Microtex Neos بیٹری چارجر
Contents in this article

بیٹری چارجر - لیڈ ایسڈ بیٹری کو چارج کرنا

ایک بیٹری کو ایک الیکٹرو کیمیکل ڈیوائس کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو اپنے فعال مواد کے اندر کیمیائی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کر سکتا ہے۔ اگر توانائی کی ایک شکل کو دوسری شکل میں تبدیل کرنے والا ردعمل الٹنے والا ہے، تو ہمارے پاس ریچارج ایبل یا سیکنڈری یا اسٹوریج سیل ہے۔ اس طرح کے خلیوں کو ہر خارج ہونے کے بعد بار بار ری چارج کیا جا سکتا ہے تاکہ رد عمل کی سمت کو تبدیل کیا جا سکے۔ بیٹری کو اپنی مطلوبہ ڈیزائن کردہ زندگی فراہم کرنے کے لیے، جب بھی ضروری ہو اسے مناسب چارجنگ حاصل کرنا چاہیے۔

وہ خلیات جن کو ناقابل واپسی رد عمل ہوتا ہے وہ بنیادی خلیات کہلاتے ہیں۔
لیڈ ایسڈ بیٹری مثبت اور منفی الیکٹروڈز پر مشتمل ہوتی ہے جو انسولیٹنگ فلموں کے ذریعے الگ کی جاتی ہیں جنہیں سیپریٹر کہتے ہیں۔ سلفورک ایسڈ کا ایک پتلا محلول الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ مثبت فعال مواد لیڈ ڈائی آکسائیڈ (PbO2) ہے اور منفی فعال مواد لیڈ ہے۔
بیٹری چارجر کی تفصیلات جاننے سے پہلے، بیٹری سے متعلق چند معاملات کو مختصراً سمجھنا ضروری ہے۔

ایمپیئر کرنٹ کی اکائی ہے (جس کی تعریف الیکٹران کے مسلسل بہاؤ کے طور پر کی جاتی ہے)۔ جب ایک کولمب (یا ایک ایمپیئر سیکنڈ) ایک سیکنڈ میں ایک پوائنٹ سے آگے بڑھتا ہے، تو کرنٹ کو 1 ایمپیئر سے تعبیر کیا جاتا ہے۔

وولٹیج کو الیکٹرانک کنڈکٹر میں الیکٹرانوں کے بہنے کے لیے محرک قوت کے طور پر لیا جا سکتا ہے اور یونٹ وولٹ ہے۔ جب 1 ایمپیئر سیکنڈ میں 1 جول توانائی ہوتی ہے، تو ہم کہتے ہیں کہ اس میں 1 وولٹ برقی پوٹینشل فرق ہے۔

ان دونوں اصطلاحات کو عمارت میں اوور ہیڈ واٹر ٹینک سے تشبیہ دی جا سکتی ہے۔ پانی کے ٹینک کی اونچائی جتنی زیادہ ہوگی، اتنی ہی طاقت ہوگی جس کے ساتھ پانی بہے گا۔ اسی طرح، ٹینک سے صارف کے پوائنٹس تک پانی لے جانے والے پائپ کا قطر جتنا زیادہ ہوگا، صارف کو ملنے والے پانی کا حجم اتنا ہی زیادہ ہوگا۔ پائپ میں بہنے والے پانی کا موازنہ اس شرح سے کیا جا سکتا ہے جس پر پانی بہتا ہے۔

ایمپیئر آور (Ah) بجلی کی مقدار ہے، اور یہ موجودہ اور وقت کی پیداوار ہے۔
1 ھ = 1 اے * 1 گھنٹہ۔
واٹس (W) طاقت ہے، اور یہ کرنٹ اور وولٹ کی پیداوار ہے۔ اعلی یونٹس kW (= 1000 W) ہیں۔

میگا واٹس، میگاواٹ (=1000 کلو واٹ) اور گیگا واٹس، جی ڈبلیو (ایک بلین ڈبلیو (1,000,000,000 واٹس)۔1۔ W = 1 A * 1 V = VA۔

توانائی (Wh) یونٹ کے وقت میں فراہم کی جانے والی بجلی کی مقدار ہے۔ اعلی یونٹس ہیں kWh (= 1000 Wh)

میگا واٹ گھنٹے، MWh (= 1000 kWh) اور گیگا واٹ گھنٹے، GWh (=(ایک بلین Wh (1,000,000,000 واٹ گھنٹے)۔

GW یونٹس بڑے پاور اسٹیشنوں سے آؤٹ پٹ کا حوالہ دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ GWh بڑی الیکٹرک وہیکل (EV) بیٹری کی صنعتوں اور بڑی صلاحیت والے بیٹری اسٹوریج سسٹم کی پیداواری صلاحیت کا حوالہ دینے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے Wh = 1 W* 1 h = 1 Wh
بیٹری کی زبان میں، بیٹری کو 1200 Wh (یا 1.2 kWh) کی حامل کہا جا سکتا ہے اگر اس کا وولٹیج 12 ہے اور Ah میں اس کی گنجائش 100 ہے۔
12 V * 100 Ah = 1200 Wh یا 1.2 kWh۔

بیٹری کے یونٹ ماس سے فراہم کی جانے والی طاقت کو مخصوص پاور کہا جاتا ہے اور یونٹ W فی کلوگرام ہے۔
مخصوص پاور r = W/kg اور kW/kg۔
اسی طرح، بیٹری کے یونٹ ماس سے فراہم کی جانے والی توانائی کو مخصوص توانائی کہا جاتا ہے اور یونٹ Wh فی کلوگرام ہے۔
مخصوص توانائی = Wh/kg اور kWh/kg۔ (Wh kg-1 کے طور پر بھی لکھا گیا)
اسی طرح، ایک بیٹری کے یونٹ والیوم سے فراہم کی جانے والی بجلی کو پاور ڈینسٹی کہا جاتا ہے اور یونٹ W فی لیٹر ہے۔
طاقت کی کثافت = ڈبلیو / لیٹر اور کلو واٹ / لیٹر۔
بیٹری کے یونٹ والیوم سے فراہم کی جانے والی توانائی کو توانائی کی کثافت کہا جاتا ہے اور یونٹ Wh فی لیٹر ہے۔
1 ڈبلیو = 1 جے فی سیکنڈ

توانائی کی کثافت = Wh / لیٹر اور kWh / لیٹر۔ (WL -1 یا W l -1 کے طور پر بھی لکھا جاتا ہے)

لیڈ ایسڈ سیل کا خارج ہونے والا چارج رد عمل ہے۔

Pb (NP) + PbO 2 (PP) + 2H 2 SO 4 ڈسچارج ⇔ چارج PbSO 4 (PP) + PbSO 4 (NP) + 2H 2 O (PP کے قریب)

نوٹ: NP = منفی پلیٹ = انوڈ ڈسچارج کے دوران = ڈسچارج کے دوران الیکٹران کا ڈونر۔ PP = مثبت پلیٹ = کیتھوڈ ڈسچارج کے دوران = خارج ہونے والے الیکٹرانوں کو قبول کرنے والا

الیکٹروڈ کے کردار چارج کے دوران الٹ جائیں گے۔ اینوڈ کیتھوڈ کی طرح برتاؤ کرے گا اور اس کے برعکس۔ الیکٹران قبول کرنے والا اب الیکٹران جاری کرے گا اور ڈونر انہیں وصول کرے گا۔

تھرموڈینامک فری انرجی کی اصطلاح اس کام کا ایک پیمانہ ہے جسے کسی سسٹم سے نکالا جا سکتا ہے۔ galvanic سیل کے معاملے میں، برقی کام چارج شدہ ذرات کی نقل و حرکت کے ذریعے کیا جاتا ہے جس کی وجہ سے ری ایکٹنٹس کے درمیان کیمیائی تعامل کے نتیجے میں نتائج (مصنوعات) پیدا ہوتے ہیں۔

لہذا، توانائی Δ G کے لحاظ سے دی جاتی ہے ، Gibb کی آزاد توانائی میں تبدیلی ، جو زیادہ سے زیادہ کیمیائی توانائی کی نمائندگی کرتی ہے جو توانائی کی تبدیلی کے عمل سے حاصل کی جا سکتی ہے۔

