इक्वलाइजिंग चार्ज माइक्रोटेक्स
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लेड एसिड बैटरी में इक्वलाइजिंग चार्ज

चार्ज को बराबर करने का इरादा लीड-एसिड बैटरी के ऑन-चार्ज वोल्टेज को गैसिंग स्तर पर लाना है ताकि सभी अपरिवर्तित लीड सल्फेट को क्रमशः एनएएम और पीएएम में लीड और लीड डाइऑक्साइड के लिए चार्ज किया जा सके।

इक्वलाइज़िंग चार्ज: इक्वलाइज़िंग बैटरियों

लेड एसिड बैटरियों का उचित रखरखाव बैटरी के जीवन को बेहतर बनाने में मदद करता है। इक्वलाइज़िंग चार्ज इस रखरखाव प्रक्रिया के सबसे महत्वपूर्ण पहलुओं में से एक है।

इक्वलाइज़िंग चार्ज डेफिनिशन

इस प्रकार की बैटरियों के लिए, इक्वलाइज़िंग चार्ज का उद्देश्य 12V बैटरी के ऑन-चार्ज वोल्टेज को गैसिंग स्तर पर लाना है ताकि सभी अपरिवर्तित लेड सल्फेट को क्रमशः NAM और PAM में लेड और लेड डाइऑक्साइड में चार्ज किया जा सके। जब मुक्त और प्रचुर मात्रा में गैसिंग होती है, तो सभी अपरिवर्तित सल्फेट आयन इलेक्ट्रोलाइट में चले जाते हैं और एसिड घनत्व बढ़ा देते हैं।

विनाल ने अपनी क्लासिक किताब में कोशिकाओं के वोल्टेज और गैसिंग स्तरों का संबंध दिया है।

बाढ़ वाली कोशिकाओं के आरोप पर गैसिंग स्तर और सेल वोल्टेज

(श्रेय: विनल, जीडब्ल्यू, स्टोरेज बैटरी, जॉन विले एंड संस, न्यूयॉर्क, 1954, पृष्ठ 262)

सेल वोल्टेज (वी) गैसिंग का स्तर विकसित गैसों की संरचना H2 प्रतिशत विकसित गैसों की संरचना O 2 प्रतिशत
2.2 कोई गैस नहीं - -
2.3 थोड़ा 52 47
2.4 साधारण 60 38
2.5 प्रचुर 67 33

इसी तरह, फ़ैक्टरी में बैटरी को ठीक से प्रारंभिक रूप से चार्ज नहीं करने के लिए और अधिक समान चार्ज की आवश्यकता होती है। बैटरी चालू होने के कुछ महीनों के भीतर इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट गुरुत्व में वृद्धि से इसका प्रमाण मिल सकता है, उदाहरण के लिए, एक इन्वर्टर बैटरी। आम तौर पर, शिपिंग से पहले विशिष्ट गुरुत्व मूल्य 1.240 होगा। एक बार जब यह मान प्राप्त हो जाता है, तो कुछ निर्माता चार्ज करना बंद कर देते हैं और मान लेते हैं कि बैटरी पूरी तरह चार्ज हो गई है।

वास्तव में, यदि उन्होंने प्रारंभिक आवेश को और आगे जारी रखा होता, तो वे विशिष्ट गुरुत्व में पर्याप्त वृद्धि देख सकते थे। प्रारंभिक चार्जिंग का यह पहलू प्लेटों में अपरिवर्तित लेड सल्फेट की उपस्थिति को इंगित करता है। लेड सल्फेट की इस मात्रा ने आगे चार्ज करने की प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट गुरुत्व को बढ़ाने में मदद की।

इक्वलाइजिंग चार्ज कैसे मदद करता है?

इक्वलाइज़िंग चार्ज अपर्याप्त चार्जिंग के कारण समय से पहले खराब होने से बचाते हुए, बैटरी के डिज़ाइन किए गए जीवन को साकार करने में मदद करता है। नियमित इक्वलाइजिंग चार्ज प्राप्त करने वाली बैटरी एक से अधिक समय तक जीवित रहेगी जो नहीं करता है। यह फोर्कलिफ्ट बैटरी, ऑटोमोटिव बैटरी और इन्वर्टर बैटरी के मामले में विशेष रूप से सच है। हमने देखा है कि एक समान चार्ज फोर्कलिफ्ट बैटरी देने से फोर्कलिफ्ट बैटरी का बेहतर प्रदर्शन सुनिश्चित होता है। चार्ज इक्वलाइजेशन कंट्रोल के जरिए बैटरी लाइफ का विस्तार बेहतर बैटरी परफॉर्मेंस का स्थापित तरीका है।

