயு வெளியேற்றம் காணப்படுகிறது. ஒரு கலத்திற்கு 2.25 முதல் 2.3 வோல்ட் (Vpc) மிதவை கட்டணம், வாயு பரிணாமம் எதுவும் காணப்படவில்லை. 2.3 Vpc இல், 12V 100Ah VRLAB 8 முதல் 11 மிலி/எச்/12வி பேட்டரியை வெளியிடலாம். ஆனால் 2.4 Vpc இல் இது கிட்டத்தட்ட இரட்டிப்பாகும், 18 முதல் 21 ml/h/12V பேட்டரி. (i. pbq VRLA பேட்டரிகள், ஜனவரி, 2010. ii. C&D டெக்னாலஜிஸ்: டெக்னிக்கல் புல்லட்டின் 41-6739, 2012.) |
சமன்படுத்தும் கட்டணம்: பேட்டரிக்கு சமப்படுத்தும் சார்ஜ் என்றால் என்ன
- புதிதாக அசெம்பிள் செய்யப்பட்ட லெட் ஆசிட் பேட்டரிக்கு ஆரம்ப நிரப்புதல் மற்றும் ஆரம்ப சார்ஜிங் தேவைப்படுகிறது.
- டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட பேட்டரிக்கு சாதாரண ரீசார்ஜ் தேவைப்படுகிறது.
- உபகரணங்கள் மற்றும் உபகரணங்களுடன் இணைக்கப்பட்ட பேட்டரிகள் பொதுவாக முழுமையாக சார்ஜ் செய்யப்படுவதில்லை, அதாவது அவை முழு சார்ஜ் மின்னழுத்தத்தை எட்டாது.> 12V பேட்டரிக்கு 16 V. எடுத்துக்காட்டாக, ஆட்டோமொபைல்களில் (தொடக்க, விளக்கு மற்றும் பற்றவைப்பு) SLI பயன்பாட்டில், பேட்டரி அடையக்கூடிய அதிகபட்ச மின்னழுத்தம் 12V பேட்டரிக்கு சுமார் 14.4 V ஆகும். இதேபோல், இன்வெர்ட்டர்/யுபிஎஸ் பேட்டரியின் சார்ஜிங் மின்னழுத்தம் 13.8 முதல் 14.4 வி வரை செல்லாது. இது போன்ற பயன்பாடுகளில், பேட்டரியின் ஆயுள் அதிகரிக்கும் போது நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை தகடுகளில் மாற்றப்படாத ஈய சல்பேட் குவியும் செயல்முறை அதிகரித்துக்கொண்டே செல்கிறது.
காரணம், மேலே குறிப்பிடப்பட்ட மின்னழுத்தங்களின் மதிப்புகள் அனைத்து வெளியேற்றப்பட்ட தயாரிப்புகளையும் அசல் செயலில் உள்ள பொருட்களுக்கு மீட்டமைக்க போதுமானதாக இல்லை. அத்தகைய பேட்டரிகள் அனைத்து செல்களையும் முழு சார்ஜ் மற்றும் அதே நிலைக்கு கொண்டு வர குறிப்பிட்ட கால ரீசார்ஜ் தேவைப்படுகிறது. இது எலக்ட்ரோலைட்டின் அடுக்கின் விளைவுகளை அகற்றவும் உதவும். இத்தகைய கூடுதல் உபகரணங்களை சார்ஜ் செய்வது பெஞ்ச் சார்ஜ் அல்லது சமன் செய்யும் கட்டணம் என்று அழைக்கப்படுகிறது.
சமமான கட்டணத்தின் முடிவுகள்:
சமப்படுத்தும் கட்டணம் என்பது பராமரிப்பு நடைமுறையின் ஒரு பகுதியாகும். சமன்படுத்தும் மின்னழுத்தத்தை மேற்கொள்ளக்கூடிய அதிகபட்ச மின்னழுத்தமானது, லீட் ஆசிட் பேட்டரியின் வகையைச் சார்ந்தது, அது வெள்ளம் அல்லது VRLA வகையாக இருந்தாலும் சரி. ஒரு பேட்டரியில் உள்ள அனைத்து செல்களையும் ஒரே நிலைக்குக் கொண்டுவர 12V பேட்டரிக்கு 16.5 V மின்னழுத்தத்திற்கு முந்தைய வகை செல்கள் நிலையான மின்னோட்டத்தில் சார்ஜ் செய்யப்படலாம்.
இருப்பினும், VRLA செல்கள் நிலையான மின்னழுத்த முறையால் மட்டுமே சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும் மற்றும் இந்த ஈர்க்கப்பட்ட மின்னழுத்தம் 12V பேட்டரிக்கு பரிந்துரைக்கப்பட்ட அதிகபட்ச மின்னழுத்தமான 14.4 V ஐ விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது. நிலையான மின்னழுத்த சார்ஜிங் வசதி இல்லாத இடங்களில், பேட்டரியின் முனைய மின்னழுத்தத்தை (டிவி) தொடர்ந்து கண்காணிப்பதன் மூலம் VRLA பேட்டரிகளை நிலையான மின்னோட்டத்தில் சார்ஜ் செய்யலாம். டிவி 14.4 V அளவை நெருங்கும்போதோ அல்லது அதைத் தாண்டும்போதோ, சார்ஜிங் மின்னோட்டத்தை தொடர்ந்து குறைக்க வேண்டும், இதனால் டிவி 14.4 Vக்கு மேல் செல்ல அனுமதிக்கப்படாது.