اگر E سیل اور اس عمل کا emf (الیکٹرو موٹیو فورس یا وولٹیج یا پوٹینشل) ہے، جو ہو رہا ہے (یعنی، لیڈ ایسڈ سیل کا خارج ہونے والا مادہ ) کے گزرنے سے وابستہ ہے۔ ایک الیکٹروڈ سے دوسرے الیکٹروڈ تک ری ایکٹنٹس کے فی مول فیراڈیز ( F ) ، پھر سیل کے ذریعہ کیا جانے والا برقی کام اس طرح دیا جاتا ہے۔ nFE مفت توانائی میں متعلقہ اضافہ سسٹم پر کیے جانے والے برقی کام کے برابر ہے۔ لہذا،

ΔG = nFE یا

ΔG = -nFE یا

-ΔG° = nFE°

(معیاری حالات کے تحت؛ E° معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل یا معیاری سیل وولٹیج سے مراد ہے)۔

گبز کی مساوات

( معیاری حالات سے کیا مراد ہے؟ : 25°C یا سیلسیس (298.1°K یا Kelvin)، 1 بار کا دباؤ، اور رد عمل کرنے والی نوع کی سرگرمی (جسے تقریباً ارتکاز کی قدر کے طور پر لیا جا سکتا ہے)، Pb 2+ , ایک ہے)۔

اس مساوات کو گبز مساوات کہا جاتا ہے۔

گِبز کی مساوات سیل وولٹیج کو آزاد توانائی (DG) میں تبدیلی سے جوڑتی ہے۔ اگر رد عمل بے ساختہ ہوتا ہے (مثال کے طور پر لیڈ ایسڈ سیل کا خارج ہونا )، ΔG منفی ہے (توانائی آزاد ہوتی ہے) اور emf مثبت ہے یعنی، nF کا چارج اس سمت میں بے ساختہ بہے گا جیسا کہ سیل کے رد عمل میں فرض کیا گیا ہے۔

دوسری طرف، اگر Δ G مثبت ہے، تو یہ نظام کو برقی تجزیہ (یعنی لیڈ ایسڈ سیل کے چارج کے دوران) کو انجام دینے کے قابل بناتا ہے۔

سیل کا EMF

سیل کا emf ایک شدید تھرموڈینامک خاصیت ہے یعنی ری ایکٹنٹس کے بڑے پیمانے اور سیل کے سائز دونوں سے آزاد۔ intensive پراپرٹی ( وسیع خاصیت کے برعکس) ری ایکٹنٹس کے بڑے پیمانے پر اور اس وجہ سے بیٹری کے سائز پر منحصر نہیں ہے۔ چاہے آپ کے پاس کچھ ملیگرام ہو یا چند کلوگرام میٹریل، سسٹم ایک ہی وولٹیج دکھائے گا اور اسے مواد کے بڑے پیمانے پر بڑھا کر نہیں بڑھایا جا سکتا۔ انفرادی الیکٹروڈ پوٹینشل اس الیکٹروڈ مواد کی موروثی الیکٹرو کیمیکل خاصیت ہے، اور کوئی بھی اسی طرح کے حالات میں اس کی قدر کو تبدیل نہیں کر سکتا۔

انٹینسیو پراپرٹی کی مثالیں الیکٹروڈز اور سیلز کا وولٹیج ہیں۔ دوسری طرف، وسیع جائیداد مادہ کی مقدار پر منحصر ہے، مثال کے طور پر، کمیت، حجم، توانائی، ایمپیئر آور اور واٹ گھنٹے۔ اس طرح، لیڈ ایسڈ سیل میں 4.5 گرام لیڈ ڈائی آکسائیڈ فعال مواد نظریاتی طور پر ایک ایمپیئر گھنٹہ (Ah) فراہم کرے گا، لیکن اگر آپ کے پاس 45 گرام ہے، تو یہ Ah کے دس گنا فراہم کرے گا۔ لہذا، یہ ایک وسیع جائیداد ہے؛ bur دونوں صورتوں میں الیکٹروڈ کی صلاحیت یکساں ہوگی، یعنی 1.69 V۔ اسی طرح کے دلائل لیڈ اور سلفیورک ایسڈ فعال مواد کے لیے پیش کیے جا سکتے ہیں۔

معیاری سیل پوٹینشل (E°) کا تعلق معیاری آزاد توانائی کی تبدیلی (DG°) سے ہے جیسا کہ اوپر دیا گیا ہے۔

لیڈ ایسڈ سیل کے emf کا تعین اظہار سے کیا جا سکتا ہے۔

مصنوعات کا ΣΔGº ƒ – ری ایکٹنٹس کا ΣΔGº ƒ

جہاں ΔG° ƒ رد عمل کرنے والی پرجاتیوں کی تشکیل کی معیاری آزاد توانائی سے مراد ہے۔

تشکیل کی معیاری مفت توانائی

جدول 1

تشکیل کی معیاری آزاد توانائی، ΔG° ƒ کیمیائی انواع جو سیل کے رد عمل میں حصہ لیتی ہیں۔

( ہانس بوڈ، لیڈ ایسڈ بیٹریز، جان ولی، نیویارک، 1977، ضمیمہ چہارم، صفحہ 366۔ )

ری ایکٹنٹس/مصنوعات عددی قدر (k cal mole−1 )
PbO2 -52.34
پی بی 0
H2SO4 -177.34
PbSO4 -193.8
H2O -56.69

مجموعی ردعمل کے طور پر لکھا جاتا ہے

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O E° = 2.04 V۔

ΔG° = مصنوعات کا ΣΔGº ƒ – ری ایکٹنٹس کا ΣΔGº ƒ

کی متعلقہ اقدار کو بدل کر (جو ہم معیاری نصابی کتب سے حاصل کرتے ہیں، مثال کے طور پر، [1. Hans Bode, Lead-Acid Batteries, John Wiley, New York, 1977, Appendix IV, p. 366 ]

= [2( 193 . 89 ) + 2 ( 56 . 69 )] [0 ( 52 . 34) + 2 ( 177 . 34)]

= 94 14 kcal mole 1

= 94 14 kcal mole 1 × 4 ۔ 184 kJ mole 1 (kcal کو kJ میں تبدیل کرنے کے لیے 4.184 سے ضرب کریں)

= 393 88 kJ فی مول

E° = -ΔG°/nF

= ( −393 . 88 × 1000) / 2 × 96485

= 2 لیڈ ایسڈ سیل کے لیے 04 V

لیڈ ایسڈ سیل کا معیاری سیل وولٹیج 2.04 V ہے۔

اور لیڈ ایسڈ سیل کا مجموعی یا کل سیل ردعمل اس طرح لکھا جاتا ہے:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ڈسچارج⇔چارج PbSO 4 (PP) + PbSO 4 (NP) + 2H 2 O (PP کے قریب)

اس سے پہلے کہ ہم لیڈ ایسڈ سیل کی چارجنگ اور ڈسچارجنگ کی تفصیلات میں جائیں، ہمیں الیکٹرو کیمسٹری میں استعمال ہونے والی بعض اصطلاحات کے بارے میں کچھ علم ہونا چاہیے۔

ہم معیاری حالات کا مطلب پہلے ہی جانتے ہیں۔

جب ہم خلیے کے رد عمل میں خلل ڈالتے ہیں (چاہے آگے کی سمت میں ہو یا الٹی سمت میں)، ہم کہتے ہیں کہ خلیہ پریشان حالت میں ہے نہ کہ توازن کی حالت میں۔

جب بھی الیکٹرو کیمیکل سسٹم میں خلل پڑتا ہے، معیاری صلاحیت سے ہمیشہ فرق ہوتا ہے۔ اس طرح، اگر لیڈ ایسڈ سیل کو خارج ہونے والی سمت میں مجبور کیا جائے تو سیل وولٹیج ایک خاص قدر سے کم ہو جاتا ہے، جو کرنٹ کی شدت پر منحصر ہے۔ موجودہ قدر جتنی زیادہ ہوگی، معیاری قدر سے انحراف اتنا ہی زیادہ ہوگا۔

اب سیل وولٹیج ہوگا۔

E Disch = E° – δV.