कुछ देशों में, यूपीएस और स्थिर बिजली आपूर्ति बैटरी साल में कुछ मिनटों के लिए भी बिजली बंद होने का अनुभव नहीं करती हैं। ऐसी स्थितियों में, बैटरियों के निर्माता उपभोक्ता को कुछ मिनटों के लिए मुख्य आपूर्ति बंद करने की सलाह देते हैं। यह “फ्लोट पैशन” से बच जाएगा।

बैटरी के लिए एक समान चार्ज क्या है

ऊपर चर्चा किए गए सभी पहलू VR बैटरी पर भी लागू होते हैं। फर्क सिर्फ इतना है कि इक्वलाइजिंग चार्ज के लिए चार्जिंग वोल्टेज कम होता है। इक्वलाइजिंग चार्ज के दौरान बैटरियों को 14.4 V (12V बैटरी के लिए) से अधिक चार्ज नहीं किया जाना चाहिए। गैसिंग दरें हैं:

वाल्व विनियमित कोशिकाओं के प्रभार पर गैसिंग स्तर और सेल फ्लोट वोल्टेज

चार्ज वोल्टेज बराबर करना

सेल वोल्टेज (वी) गैसिंग का स्तर पुनर्संयोजन दक्षता (%) गैसिंग दर * सापेक्ष गैसिंग दर
2.25 से 2.3 नगण्य गैसिंग ~ 99.87 ~ 0.0185 ~ 1
2.4 कुछ गैसिंग ~ 99.74 ~ 0.037 ~ 2
2.5 बक ~ 97.4 ~ 0.37 ~ 20

*सीसी/एच/एएच/सेल फ्रॉम: क्रेडिट्स: सी एंड डी टेक्नोलॉजीज : टेक्निकल बुलेटिन 41-6739, 2012।)। 1 घन फुट = 28317 cc (= (12*2.54) 3 = 28316.85)

इक्वलाइजिंग चार्ज - VRLA बैटरियां फ्लडेड लेड एसिड बैटरियों से किस प्रकार भिन्न हैं?

लीड एसिड बैटरी के दो संस्करणों का मूल रसायन समान है। डिस्चार्ज प्रतिक्रियाएं समान होती हैं, लेकिन चार्जिंग प्रतिक्रियाएं उनके मध्यवर्ती चरणों में भिन्न होती हैं।

एक बाढ़ सीसा एसिड बैटरी में चार्ज के अंत के पास विकसित गैसों (हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) को बाहर निकाल दिया जाता है। VR कोशिकाओं की धनात्मक प्लेट पर विकसित होने वाली Te ऑक्सीजन गैस आसानी से ऋणात्मक प्लेट में चली जाती है और गैसीय माध्यम में उच्च प्रसार गुणांक के कारण लेड को ऑक्सीकृत कर देती है। यह VR कोशिकाओं में एक तेज़ प्रतिक्रिया है। कम प्रसार गुणांक के कारण बाढ़ वाली कोशिकाओं में गैसों का ऐसा संचलन संभव नहीं है। बाढ़ वाली कोशिकाओं के समान स्थितियां वीआर कोशिकाओं में भी होंगी यदि एजीएम पूरी तरह से संतृप्त है और ऑक्सीजन पुनर्संयोजन प्रतिक्रिया तभी शुरू होगी जब पानी के इलेक्ट्रोलिसिस और कुछ पानी के नुकसान के कारण भूखे इलेक्ट्रोलाइट की स्थिति विकसित होने लगेगी।

एक वाल्व विनियमित सेल में हाइड्रोजन का विकास चार्ज के दौरान लेड सल्फेट के बनने से बाधित होता है। यह लेड सल्फेट नकारात्मक प्लेट की क्षमता को अधिक सकारात्मक मूल्यों तक ले जाता है जिससे हाइड्रोजन का विकास बहुत कम हो जाता है। नकारात्मक ग्रिड में विशेष मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया जाता है जिसमें उच्च हाइड्रोजन ओवरवॉल्टेज होगा।

इक्वलाइजिंग चार्ज: कंस्ट्रक्शन के हिसाब से VRLA बैटरियों में निम्नलिखित अंतर होते हैं:

  • VRLA बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट वॉल्यूम कम होता है। इसे जानबूझकर इसलिए रखा गया है क्योंकि पीएएम से विकसित ऑक्सीजन के लिए अवशोषण ग्लास मैट (एजीएम) विभाजक में असंतृप्त छिद्रों के माध्यम से एनएएम से संपर्क करने के लिए एक मार्ग होना चाहिए। इलेक्ट्रोलाइट की कम मात्रा की भरपाई के लिए, VR बैटरी में उच्च घनत्व वाले एसिड का उपयोग किया जाता है। यह कम दर क्षमता की भरपाई भी करेगा।
  • VRLA बैटरी में तत्व अत्यधिक संकुचित होते हैं। यह पहलू बैटरियों के जीवन को बढ़ाने में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। प्लेट-सेपरेटर-कंटेनर दीवार संपीड़न डिजाइन का एक अभिन्न अंग है। यह प्लेटों और विभाजक के बीच अच्छा इलेक्ट्रोलाइट प्रसार सुनिश्चित करता है। सकारात्मक सक्रिय सामग्री विस्तार में कमी और परिणामी क्षमता हानि के कारण जीवन में भी वृद्धि हुई है।

  • VRLA बैटरियों में प्रत्येक सेल में एकतरफा सीलिंग वाल्व होता है या कुछ कोशिकाओं के लिए एक सामान्य वाल्व हो सकता है (विशेषकर छोटी क्षमता वाली कोशिकाओं में)। यह बहु-कार्यात्मक वाल्व निम्नलिखित तरीके से काम करता है:
    मैं। वायुमंडलीय वायु (ऑक्सीजन) के आकस्मिक प्रवेश को रोकता है।
    द्वितीय PAM से NAM . तक प्रेशर-असिस्टेड ऑक्सीजन ट्रांसपोर्ट में मदद करता है
    iii. अनुचित चार्जिंग या चार्जर की खराबी के कारण बैटरी के अंदर अनुचित दबाव के विकास की स्थिति में विस्फोट को रोकता है।
  • VRLA बैटरियों का उचित कामकाज आंतरिक ऑक्सीजन चक्र पर निर्भर करता है, जो बदले में रिसाव-सबूत निर्माण पर निर्भर करता है: सील को कवर करने के लिए ढक्कन और सील को कवर करने के लिए बर्तन। आंतरिक ऑक्सीजन चक्र हाइड्रोजन के विकास को कम करने में मदद करता है और इस प्रकार पानी की कमी को कम करता है।

आंतरिक ऑक्सीजन चक्र

VRLA बैटरी चार्ज करते समय:
धनात्मक प्लेट पर, O2 गैस निकलती है और प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होते हैं।
2H2O → 4H + + O2 ↑ + 4e- ……… समीकरण। 1

सकारात्मक प्लेट पर पानी के इलेक्ट्रोलिसिस के परिणामस्वरूप विकसित ऑक्सीजन गैस, हाइड्रोजन आयन और इलेक्ट्रॉन एजीएम विभाजक में खाली छिद्रों, गैस से भरे छिद्रों और इलेक्ट्रोलाइट चैनलों से गुजरते हैं (या मामले में गेल्ड इलेक्ट्रोलाइट मैट्रिक्स में बारीक दरारें गेल्ड वीआर बैटरी) और नकारात्मक प्लेटों तक पहुंचें। यह गैस NAM में लेड के साथ मिलकर PbO बन जाती है और कम ऑक्सीजन हाइड्रोजन आयनों के साथ मिलकर पानी बनाती है। यह ऑक्साइड रासायनिक रूप से सल्फेट आयनों के साथ मिलकर लेड सल्फेट बनाता है

2Pb + O2 → 2PbO
2PbO + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O
——————————————————
2Pb + O2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O + हीट ……… समीकरण। 2
—————————————————–
लेकिन, यह एक चार्जिंग प्रक्रिया होने के कारण, इस प्रकार फिर से उत्पादित लेड सल्फेट को लेड में बदलना पड़ता है; सल्फ्यूरिक एसिड एक इलेक्ट्रोकेमिकल मार्ग द्वारा प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयनों) और इलेक्ट्रॉनों के साथ प्रतिक्रिया करके उत्पन्न होता है, जिसके परिणामस्वरूप सकारात्मक प्लेटों पर पानी का अपघटन होता है जब वे चार्ज होते हैं।