E Disch کی قدر E° سے کم ہوگی۔

اس کے برعکس، اگر سیل کو الٹی سمت (یعنی چارجنگ موڈ) میں مجبور کیا جاتا ہے، تو سیل وولٹیج ایک خاص قدر سے بڑھ جائے گا جو دوبارہ کرنٹ کی شدت پر منحصر ہے۔

E Ch = E° + δV۔

δV کی قدر کو overvoltage یا overpotential کہا جاتا ہے اور اسے علامت η سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

δV کی قدر خارج ہونے والے ردعمل کے لیے منفی اور چارج کے رد عمل کے لیے مثبت ہوگی۔

سیل کے وولٹیج میں اضافے یا مرنے کے اس رجحان کو پولرائزیشن کہا جاتا ہے اور الیکٹروڈز پولرائزڈ حالت میں ہوتے ہیں۔

لہذا، ہم مندرجہ ذیل مساوات کو دوبارہ لکھتے ہیں:

E Disch = E° – η۔

E Ch = E° + η۔

اس طرح یہ دیکھا جاتا ہے کہ ایک مادہ کے دوران

E Disch< E° اور

چارج کے دوران

ای چوہدری> E°

وولٹیج کے اس انحراف کی وجوہات کیا ہیں؟

اس انحراف کی چند وجوہات ہیں:

  1. اندرونی مزاحمت کی وجہ سے نقصان (IR) (η ohmic )
  2. عمل کے آغاز کے دوران دو الیکٹروڈز پر چارج ٹرانسفر کی وجہ سے ایکٹیویشن پولرائزیشن η t ۔
  3. الیکٹرولائٹ اور دیگر حصہ لینے والی پرجاتیوں (η c ) کی کمی کی وجہ سے ارتکاز پولرائزیشن۔

IR پولرائزیشن کی وجہ سے ہونے والے نقصانات کو الیکٹروڈ کرنٹ کلیکٹرز اور بہتر کنڈکٹیوٹی والے الیکٹرولائٹ کا استعمال کرکے کم کیا جا سکتا ہے۔ کم مزاحمت والا الگ کرنے والا بھی مدد کرے گا۔

ایکٹیویشن پولرائزیشن کا تعلق الیکٹروڈ کے فیز باؤنڈریز میں چارج کیریئرز کی منتقلی سے ہے اور اس عمل کو ٹرانسفر ری ایکشن کے طور پر نامزد کیا گیا ہے۔ دو الیکٹروڈز پر چارج ٹرانسفر ری ایکشنز کی وجہ سے ٹرانسفر اوور وولٹیج بیٹری الیکٹروڈز میں ایک مطابقت پذیر غیر محفوظ ڈھانچہ ہونے سے بہت زیادہ کم کیا جا سکتا ہے۔ مؤخر الذکر اصل اندرونی سطح کے رقبہ (بی ای ٹی سطح کا رقبہ، جس میں چھیدوں، دراڑوں اور دراڑوں کے علاقے شامل ہیں) کو بڑھاتا ہے جیسا کہ رد عمل کے لیے دستیاب طول و عرض، لمبائی اور چوڑائی کے ضرب سے حاصل ہونے والے ظاہری سطح کے رقبے کے برخلاف۔

موجودہ کثافت

اس کے نتیجے میں موجودہ کثافت کم ہو جاتی ہے (یعنی ایمپیئر فی مربع سینٹی میٹر)۔ اس طرح، 40% کی مجموعی پورسٹی والی پلیٹ ایکٹیویشن پولرائزیشن کی وجہ سے 50% پورسٹی والی پلیٹ کے مقابلے زیادہ نقصانات کا باعث بنے گی۔

ارتکاز پولرائزیشن (η c) زیادہ ہو گا اگر رد عمل کی مصنوعات (لیڈ سلفیٹ اور پانی کے مالیکیولز، لیڈ ایسڈ سیل کی صورت میں) کو الیکٹروڈ کی سطحوں سے دور منتقل نہیں کیا جاتا ہے تاکہ تازہ ری ایکٹنٹس کے لیے راستہ بنایا جا سکے (مثلاً الیکٹروڈ اور سلفیٹ آئنوں دونوں سے لیڈ آئنز۔ لیڈ ایسڈ سیل کی صورت میں الیکٹرولائٹ سے)۔ ηc خارج ہونے والے ردعمل کے اختتام کی طرف زیادہ واضح کیا جائے گا۔ سیل کے اندر، آئنوں کی نقل و حمل بازی اور منتقلی کے ذریعے کی جاتی ہے۔

پھیلاؤ ارتکاز میں فرق کی وجہ سے ہوتا ہے، جب کہ نقل مکانی برقی میدان کی قوتوں کی وجہ سے ہوتی ہے۔

پھیلاؤ الیکٹرولائٹ یا الگ کرنے والے کے بڑے حصے میں ہوسکتا ہے: چونکہ آئن ایک الیکٹروڈ پر پیدا ہوتے ہیں اور دوسرے الیکٹروڈ پر استعمال ہوتے ہیں، آئنوں کو الیکٹروڈ کے درمیان منتقل ہونا پڑتا ہے۔

یہ غیر محفوظ الیکٹروڈز میں بھی ہوتا ہے جب الیکٹرو کیمیکل رد عمل آگے بڑھتا ہے۔ رد عمل کی مصنوعات بازی کے ذریعہ فعال ماس کے اندر اپنے آخری مقام تک منتقل ہوسکتی ہیں۔

ہجرت کے ذریعہ مخصوص آئنک پرجاتیوں (چارج شدہ ذرات) کے ذریعہ کل کرنٹ کا حصہ ان کی منتقلی نمبر کا ایک فنکشن ہے۔ بائنری الیکٹرولائٹ میں، کیشنز اور اینونز میں منقسم ہو کر ٹرانسفر نمبرز کا تعلق مساوات سے ہوتا ہے۔

ɩ C + ɩ A = 1،

جہاں ɩ C + ɩ A cations اور anions کی نقل و حمل کی تعداد کو ظاہر کرتا ہے۔

منتقلی کی تعداد آئنوں کے ارتکاز اور درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ بائنری نمک کے محلول میں وہ تقریباً 0.5 کے قریب ہوتے ہیں۔ اس طرح دونوں آئنک پرجاتی آئنک چالکتا میں یکساں طور پر شریک ہیں۔

پروٹون (H + ) اور ہائیڈروکسیل آئنوں (OH ) کی اعلی ionic نقل و حرکت کی وجہ سے مضبوط تیزاب اور الکلیس میں اہم انحراف پایا جاتا ہے۔ بیٹری الیکٹرولائٹ سلفورک ایسڈ (H + اور HSO 2- 4 میں منقسم) اور پوٹاشیم ہائیڈرو آکسائیڈ (K + اور OH میں منقسم) کی قدریں ذیل میں دی گئی ہیں۔ 4

ι H + = 0 9; ɩHSO4 2- = 0 ۔ 1; ι K + = 0 22; ι OH- = 0 ۔ 78

ٹرانسفرنس نمبر اس بات کا پیمانہ ہے کہ موجودہ بہاؤ کی وجہ سے ہجرت سے مخصوص آئن کا ارتکاز کتنا متاثر ہوتا ہے۔ ایک چھوٹی قدر نقل مکانی کے عمل پر چھوٹے اثر و رسوخ کی نشاندہی کرتی ہے اور زیادہ قدر نقل مکانی کے عمل پر زیادہ اثر و رسوخ کی نشاندہی کرتی ہے۔

2. ڈی برنڈٹ، بیٹری ٹیکنالوجی ہینڈ بک میں، ایڈ۔ HA Kiehne، دوسرا ایڈیشن، 2003، Marcel Dekker, Inc., New York, Table 1.2.
3. جے ایس نیومین۔ الیکٹرو کیمیکل سسٹمز۔ اینگل ووڈ کلفس: پرینٹیس ہال، 1991، صفحہ 255۔
4. ایس یو فالک، اے جے سالکائنڈ۔ الکلائن اسٹوریج بیٹریاں۔ نیویارک: جان ولی اینڈ سنز، 1969، صفحہ 598