2PbSO 4 + 4H + + 4e → 2Pb + 2H 2 SO 4 ……… समीकरण। 3

जब एक चार्ज के दौरान NAM PbSO 4 में परिवर्तित हो जाता है, तो नकारात्मक प्लेट की क्षमता अधिक सकारात्मक हो जाती है (जैसा कि डिस्चार्ज के मामले में)। यह हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया में बाधा डालने में मदद करता है। बहुत कम मात्रा में हाइड्रोजन गैस का उत्पादन होता है, लेकिन एकतरफा वाल्व यह सुनिश्चित करता है कि जार के अंदर का दबाव खतरनाक स्तर तक नहीं पहुंचता है, जिससे हाइड्रोजन को वायुमंडल में ले जाया जाता है, इस प्रकार बैटरी को उभार और अन्य दोषों से बचाता है।

अंतिम प्रतिक्रिया कोशिका के रासायनिक संतुलन को पुनर्स्थापित करती है। प्रतिक्रियाओं का शुद्ध योग (ईक्यू 1) से (ईक्यू 3) शून्य होने के कारण, चार्ज के दौरान खर्च की गई विद्युत ऊर्जा रासायनिक ऊर्जा के बजाय गर्मी में परिवर्तित हो जाती है [रेफ आरएफ नेल्सन, प्रोक। चौथा इंट लीड एसिड बैटरी सेमिनार, 25-27 अप्रैल 1990, सैन फ्रांसिस्को, यूएसए, ILZRO, Inc., 1990, पीपी.31-60]।

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लेड एसिड सेल - डिस्चार्ज रिएक्शन समझाया गया
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VRLA सेल में पुनर्संयोजन प्रतिक्रिया

VRLA सेल का सबसे महत्वपूर्ण लाभ यह है कि रखरखाव प्रक्रिया के रूप में पानी की आवश्यकता नहीं होती है। अगला लाभ यह है कि यह 2.25 से 2.3 वी प्रति सेल के अनुशंसित फ्लोट वोल्टेज पर लगभग 100% पुनर्संयोजन के कारण, इसके संचालन के दौरान गैसों की नगण्य मात्रा विकसित करता है। इसके अलावा, इन बैटरियों को एक स्थान से दूसरे स्थान तक ले जाने में कोई परिवहन प्रतिबंध नहीं है।

प्राथमिक और रिचार्जेबल बैटरी

एक बैटरी को एक विद्युत रासायनिक उपकरण के रूप में परिभाषित किया जाता है जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के माध्यम से रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकता है और इस प्रकार विद्युत रासायनिक शक्ति स्रोत के रूप में कार्य करता है। लेकिन, यह शक्ति का शाश्वत स्रोत नहीं है। बैटरी केवल तब तक बिजली की आपूर्ति करेगी जब तक कि ऊर्जा-उत्पादक प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने के लिए पर्याप्त सक्रिय सामग्री न हो। एक बार जब बैटरी का वोल्टेज स्तर सिस्टम के रसायन विज्ञान द्वारा परिभाषित एक निश्चित निचले स्तर पर पहुंच जाता है, तो प्रतिक्रियाओं को उलटना पड़ता है, अर्थात बैटरी को प्रत्यक्ष धारा प्राप्त करनी होती है। डिस्चार्ज की प्रतिक्रिया को उलटने के लिए डिस्चार्ज की गई बैटरी को डिस्चार्ज की रिवर्स दिशा में डायरेक्ट करंट की आपूर्ति करने की इस क्रिया को “चार्जिंग” कहा जाता है।

यह डिस्चार्ज उत्पादों से मूल सक्रिय सामग्रियों को पुन: उत्पन्न करेगा और सिस्टम के रसायन विज्ञान द्वारा परिभाषित बैटरी वोल्टेज को उच्च मूल्यों तक बढ़ा देगा। यह कथन उन बैटरियों पर लागू होता है जिन्हें सेकेंडरी या स्टोरेज बैटरी कहा जाता है। यह प्राथमिक कोशिकाओं के लिए प्रासंगिक नहीं है जैसे कि बिजली के टॉर्च और कलाई घड़ी में उपयोग की जाने वाली। डिस्चार्ज के दौरान बैटरी वोल्टेज का कम होना सक्रिय सामग्री की कमी और कई अन्य कारणों से होता है।

बैटरी की एक स्वतंत्र इकाई को “सेल” कहा जाता है। एक बैटरी डिज़ाइन वोल्टेज और क्षमता रेटिंग या कुल kWh रेटिंग प्राप्त करने के लिए कई अलग-अलग फैशन में जुड़े दो या दो से अधिक कोशिकाओं का संयोजन है। आमतौर पर, एक मोनोब्लॉक बैटरी ऑटोमोबाइल और छोटी क्षमता वाली वाल्व-विनियमित लेड एसिड बैटरी ( VRLA ) और ट्यूबलर बैटरी (12V/200 Ah तक) में नियोजित होती है; इस क्षमता से अधिक एकल कोशिकाओं का उपयोग श्रृंखला या श्रृंखला-समानांतर व्यवस्था में संयोजन करके आवश्यक kWh रेटिंग प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

48V/1500 Ah (या 72 kWh) रेटिंग की एक लेड एसिड बैटरी में 2V/1500 Ah क्षमता वाले 24 नंबर के सेल हो सकते हैं जो एक साधारण श्रृंखला तरीके से जुड़े हों या 2V/750 Ah क्षमता वाले 48 सेल श्रृंखला-समानांतर तरीके से जुड़े हों। यानी 48V/750Ah (या 36 kWh) बैटरी बनाने के लिए श्रृंखला में 24 सेल जुड़े हुए हैं। इस तरह की एक और 48V/750 बैटरी को पहले वाले के समानांतर जोड़ा जाएगा ताकि इसे 48V/1500 Ah (72 kWh) बैटरी बनाया जा सके।

लिथियम-आयन (ली-आयन) इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) बैटरी से एक और उदाहरण:
बैटरी-पैक आकार के आधार पर, ईवी निर्माता टेस्ला प्रति पैक लगभग 6,000-8,000 सेल का उपयोग करता है, प्रत्येक सेल 3.6V / 3.1 से 3.4 Ah क्षमता का 70 या 90 kWh बैटरी पैक बनाने के लिए उपयोग करता है।

70 kWh टेस्ला ईवी बैटरी 3.7 वी/3.4 आह की 18650 एनसीए कोशिकाओं के प्रकार के लगभग 6000 कोशिकाओं का उपयोग करती है, जो एक जटिल श्रृंखला-समानांतर व्यवस्था में जुड़ी हुई हैं। इसकी रेंज 325 किमी प्रति चार्ज है। (यहां आंकड़ा 18650 एक विशेष प्रकार के ली-आयन सेल को संदर्भित करता है जिसकी लंबाई (या ऊंचाई) 65 मिमी और व्यास 18 मिमी के अनुमानित आयाम हैं। शब्द “एनसीए” इस सेल में प्रयुक्त कैथोड सामग्री के लिए है, उदाहरण के लिए, एन = निकेल, सी = कोबाल्ट और ए = एल्यूमीनियम, जो निकल-कोबाल्ट-एल्यूमीनियम ऑक्साइड कैथोड सामग्री है)
90kWh पैक में 16मॉड्यूल में 7,616 सेल हैं। वजन 540 किलो है। इसकी रेंज 426 किमी प्रति चार्ज है।

बैटरी सेल के अवयव:

बैटरी के सबसे आवश्यक घटक हैं:
ए। एनोड (नकारात्मक प्लेट)
बी। कैथोड (सकारात्मक प्लेट)
सी। इलेक्ट्रोलाइट (लीड एसिड बैटरी में, इलेक्ट्रोलाइट भी एक सक्रिय सामग्री है, लेकिन अधिकांश अन्य प्रणालियों में ऐसा नहीं है)
उपरोक्त तीनों को सक्रिय घटक कहा जाता है
बेशक, निष्क्रिय घटक हैं जैसे
ए। जारो
बी। वर्तमान संग्रह ग्रिड
सी। बस बार या कनेक्टर पट्टियाँ
डी। विभाजक
इ। इंटर-सेल कनेक्टर
एफ। टर्मिनल पोस्ट, आदि