یہ واضح کرنے کے لیے، ہمیں یہ سمجھنا چاہیے کہ خارج ہونے والے مادہ کا رد عمل کس طرح آگے بڑھ رہا ہے۔ جیسے ہی بیٹری کے ٹرمینلز استعمال کرنے والے آلات سے منسلک ہوتے ہیں، الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے منفی پلیٹ سے مثبت ٹرمینل کی طرف بہنا شروع ہو جاتے ہیں۔ سیل کے اندر، چارج شدہ ذرات کا فرض ہے کہ وہ موجودہ بہاؤ کا خیال رکھیں۔ چارج شدہ ذرات پروٹون (H + ) اور bisulphate ions (HSO¯4 ) ہیں۔

خارج ہونے والے مادہ کے دوران، منفی HSO¯4 آئن (اس صورت میں، الیکٹرولائٹ سلفرک ایسڈ سے بیسلفیٹ آئن جو H + اور HSO¯4 کے طور پر الگ ہوجاتے ہیں) منفی پلیٹ کی طرف بڑھتے ہیں۔ ان منفی آئنوں کو فعال مواد، Pb، پیدا کرنے والی، لیڈ سلفیٹ، PbSO 4 کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ یہ رد عمل ایک مثبت چارج شدہ ہائیڈروجن آئن بھی پیدا کرتا ہے جسے پروٹون کہتے ہیں) جو ہجرت کر جاتا ہے۔ لیڈ ایکٹو مواد کے انوڈک رد عمل کے نتیجے میں جاری ہونے والے دو الیکٹران بیرونی سرکٹ کے ذریعے مثبت ٹرمینل تک پہنچتے ہیں۔

منفی پلیٹ یا منفی نصف سیل ردعمل: Pb + HSO¯4 ⇄ Pb 2+ + SO4 2- +H + + 2e E°= -0.35 V

دوطرفہ لیڈ آئن اور سلفیٹ آئن فوراً یکجا ہو کر لیڈ سلفیٹ بناتے ہیں اور لیڈ سلفیٹ کے طور پر منفی پلیٹ پر جمع ہو جاتے ہیں۔

اب تک، ہم نے منفی پلیٹ کے رد عمل کی تصویر دیکھی ہے۔

اب ہم دیکھتے ہیں کہ مثبت پلیٹ پر بیک وقت کیا ہوتا ہے۔

منفی پلیٹ سے الیکٹران، مثبت ٹرمینل تک پہنچنے کے بعد، مثبت فعال مارشل، PbO 2 کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں، تاکہ لیڈ سلفیٹ اور پانی کے دو مالیکیول بن جائیں۔

مثبت پلیٹ یا مثبت نصف سیل ردعمل: PbO 2 + 3H + + HSO¯4 + 2e ⇄ Pb 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O E° = 1.69 V

دو طرفہ لیڈ آئنز (Pb 2+ ) اور سلفیٹ آئنز ( ) فوراً یکجا ہو کر لیڈ سلفیٹ بناتے ہیں اور لیڈ سلفیٹ کے طور پر مثبت پلیٹ پر جمع ہو جاتے ہیں۔

تحلیل جمع یا تحلیل-برسات کا طریقہ کار

اس قسم کا ردعمل، جہاں سیسہ اور لیڈ ڈائی آکسائیڈ لیڈ آئن کے طور پر تحلیل ہو جاتے ہیں اور متعلقہ الیکٹروڈز پر فوری طور پر لیڈ سلفیٹ کے طور پر جمع ہو جاتے ہیں، تحلیل جمع یا تحلیل-برسات کے طریقہ کار کے ذریعے ہو رہا ہے۔

اب دو آدھے خلیے کے رد عمل کو ملا کر، ہمارے پاس ہے۔

منفی پلیٹ یا منفی آدھے خلیے کا رد عمل: Pb + HSO¯4 ⇄ Pb 2+ + SO4 2- +H + + 2e

مثبت پلیٹ یا مثبت نصف سیل ردعمل: PbO 2 + 3H + + HSO¯4 + 2e ⇄ Pb 2+ + SO4 2- + 2H 2 O

مجموعی طور پر یا کل ردعمل: Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ڈسچارج⇔Charge 2PbSO 4 + 2H 2 O

یہ رد عمل کا نظریہ 1881 میں گلیڈ اسٹون اور ٹرائب نے تجویز کیا تھا، لیکن لیڈ ایسڈ سیل کی ایجاد 1859 میں فرانسیسی ماہر طبیعیات ریمنڈ گیسٹن پلانٹ نے کی تھی۔

JH Gladstone and A. Tribe, Chemistry of the Planté and Fauré Accumulators, Nature , 25 (1881) 221 & 461.

JH Gladstone and A. Tribe, Chemistry of the Planté and Fauré Accumulators, Nature, 26 (1882) 251, 342 & 602; 27 (1883) 583

خارج ہونے والے مادے کا رد عمل اس وقت تک جاری رہے گا جب تک کہ تقریباً نصف فعال مواد لیڈ سلفیٹ میں تبدیل نہیں ہو جاتا ہے، جیسے کہ 20- یا 10-گھنٹے کی شرح اس وقت تک، فعال مواد کی مزاحمتی صلاحیت اس قدر بڑھ چکی ہو گی کہ مزید خارج ہونے کے نتیجے میں سیل وولٹیج میں بہت تیزی سے کمی آئے گی۔ عام طور پر، سیل وولٹیج کو فی سیل 1.75 V سے کم تک جانے کی اجازت نہیں ہے۔

80% ڈیپتھ آف ڈسچارج (DOD) سے زیادہ گہرے ڈسچارج بعد کے ریچارج کو مزید مشکل بنا دیں گے۔

جیسے ہی سیسہ خارج ہونے والے رد عمل کے دوران لیڈ آئنوں کے طور پر تحلیل ہوتا ہے، یہ سلفیٹ آئنوں کے ساتھ مل جاتا ہے اور منفی پلیٹ پر جمع ہو جاتا ہے۔ لیڈ آئن یا لیڈ سلفیٹ مالیکیول منفی پلیٹ سے زیادہ دور نہیں جاتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ پتلی سلفیورک ایسڈ محلول میں لیڈ سلفیٹ کی حل پذیری بہت کم ہے۔ یہ 1 ملی گرام فی لیٹر سے اوپر کی ترتیب میں ہے، لیڈ سلفیٹ میں دوطرفہ لیڈ آئنوں کا جمع ہونا ان جگہوں پر تیز تر ہوگا جہاں الیکٹرولائٹ کی زیادہ مقدار ہوتی ہے۔ جیسے جیسے خارج ہوتا ہے، الیکٹرولائٹ میں لیڈ سلفیٹ کی حل پذیری 4 ملی گرام فی لیٹر تک بڑھ جاتی ہے۔

ایسا اس لیے ہوتا ہے کہ تیزاب مزید خارج ہونے کی وجہ سے زیادہ پتلا ہو جاتا ہے اور ایسے پتلے تیزابوں میں لیڈ سلفیٹ کی حل پذیری زیادہ ہوتی ہے، 4 ملی گرام فی لیٹر تک۔
اس طرح جمع ہونے والا لیڈ سلفیٹ سطح اور دراڑ اور دراڑ دونوں پر مختلف سائز کے کرسٹل تک بڑھتا رہے گا۔ . فلم ساخت کے لحاظ سے منقطع ہوگی۔ ایک سست خارج ہونے والے عمل کے دوران، لیڈ سلفیٹ کی ساخت کی یہ منقطع شکل فعال مادوں کے اندرونی حصوں کو رد عمل میں حصہ لینے میں مدد دیتی ہے کیونکہ یہ ایک کھلا ڈھانچہ فراہم کرتا ہے جو آئنوں کے آسانی سے داخلے کی سہولت فراہم کرتا ہے۔ لہذا، خارج ہونے والا عمل پلیٹ کے اندرونی حصے میں گہرائی میں آگے بڑھ سکتا ہے.

اس کے برعکس، ڈسچارج کی بلند شرحوں پر، سطح کو ڈسچارج پروڈکٹ PbSO 4 کے ذریعے بلاک کر دیا جاتا ہے، جو بغیر کسی وقفے کے ایک مسلسل ڈھانچہ بناتا ہے۔ اس طرح، پلیٹوں کے اندرونی حصوں میں مزید ردعمل میں رکاوٹ پیدا ہوتی ہے اور اسی وجہ سے ہم زیادہ خارج ہونے والی شرح پر متوقع صلاحیت حاصل نہیں کر سکتے۔

لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی چارجنگ

چارجنگ ری ایکشن کے دوران، الٹا مظاہر ہوتا ہے، موجودہ بہاؤ الٹ جاتا ہے اور آکسیکرن ہوتا ہے۔
مثبت الیکٹروڈ پر رکھیں اور منفی الیکٹروڈ پر کمی۔

جدول 2

چارج اور خارج ہونے والے مادہ کے دوران دو الیکٹروڈ کی خصوصیات

الیکٹروڈ خارج کرنا چارج ہو رہا ہے۔
منفی پلیٹ غیر محفوظ (سپونجی) سیسہ
انوڈ
2 الیکٹران چھوڑ دیتا ہے۔
Pb -2e- → Pb2+
وولٹیج کم ہو جاتا ہے (کم مثبت ہو جاتا ہے)۔
PbSO4 میں تبدیل
~ 40% Pb + ~ 60% PbSO4
کیتھوڈ
2 الیکٹران جذب کرتا ہے۔
PbSO4 میں Pb2+ 2 الیکٹران لیتا ہے۔
وولٹیج کم ہو جاتا ہے (زیادہ منفی ہو جاتا ہے)
پی بی میٹل کو بازیافت کیا گیا۔
H2 زیادہ چارج کے دوران تیار ہوا۔
مثبت پلیٹ غیر محفوظ لیڈ ڈائی آکسائیڈ
کیتھوڈ
2 الیکٹران جذب کرتا ہے۔
Pb4+ (PbO2 سے) + 2e- → Pb2+
وولٹیج کم ہو جاتا ہے (کم مثبت ہو جاتا ہے)۔
PbSO4 میں تبدیل
~ 50% PbO2 + ~50% PbSO4
انوڈ
2 الیکٹران جاری کرتا ہے۔
PbSO4 میں Pb2+ PbO2 بن جاتا ہے۔
PbO2 میں دوبارہ تبدیل کیا گیا۔
وولٹیج بڑھتا ہے۔
O2 زیادہ چارج کے دوران تیار ہوا۔

شکل 1
چارج اور خارج ہونے والے رد عمل کے دوران لیڈ ایسڈ سیل کی صلاحیت کی قدروں کو تبدیل کریں۔
سیل وولٹیج ایک گالوانک سیل کے کام کے کسی بھی مرحلے پر دو قدروں کا مجموعہ ہے۔
اس طرح
سیل وولٹیج = مثبت الیکٹروڈ پوٹینشل – منفی الیکٹروڈ پوٹینشل
اس لیے
لیڈ ایسڈ سیل کا اوپن سرکٹ وولٹیج یا توازن وولٹیج = 1.69 – (-0.35) = 2.04 V
خارج ہونے والے مادہ کے اختتام پر یا اس کے قریب، سیل وولٹیج، EDisch = 1.50 – (- 0.20) = 1.70 V
چارج کے اختتام پر یا اس کے قریب، سیل وولٹیج، ECh = 2.05 – (-0.65) = 2.70 V

Change-value-of-potential.jpg

بیٹری چارجر - چارجنگ گتانک

ریچارج ایبل بیٹریوں کو پچھلے ڈسچارج میں خرچ کی گئی Ah صلاحیت واپس حاصل کرنے کے لیے چارج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

بیٹری کو پچھلی مکمل چارج شدہ حالت میں لانے کے لیے مطلوبہ Ah کی مقدار پہلے کے آؤٹ پٹ کے مقابلے میں 10 سے 15% زیادہ ہوگی۔ پچھلے آؤٹ پٹ سے چارج ان پٹ کے اس تناسب کو چارج گتانک کہا جاتا ہے۔

چارج گتانک = ان پٹ Ah / پچھلا آؤٹ پٹ Ah = ~ 1.1 سے 1.2۔

یعنی ثانوی رد عمل کی تلافی کے لیے تقریباً 10 سے 20 % اضافی Ah ڈالنا چاہیے، جو کہ پانی کو تقسیم کرنے والے اوور چارج ری ایکشنز اور گرڈ سنکنرن کے رد عمل سے تشکیل پاتے ہیں۔ اس کے علاوہ، اندرونی مزاحمت کی وجہ سے ایک چھوٹا سا حصہ کھو جائے گا.

بیٹری چارجر - لیڈ ایسڈ بیٹری کی چارجنگ کی کارکردگی

ایمپیئر گھنٹے کی کارکردگی

( ایک ایمپیئر آور یا کولمبک کارکردگی اور توانائی یا واٹ گھنٹے کی کارکردگی )

مندرجہ بالا دلائل سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ہمیں اس کی وضاحت کرنی ہوگی جسے "چارج کی کارکردگی” کہا جاتا ہے۔

ایمپیئر گھنٹے کی کارکردگی

انڈین اسٹینڈرڈ IS 1651 ٹیسٹ کے طریقہ کار کو اس طرح بیان کرتا ہے:

  1. مکمل طور پر چارج ہونے والی بیٹری کو دس گھنٹے کی شرح سے 1.85 وولٹ فی سیل کے اختتامی وولٹیج سے خارج کیا جائے گا۔
  2. عین مطابق Ah آؤٹ پٹ کا حساب لگایا جائے گا۔
  3. بیٹری اب اسی کرنٹ پر اتنے ہی ایمپیئر گھنٹے کے ساتھ ری چارج ہوتی ہے۔
  4. بیٹری اب پہلے کی طرح دوسرے ڈسچارج سے مشروط ہے۔
  5. آہ (کولمبک) کارکردگی = η آہ = دوسرے ڈسچارج کے دوران ڈیلیور کردہ آہ / آہ ان پٹ۔

توانائی یا واٹ گھنٹے کی کارکردگی

واٹ گھنٹے کی کارکردگی کا حساب ایمپیئر گھنٹے کی کارکردگی کو ضرب دے کر لگایا جائے گا جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے اوسط ڈسچارج اور ریچارج وولٹیج کے تناسب سے۔

توانائی یا واٹ گھنٹے کی کارکردگی = η Wh = η Ah * (میان ڈسچارج وولٹیج / اوسط چارج وولٹیج)

اسی شرح پر پچھلے ڈسچارج کے 100% کے برابر ان پٹ کی صورت میں لیڈ ایسڈ سیل کی چارجنگ کی ایمپیئر آور (یا کولمبک) کارکردگی تقریباً 95 فیصد کے برابر ہے اور توانائی یا واٹ گھنٹے کی کارکردگی تقریباً 85 فیصد ہے۔ -90% ہندوستانی معیارات (IS 1651) %90 کی کم از کم ایمپیئر گھنٹے کی کارکردگی اور 75% کی کم از کم واٹ گھنٹے کی کارکردگی بھی بتاتا ہے۔

چارجنگ کی کارکردگی منفی پلیٹ کے بجائے مثبت پلیٹ سے محدود ہے۔ جب مثبت الیکٹروڈ پر لیڈ سلفیٹ کا تقریباً تین چوتھائی حصہ لیڈ ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل ہو جاتا ہے اور پانی اندرونی پلیٹ کے غیر محفوظ ڈھانچے میں کافی تیزی سے پھیل نہیں سکتا تو آکسیجن کے ارتقاء جیسے ثانوی رد عمل رونما ہوتے ہیں۔ کچھ عرصے کے لیے، چارج کرنٹ PbSO 4 کو PbO 2 میں تبدیل کرنے کے بنیادی عمل اور ثانوی اوور چارج ری ایکشنز کے درمیان تقسیم کیا جاتا ہے۔ اگر چارجنگ کافی لمبے عرصے تک جاری رہتی ہے تاکہ تقریباً تمام لیڈ سلفیٹ لیڈ ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل ہو چکے ہوں گے تو تمام چارجنگ کرنٹ ثانوی رد عمل کے لیے جاتا ہے۔