लेड-एसिड बैटरी में, इलेक्ट्रोलाइट (पतला सल्फ्यूरिक एसिड) ऊर्जा-उत्पादक प्रतिक्रिया में भाग लेता है जैसा कि नीचे दी गई सेल प्रतिक्रिया से देखा जा सकता है। सल्फ्यूरिक एसिड का सेवन लेड डाइऑक्साइड और लेड सल्फेट में बदलने के लिए किया जाता है और इसलिए डिस्चार्ज रिएक्शन बढ़ने पर इलेक्ट्रोलाइट का घनत्व कम हो जाता है। इसके विपरीत, जब सेल को चार्ज किया जाता है, तो चार्ज रिएक्शन बढ़ने पर इलेक्ट्रोलाइट का घनत्व बढ़ जाता है। इसका कारण यह है कि डिस्चार्ज के दौरान दोनों सक्रिय पदार्थों द्वारा अवशोषित सल्फेट आयन इलेक्ट्रोलाइट में निकल जाते हैं और इसलिए इलेक्ट्रोलाइट का घनत्व बढ़ जाता है।

निर्वहन और चार्ज प्रतिक्रियाएं

गैल्वेनिक सेल या बैटरी की प्रतिक्रियाएं सिस्टम या रसायन शास्त्र के लिए विशिष्ट होती हैं:

उदाहरण के लिए, लेड एसिड सेल:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 डिस्चार्ज ↔ चार्ज 2PbSO 4 + 2H 2 O E° = 2.04 V

एक Ni-Cd सेल में

Cd + 2NiOOH + 2H 2 O डिस्चार्ज ↔ चार्ज Cd(OH) 2 + 2Ni(OH) 2 E° = 1.32 V

Zn-Cl 2 सेल में:

Zn + Cl 2 डिस्चार्ज ↔ चार्ज ZnCl 2 E° = 2.12 V

एक डेनियल सेल में (यह एक प्राथमिक सेल है; यहाँ प्रतिवर्ती तीरों की अनुपस्थिति पर ध्यान दें)

Zn + Cu 2+ डिस्चार्ज चार्ज Zn 2+ + Cu(s) E° = 1.1 V

चार्ज वोल्टेज को समान करना: बैटरी चार्ज करने पर अधिक

जैसा कि ऊपर वर्णित है, भंडारण बैटरी शक्ति का एक बारहमासी स्रोत नहीं है। एक बार जब यह समाप्त हो जाता है, तो इसे फिर से बिजली प्राप्त करने के लिए रिचार्ज करना पड़ता है। बैटरी से एक निश्चित जीवनकाल देने की उम्मीद की जाती है, जिसे जीवन प्रत्याशा कहा जाता है। डिज़ाइन किए गए जीवन और विश्वसनीयता को प्राप्त करने के लिए, स्टोरेज बैटरियों को निर्माताओं द्वारा दिए गए निर्देशों के अनुसार ठीक से चार्ज और रखरखाव किया जाना है। बैटरी से अधिकतम संभव जीवन काल प्राप्त करने के लिए उचित चार्जिंग विधियों का उपयोग किया जाना चाहिए।

लीड एसिड सेल में प्रतिक्रियाएं:

डिस्चार्ज के दौरान : PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O

निर्वहन केवल तब तक आगे बढ़ेगा जब तक कि सेल में कुछ निश्चित मात्रा में संचालन सामग्री न हो; इसके बाद वोल्टेज में गिरावट की दर इतनी तेज होगी कि जल्द ही अंतिम वोल्टेज तक पहुंच जाएगा। तो एक कट-ऑफ वोल्टेज या एंड वोल्टेज कहलाता है, जिसके आगे डिस्चार्ज जारी नहीं रहना चाहिए। आगे डिस्चार्ज होने से रिचार्ज मुश्किल हो जाएगा और अप्रत्याशित विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं।

बैटरियों को डिस्चार्ज के तुरंत बाद निर्माता द्वारा अनुशंसित दरों पर या उनके द्वारा दिए गए निर्देश के अनुसार चार्ज किया जाना है।

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VRLA सेल में पुनर्संयोजन प्रतिक्रिया

सेल के अंदर डिस्चार्ज और चार्ज रिएक्शन के दौरान क्या होता है?