بیٹری چارجر کا چارجنگ وولٹیج

جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا ہے۔

ای چوہدری> E°

لہذا، اس ردعمل کو آسان بنانے کے لیے ہمیں تھوڑا زیادہ وولٹیج فراہم کرنا ہوگا۔ عام طور پر، ایک اچھا چارجر چارج کرنے کے لیے کافی زیادہ وولٹیج کے ذریعہ ڈیزائن کیا جائے گا۔ یہ ایک اچھا اصول ہے کہ 2 V سیل کے لیے کم از کم 3 V فراہم کرنا چاہیے تاکہ سیل 2.7 V فی سیل کے وولٹیج تک پہنچ کر مکمل چارج حاصل کر سکے۔ لیکن ہمیں کیبل وغیرہ میں ہونے والے نقصانات کو مدنظر رکھنا چاہیے۔

اس لیے 12 V بیٹری کے لیے، بیٹری چارجر کو کم از کم 18 سے 20 V فراہم کرنا چاہیے۔

اگر اس وولٹیج کو 15 V سے کم کر دیا جائے تو بیٹری مکمل طور پر چارج ہونے والی حالت کو حاصل نہیں کر سکتی۔

ریچارج کے دوران: 2PbSO 4 + 2H 2 O → PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4
دونوں الیکٹروڈز پر لیڈ سلفیٹ لیڈ آئن کے طور پر تحلیل ہو جاتی ہے اور فوری طور پر منفی پلیٹ پر لیڈ کے طور پر اور مثبت الیکٹروڈ پر PbO2 کے طور پر جمع ہو جاتی ہے۔

مثبت پلیٹ میں

PbSO 4 + 2H 2 O → PbO 2 + 4H + +SO 4 ²- + 2e

الیکٹران مزید ردعمل کے لیے منفی پلیٹ کی طرف سفر کرتے ہیں۔

منفی پلیٹ میں

PbSO 4 + 2e → Pb +SO 4 ²-

چونکہ سلفیٹ آئن دونوں پلیٹوں پر دوبارہ پیدا ہوتے ہیں، اس لیے وہ پروٹون کے ساتھ مل کر سلفیورک ایسڈ بناتے ہیں اور اس لیے الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل بڑھ جاتی ہے۔

بیٹری گیسنگ

اب تک ہم نے چارجنگ کے عمل کے دوران صرف مفید ردعمل ہی دیکھے ہیں۔ لیکن اوورچارج ادوار میں کچھ ضمنی رد عمل یا ثانوی ردعمل ہوتے ہیں۔ دو اہم ثانوی یا ضمنی ردعمل ہیں:

  1. پانی کی الیکٹرولیسس اور
  2. مثبت گرڈ کی سنکنرن

ان ردعمل کو مندرجہ ذیل طور پر پیش کیا جا سکتا ہے:

پانی کا الیکٹرولیسس

2H 2 O → O 2 ↑ + 2H 2 ↑ (زیادہ فلڈ ، الیکٹرولائٹ لیڈ ایسڈ سیلز کی دونوں پلیٹوں پر)

مثبت پلیٹ سے آکسیجن اور منفی پلیٹوں سے ہائیڈروجن تیار ہوتی ہیں اور وینٹ پلگ ہولز کے ذریعے فضا میں پہنچ جاتی ہیں۔

لیکن ایک والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ بیٹری (VRLA) سیل میں، آکسیجن تیار ہوتی ہے، لیکن ہائیڈروجن نہیں۔ اس طرح تیار شدہ آکسیجن کو بھی باہر نکلنے کی اجازت نہیں ہے لیکن جاذب شیشے کی چٹائی (AGM) الگ کرنے والے میں دستیاب voids کے ذریعے پھیل جاتی ہے اور پانی کے مالیکیولز کو دوبارہ پیدا کرنے کے لیے منفی فعال مواد کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتی ہے۔ یہ وہ قدم ہے جو VRLA سیل کے لیے بغیر پانی کے بڑھنا ممکن بناتا ہے۔

2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e – بھوکے الیکٹرولائٹ یا VRLA خلیوں کی مثبت پلیٹ پر

لیڈ ایسڈ بیٹری میں مثبت گرڈ کا سنکنرن

دونوں قسم کے لیڈ ایسڈ خلیوں میں مثبت گرڈ سنکنرن اسی طرح ہوتا ہے:

گرڈ سنکنرن: Pb + 2H 2 O → PbO 2 + 4H + + 4e

اگر پلاٹینائزڈ پلاٹینم الیکٹروڈ کو کیتھوڈ بنایا جاتا ہے، تو ہائیڈروجن تقریباً الٹنے کے قابل ہوتی ہے۔

حل کی ہائیڈروجن صلاحیت۔ دوسرے الیکٹروڈز کے ساتھ، جیسے لیڈ، زیادہ منفی صلاحیت کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس ردعمل کے ہونے کے لئے.

جب تک کہ سیل وولٹیج 2.3 V کی قدر تک نہ پہنچ جائے، گیس نہ ہونے کے برابر ہے۔ لیکن گیسنگ 2.4 V فی سیل سے شروع ہوتی ہے۔ 2.4 V سے آگے، گیسنگ زیادہ ہے اور اس وجہ سے چارجنگ کی کارکردگی کم ہو جائے گی۔ 2.5 V پر، گیس بہت زیادہ ہو جائے گی، اور بیٹری الیکٹرولائٹ کا درجہ حرارت بڑھنا شروع ہو جائے گا۔ اب الیکٹرولائٹ کی تحریک فراہم کرنے کے لیے کافی گیسنگ ہے اور مخصوص کشش ثقل برابر ہونا شروع ہو جاتی ہے۔ جب بیٹری بیکار ہو تو، الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل اوپر کی سطح کی نسبت نیچے کی طرف تھوڑی زیادہ ہوگی۔ اگر خلیات لمبے ہوں تو یہ بڑھ جاتا ہے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کو کسی بھی شرح سے چارج کیا جا سکتا ہے جو ٹرمینلز پر ضرورت سے زیادہ گیس، اعلی درجہ حرارت اور بہت زیادہ وولٹیج کا باعث نہیں بنتی ہے۔ مکمل طور پر ڈسچارج ہونے والی بیٹری بغیر گیس کے چارجنگ کے آغاز میں اور وولٹیج اور درجہ حرارت میں قابل تعریف اضافے کے اعلیٰ شرح سے چارج جذب کر سکتی ہے۔

چارجنگ کے عمل کے کچھ وقت میں، جب تقریباً تمام لیڈ سلفیٹ کو مثبت پلیٹ میں لیڈ ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل کر دیا جاتا ہے، ثانوی رد عمل غالب ہوتا ہے۔ یہ پانی کے الیکٹرولیسس ردعمل اور مثبت گرڈ سنکنرن ہیں، جیسا کہ پہلے دیا گیا ہے۔

اس طرح کا مثبت گرڈ سنکنرن پہلے چارج سے تشکیل کے مرحلے (یا جار کی تشکیل کی صورت میں) سے شروع ہوتا ہے۔ یہ سنکنرن لیڈ ایسڈ بیٹری کی زندگی کا سب سے زیادہ نقصان دہ پہلو ہے۔ چونکہ مثبت گرڈ کا سنکنرن اس وقت ہوتا ہے جب بھی سیل زیادہ چارج والے علاقے میں داخل ہوتا ہے، اس لیے گرڈ کی ساخت کا ایک حصہ لیڈ ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل ہو جاتا ہے اور اس لیے ہر سنکنرن دور میں گرڈ کا وزن تھوڑا سا نیچے آتا ہے۔ بالآخر، ایک مرحلے پر پہنچ جائے گا جب گرڈ پر رد عمل کی جگہوں سے الیکٹران بس بار تک سفر نہیں کر سکتے، کیونکہ مسلسل گرڈ ڈھانچہ کی عدم دستیابی ہے۔

نتیجے کے طور پر، فعال مواد کا ایک حصہ توانائی کی پیداوار کے عمل میں حصہ نہیں لے سکتا اور صلاحیت میں کمی آتی ہے، جس سے بیٹری کی زندگی ختم ہو جاتی ہے۔