इलेक्ट्रोलाइट: 2H 2 SO 4 = 2H + + 2HSO 4‾

ऋणात्मक प्लेट: Pb° = Pb 2+ HSO 4 + 2e

पीबी 2+ + एचएसओ 4‾ = पीबीएसओ 4 ↓ + एच +

मैं

धनात्मक प्लेट: PbO 2 = Pb 4+ + 2O 2-

पंजाब 4+ + 2e = पंजाब 2+

पीबी 2+ + 3एच + + एचएसओ 4‾ +2ओ 2- =पीबीएसओ 4 ¯ + 2एच 2

सल्फ्यूरिक एसिड एक मजबूत इलेक्ट्रोलाइट होने के कारण, इसे हाइड्रोजन आयनों और बाइसल्फेट आयनों (जिसे हाइड्रोजन सल्फेट आयन भी कहा जाता है) के रूप में अलग किया जाता है।

डिस्चार्ज शुरू करने पर, नकारात्मक प्लेट में झरझरा लेड लेड आयनों (Pb2+) में ऑक्सीकृत हो जाता है और क्योंकि यह हमेशा इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड के संपर्क में रहता है, यह लेड सल्फेट (PbSO4) में परिवर्तित हो जाता है; उत्तरार्द्ध नकारात्मक प्लेटों के छिद्रों, सतह और दरारों पर एक सफेद सामग्री के रूप में जमा हो जाता है। पहली प्रतिक्रिया (सीसा बनने वाली लीड आयन) प्रकृति में विद्युत रासायनिक है जबकि बाद वाली (लीड आयन लेड सल्फेट बन रही है) एक रासायनिक प्रतिक्रिया है।

हम कहते हैं कि लेड प्रतिक्रिया स्थल के आसपास लेड आयनों के रूप में घुल जाता है और नकारात्मक सक्रिय सामग्री (NAM) पर इलेक्ट्रोलाइट से बाइसल्फेट आयनों के साथ संयोजन के बाद तुरंत लेड सल्फेट के रूप में जमा हो जाता है। इस तरह की प्रतिक्रिया को इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में विघटन-निक्षेपण या विघटन-वर्षा तंत्र कहा जाता है।
इसी तरह, सकारात्मक सक्रिय सामग्री (पीएएम) एनएएम से आने वाले इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलती है और सीसा आयन बन जाती है, जो इलेक्ट्रोलाइट से बाइसुलफेट आयनों के साथ जुड़ जाती है और सकारात्मक सक्रिय सामग्री पर लेड सल्फेट के रूप में जमा होती है, उसी विघटन-जमा तंत्र का पालन करती है।

रिचार्ज के दौरान: 2PbSO4 + 2H2O चार्ज → PbO2 + Pb + 2H2SO4

सकारात्मक और नकारात्मक प्लेटों पर निर्वहन के दौरान प्राप्त प्रतिक्रिया उत्पादों को चार्ज के दौरान मूल सामग्री में वापस परिवर्तित कर दिया जाता है। यहां, प्रतिक्रियाओं में एक निर्वहन के विपरीत पदनाम हैं। धनात्मक प्लेट ऑक्सीकरण से गुजरती है, जबकि विपरीत ध्रुवता प्लेट में कमी आती है।

इक्वलाइजिंग चार्ज: फुल चार्ज कब पूरा होता है

यह माना जाता है कि बैटरियों ने सामान्य रिचार्जिंग पूरी कर ली है यदि निम्नलिखित शर्तें पूरी होती हैं:

पैरामीटर बाढ़ सीसा एसिड बैटरी वाल्व विनियमित लीड एसिड बैटरी (VRLA)
चार्जिंग वोल्टेज और करंट एक निरंतर चालू चार्ज यहां माना जाता है: एक चार्ज के अंत में बैटरी का वोल्टेज एक विशेष करंट के लिए स्थिर होना चाहिए। 12v बैटरी के लिए मान 16.2 से 16.5v हो सकता है लगातार प्रभावित वोल्टेज के लिए (12v बैटरी के लिए 13.8v से 14.4v कहें), करंट कम से कम दो घंटे तक स्थिर रहना चाहिए
इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व भी निरंतर मूल्य तक पहुंचना चाहिए। यह मान पूरी तरह चार्ज बैटरी पर निर्भर करेगा जब इसे निर्माता द्वारा आपूर्ति की गई थी। इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट गुरुत्व को मापा नहीं जा सकता है।
गैसिंग की प्रकृति दोनों प्लेटों पर समान और प्रचुर मात्रा में गैसिंग। विकसित गैसों का आयतन 1:2 होगा जैसे कि पानी में, यानी ऑक्सीजन के 1 आयतन के लिए हाइड्रोजन का 2 आयतन। वीआरएलएबी के लिए अनुशंसित चार्जिंग वोल्टेज के स्तर पर, नगण्य गैसिंग देखी जाती है। 2.25 से 2.3 वोल्ट प्रति सेल (वीपीसी) फ्लोट चार्ज पर, कोई गैस विकास नहीं देखा गया है। 2.3 Vpc पर, एक 12V 100Ah VRLAB 8 से 11 ml/h/12V बैटरी उत्सर्जित कर सकता है। लेकिन 2.4 वीपीसी पर यह लगभग दोगुना है, 18 से 21 मिली/घंटा/12 वी बैटरी। (i. pbq VRLA बैटरी, जनवरी, 2010। ii. सी एंड डी टेक्नोलॉजीज: तकनीकी बुलेटिन 41-6739, 2012।)