لیڈ ایسڈ سیلز کے مینوفیکچررز اس مسئلے کو کم کرنے کی کوشش کرتے ہیں جو کہ ایلوائینگ عناصر کو شامل کر کے لیڈ الائیز کی سنکنرن مزاحمت کو بڑھاتے ہیں۔ اس طرح کے کچھ مرکب اجزاء آرسینک (As) اور چاندی (Ag) جزوی فیصد میں ہیں۔ ایک اصول کے طور پر، As کی مقدار تقریباً 0.2% اور Ag تقریباً 0.03 سے 0.05% مثبت الائیوں میں ہوگی۔

بیٹری چارجر - موجودہ قبولیت کا مطلب

موجودہ قبولیت سیل کے ڈیزائن سے طے ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، اسی طرح کی Ah بیٹری زیادہ تعداد میں پلیٹوں کے ساتھ جمع کی گئی ہے (یعنی پلیٹیں پتلی ہوں گی)، سطح کے بڑھے ہوئے رقبے کی وجہ سے زیادہ چارجنگ کرنٹ کو قبول کر سکتی ہے۔ انفرادی پلیٹوں کی چارج افادیت کی پیمائش کے تفصیلی طریقہ کار کے لیے، قارئین کو K. پیٹرز کے ایک مضمون کا حوالہ دیا جاتا ہے۔. [8]

منفی پلیٹ کی چارج قبولیت مثبت پلیٹ سے زیادہ ہوتی ہے (شکل 1 دیکھیں) جس کی بنیادی وجہ اس کی موٹی، زیادہ کھلی اور تاکنا ساخت ہے جو پلیٹ کے اندرونی حصے میں تیزاب کے پھیلاؤ کو آسانی سے قبول کرتی ہے۔ متعدد ڈیزائن عوامل پر منحصر ہے، مثبت 70-80% SOC پر زیادہ چارج ہونا شروع ہوتا ہے۔ کچھ اندرونی پیرامیٹرک ڈیزائن کے عوامل تاکنا کی ساخت، حقیقی سطح کا رقبہ وغیرہ ہیں۔ دیگر بیرونی پیرامیٹرز ایمپیئر میں چارج کرنٹ، الیکٹرولائٹ کا درجہ حرارت وغیرہ ہیں۔

منفی پلیٹ کی چارج قبولیت زیادہ ہے اور یہ نسبتاً بعد کی مدت میں، 90% SOC [8] میں زیادہ چارج والے علاقے میں چلا جاتا ہے۔ K. Peters, AI Harrison, WH Durant, Power Sources 2. غیر مکینیکل الیکٹرو کیمیکل پاور سورسز میں تحقیق اور ترقی، Pergamon Press، New York, USA, 1970, pp. 1-16.]

[9. AM ہارڈمین، جرنل آف پاور سورسز والیوم۔ 23، سال 1988، صفحہ، 128]۔

Coulombic-efficiency.jpg

تاہم، کسی وقت، ثانوی رد عمل منفی الیکٹروڈ سے شروع ہوتا ہے، بنیادی طور پر ہائیڈروجن آئن (پروٹون) کو ہائیڈروجن گیس میں سادہ الیکٹران کی منتقلی کے ذریعے کم کرنا (-350 mV سے بہت کم پوٹینشل پر ہوتا ہے جو کہ منفی پلیٹ الٹنے کی صلاحیت ہے، E° قدر، تقریبا -0.6 سے 0.95 V پر:

2H + + 2e → H 2

منفی پلیٹ پر جمع ہونے والی ایسی ہی ایک اہم نجاست اینٹیمونی (Sb) ہے، جو کہ گرڈ میں اینٹیمونی کی نسبتاً زیادہ مقدار رکھنے والے خلیوں میں اینٹیمونی مائیگریشن نامی رجحان کی وجہ سے جمع ہوتی ہے۔ اگرچہ اینٹیمونی زیادہ تر لیڈ ایسڈ سیلز کے لیے گرڈ الائے کا ایک لازمی جزو ہے، لیکن اس کا سیل کی کارکردگی پر منفی اثر پڑتا ہے۔

چارجنگ کے سنکنرن مرحلے کے دوران (ہر سائیکل کے چارج کے اختتام کی طرف)، مثبت گرڈ انوڈک حملے کے تحت آتا ہے اور اینٹیمونی Sb 5+ آئنوں کے طور پر حل میں جاتا ہے، جس کا ایک حصہ مثبت فعال مواد کے ذریعے جذب ہوتا ہے جہاں یہ فروغ دیتا ہے۔ مقامی سیل کی تشکیل کی وجہ سے خود سے خارج ہونا۔ اس طرح تحلیل ہونے والی اینٹیمونی کا بقیہ حصہ کیتھوڈ کی سطح (منفی پلیٹ کی سطح) پر Sb 3+ کے طور پر جمع ہو جاتا ہے ("اینٹیمونی مائیگریشن” ) اور سیسے سے زیادہ ہائیڈروجن کم ہونے کی وجہ سے یہ ہائیڈروجن کے قبل از وقت ارتقا کا سبب بنتا ہے۔ بعد میں، گیس کے وسیع ارتقاء کے ادوار کے دوران، اینٹیمونی، سازگار حالات میں، کسی حد تک اسٹیبائن گیس (SbH 3 ) کے طور پر جاری ہوسکتی ہے، جب یہ پروٹون کے ساتھ مل جاتی ہے۔

سازگار حالات میں، آرسینک (As) کے ساتھ اسی طرح کا رد عمل آرسین (AsH 3 ) کے اخراج سے بھی ہو سکتا ہے، جو کہ ایک زہریلی گیس ہے۔ لہٰذا، اس ملاوٹ والے اجزاء کو قدرتی طور پر گریز کیا جاتا ہے جہاں سیلز کو بند ماحول میں استعمال کیا جاتا ہے، جیسے آبدوز۔

تھرموڈینامیکل طور پر، یہ بنیادی چارجنگ ری ایکشن کے مقابلے میں کم صلاحیت پر ہوتا ہے لیکن جیسا کہ مثبت الیکٹروڈ پر آکسیجن جنریشن کے ساتھ ہوتا ہے، لیڈ الیکٹروڈ پر ہائیڈروجن جنریشن کے لیے زیادہ پوٹینشل نسبتاً زیادہ ہے (تقریباً -0.650 V) اور اس لیے ریچارج بڑے پیمانے پر پہلے مکمل کیا جا سکتا ہے۔ ہائیڈروجن ارتقاء مکمل طور پر شروع ہوتا ہے.

یہ گیسیں سیل سے وینٹ پلگ ہولز کے ذریعے نکلتی ہیں۔ دونوں پلیٹیں ناپاکی کے اثرات سے زیادہ پوٹینشل پر متاثر ہوتی ہیں، اور اس طرح دونوں پلیٹوں کا بالکل موثر ری چارج ممکن نہیں ہے۔ مثال کے طور پر، اگر آپ آکسیجن کے ارتقاء کے رد عمل کی صلاحیت کو ہائیڈروجن ارتقاء کے ساتھ جوڑتے ہیں، تو ہمارے پاس

1.95 + (-0.95) = 2.9 V کثیر گیس کے ارتقاء کے لیے۔

ایک اور بات قابل غور ہے کہ بنیادی قوانین کے مطابق، پانی کو 1.23 V پر گلنا چاہیے اور آکسیجن کو اس پوٹینشل پر مثبت الیکٹروڈ پر تیار ہونا چاہیے۔ لیکن پریکٹیکل سیل میں ایسا نہیں ہوتا۔ اگر ایسا ہوتا ہے تو، لیڈ ایسڈ سیل کا استحکام خود ایک سوال ہوگا۔ معیاری مثبت پلیٹ پوٹینشل (E° = 1.69 V) تقریباً 0.46V وولٹیج سے اوپر ہے جس پر پانی کو گلنا چاہیے (1.23V)۔ وجہ ایک بار پھر اوور وولٹیج ہے۔ یعنی، سلفیورک ایسڈ محلول میں لیڈ ڈائی آکسائیڈ پر آکسیجن کے ارتقاء کے لیے وولٹیج 1.95V پر مثبت پلیٹ کی E° قدر سے کہیں زیادہ ہے۔