इक्वलाइजिंग चार्ज: बैटरी के लिए इक्वलाइजिंग चार्ज क्या होता है

  • एक नई असेंबल की गई लीड एसिड बैटरी को प्रारंभिक भरने और प्रारंभिक चार्जिंग की आवश्यकता होती है।
  • डिस्चार्ज की गई बैटरी को सामान्य रिचार्ज की आवश्यकता होती है।
  • उपकरणों और उपकरणों से जुड़ी बैटरियों को आमतौर पर पूरी तरह से चार्ज नहीं किया जाता है, इस अर्थ में कि वे के पूर्ण चार्ज वोल्टेज तक नहीं पहुंचती हैं> 12 वी बैटरी के लिए 16 वी। उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल में (प्रारंभ, प्रकाश और प्रज्वलन) SLI अनुप्रयोग में, बैटरी द्वारा प्राप्त की जा सकने वाली अधिकतम वोल्टेज 12V बैटरी के लिए लगभग 14.4 V है। इसी तरह, इन्वर्टर/यूपीएस बैटरी का चार्जिंग वोल्टेज 13.8 से 14.4 V से आगे नहीं जाता है। ऐसे अनुप्रयोगों में, बैटरी के जीवन के बढ़ने के साथ-साथ सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्लेटों में अपरिवर्तित लेड सल्फेट के संचय की प्रक्रिया बढ़ती जाती है।

इसका कारण यह है कि ऊपर बताए गए वोल्टेज के मान सभी डिस्चार्ज किए गए उत्पादों को मूल सक्रिय सामग्री में बहाल करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं। ऐसी बैटरियों को सभी कोशिकाओं को पूर्ण चार्ज और समान स्तर पर लाने के लिए आवधिक रिचार्ज की आवश्यकता होती है। यह इलेक्ट्रोलाइट के स्तरीकरण के प्रभावों को दूर करने में भी मदद करेगा। इस तरह के अतिरिक्त उपकरण चार्ज को बेंच चार्ज या इक्वलाइजिंग चार्ज कहा जाता है।

समकारी प्रभार पर निष्कर्ष:

इक्वलाइजिंग चार्ज मेंटेनेंस प्रक्रिया का एक हिस्सा है। अधिकतम वोल्टेज जिस पर इक्वलाइजिंग चार्ज किया जा सकता है, लेड एसिड बैटरी के प्रकार पर निर्भर करता है, चाहे वह फ्लडेड प्रकार का हो या VRLA प्रकार का। बैटरी में सभी कोशिकाओं को समान स्तर पर लाने के लिए 12V बैटरी के लिए पूर्व प्रकार की कोशिकाओं को निरंतर वर्तमान में 16.5 V के वोल्टेज पर चार्ज किया जा सकता है।

हालांकि, वीआरएलए कोशिकाओं को केवल निरंतर वोल्टेज विधि द्वारा चार्ज किया जाना चाहिए और यह प्रभावित वोल्टेज 12 वी बैटरी के लिए अनुशंसित अधिकतम वोल्टेज 14.4 वी से अधिक नहीं होना चाहिए। जहां निरंतर वोल्टेज चार्जिंग की सुविधा उपलब्ध नहीं है, वहां बैटरी के टर्मिनल वोल्टेज (टीवी) की निरंतर निगरानी के साथ वीआरएलए बैटरी को निरंतर चालू पर चार्ज किया जा सकता है। जब भी टीवी 14.4 वी के स्तर के पास या उससे अधिक हो जाए, तो चार्जिंग करंट को लगातार कम किया जाना चाहिए ताकि टीवी को 14.4 वी से आगे जाने की अनुमति न हो।

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