اس طرح سلفیورک ایسڈ کے محلول میں لیڈ ڈائی آکسائیڈ پر آکسیجن کے ارتقاء کے رد عمل کو روکا جاتا ہے، جو کہ مثبت پلیٹ کی E° قدر سے 0.26 V (1.95-1.69 = 0.26) اور پانی کے سڑنے کی صلاحیت (1.95-1.23 = 0.72V) سے تقریباً 0.72 V زیادہ ہے۔ اس لیے آکسیجن اس وقت تک تیار نہیں ہوتی جب تک کہ اوور وولٹیج کی قدر سختی سے خالص محلول میں نہ پہنچ جائے۔

اسی طرح، سلفیورک ایسڈ کے محلول میں سیسہ پر ہائیڈروجن کے ارتقاء کو سختی سے روکا جاتا ہے کیونکہ سیسہ پر ہائیڈروجن کی زیادتی ہوتی ہے۔ یہ زیادہ امکانی قدر تقریباً 0.6 V زیادہ منفی ہے اور سلفیورک ایسڈ محلول میں لیڈ کے الیکٹروڈ پوٹینشل کے معیار سے نیچے ہے، E° = -0.35V۔ اس لیے ہائیڈروجن ارتقاء کا رد عمل اس وقت تک منفی پلیٹ کے مکمل چارج میں رکاوٹ نہیں بنے گا جب تک کہ الیکٹروڈ کی قدر سختی سے خالص محلول میں -0.95V تک نہ پہنچ جائے۔ یہی وجہ ہے کہ منفی پلیٹ مثبت پلیٹ کے مقابلے میں بہتر چارج کی کارکردگی رکھتی ہے۔

لیکن، ایک عملی سیل میں، یہ مرحلہ اس وولٹیج سے بہت پہلے پہنچ جاتا ہے۔ درحقیقت، یہ 2.9 V کسی عملی خلیات میں بالکل بھی محسوس نہیں ہوتا، کیونکہ نجاست کی وجہ سے ہونے والے رد عمل غالب ہوتے ہیں اور اسی لیے حجم کے لحاظ سے گیس کا مکمل ارتقاء ہوتا ہے (H 2 : O 2 = 2:1) تقریباً 2.6 V پر حاصل کیا جاتا ہے۔ تاہم، اگر متاثر شدہ چارجنگ وولٹیج بہت زیادہ ہے، تو یہ 2.9 V کی قدر تک پہنچ سکتی ہے، خاص طور پر، Sb فری الائے بیٹریاں 2.8 V کی قدر حاصل کر سکتی ہیں اور انٹیمونیل کے ساتھ۔ سیلز کی قدر 0,2 V سے کم ہوگی، 2.6 V کا کہنا ہے۔

جیسے جیسے سائیکلنگ مزید آگے بڑھے گی، اینٹیمونیل سیلز کی صورت میں گیس کی قیمت بہت کم ہو جائے گی، جبکہ دوسرا سیل اس اثر سے تقریباً آزاد ہے۔ یہ زبردست کمی "اینٹیمنی مائیگریشن” نامی رجحان کی وجہ سے ہے جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا ہے۔

قدرتی طور پر، نئی اور سائیکل والی بیٹریوں کے وولٹیج کا فرق 250 mV سے 400 mV تک بڑھ جاتا ہے۔ اس کے نتیجے میں فعال مواد چارج کو قبول کرنے میں ناکام ہو جائے گا اور تقریباً تمام کرنٹ ہائیڈروجن اور آکسیجن پیدا کرتا ہے۔ شکل 3 اس پہلو کو واضح کرتا ہے۔ [10. ہانس ٹوفورن، باب 17، بیٹری ٹیکنالوجی ہینڈ بک میں تصویر 17.2، ایڈ۔ HA Kiehne، دوسرا ایڈیشن، 2003، Marcel Dekker، Inc.، New York.]

Battery-Charging-Duration-Hours.jpg

12v بیٹری چارجر کیسے کام کرتا ہے؟

بیٹری چارج کرنے کے لیے، مثبت آؤٹ پٹ لیڈ بیٹری کے مثبت ٹرمینل سے منسلک ہوتا ہے اور اسی طرح منفی کو منفی ٹرمینل سے منسلک کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد چارجر کو مناسب طریقے سے AC مین سپلائی سے جوڑا جاتا ہے۔

AC ان پٹ کو ایک ریکٹیفائر سرکٹ کے ذریعے DC میں تبدیل کیا جاتا ہے جس میں مطلوبہ وولٹیج میں تبدیل کرنے کے لیے ایک سٹیپ ڈاؤن ٹرانسفارمر ہوتا ہے۔ ایک ریکٹیفائر کرنٹ (AC) کے دو طرفہ متبادل بہاؤ کو یک طرفہ بہاؤ میں تبدیل کرتا ہے۔ اس طرح، یہ پورے بوجھ میں ایک مستقل قطبیت کو برقرار رکھتا ہے۔ کم وولٹیج کے AC کو DC میں درست کرنے کے لیے ایک برج ریکٹیفائر کنفیگریشن کا استعمال کیا جاتا ہے اور اسے ایک ہائی ویلیو الیکٹرولائٹک کپیسیٹر (فلٹرنگ سرکٹ) کے ذریعے مزید ہموار کیا جاتا ہے۔

اس فلٹر شدہ ڈی سی کو ایک الیکٹرانک سرکٹ میں کھلایا جاتا ہے جو وولٹیج کو ایک مستقل سطح پر ریگولیٹ کرتا ہے اور اسے چارج کی ضرورت والی بیٹری پر لگایا جاتا ہے،

چارجر میں کرنٹ (ایممیٹر)، وولٹیج (وولٹ میٹر) کے اشارے ہوتے ہیں، اور خاص صورتوں میں ٹائمر اور ایک ایمپیئر گھنٹے میٹر۔

بیٹری کارخانہ دار کی ہدایات کے مطابق چارج کی جاتی ہے۔

بیٹری چارج کرنے کا طریقہ کار - بیٹری چارجر

جس بیٹری کو چارج کرنے کی ضرورت ہے اسے باہر سے اچھی طرح صاف کیا جائے اور ٹرمینلز کو، سنکنرن کی مصنوعات کو ہٹانے کے بعد، اگر کوئی ہو تو، سفید ویسلین کی پتلی کوٹنگ دی جائے گی۔ الیکٹرولائٹ لیول بھی چیک کیا جائے گا۔ اس وقت ٹاپنگ کرنے کی ضرورت نہیں ہے جب تک کہ لیول الگ کرنے والوں کی اونچائی سے نیچے نہ ہو۔

بیٹری کو چارج کرنے کے لیے جس چارجر کا ارادہ کیا گیا ہے اس میں وولٹیج اور کرنٹ آؤٹ پٹ جیسی مناسب خصوصیات ہونی چاہئیں۔ مثال کے طور پر، ایک 12 V بیٹری کو کم از کم 18 V کے آؤٹ پٹ C وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے۔ کرنٹ کی ضرورت بیٹری کی صلاحیت اور اس وقت پر ہوتی ہے جس کے اندر بیٹری کو چارج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ عام طور پر، ایک بیٹری کو بیٹری کی Ah صلاحیت کے 0ne دسویں ایمپیئر پر چارج کیا جائے گا۔ اس طرح، 100 اے ایچ کی بیٹری کو نارمل چارجنگ کے لیے کم از کم 10 ایمپیئر آؤٹ پٹ درکار ہوگا۔ اگر اسے تیزی سے چارج کرنا ہے تو 15 ایمپیئر آؤٹ پٹ کی ضرورت ہوگی۔

مکمل طور پر خارج ہونے والی بیٹری کے لیے تقریباً 110 % صلاحیت کا ان پٹ درکار ہوتا ہے۔ لیکن، اگر بیٹری پہلے سے ہی جزوی طور پر چارج ہے، تو ہمیں SOC کو جاننا چاہیے۔ جو بھی ہو، چارج کی حالت کا تعین کرنے کے لیے وولٹیج اور مخصوص کشش ثقل دو اہم پیرامیٹرز ہیں جن کی نگرانی کی جانی چاہیے۔ مخصوص کشش ثقل کی قدر کو بیٹری پر لگے لیبل سے پڑھنا چاہیے۔ مکمل چارج شدہ بیٹری عام طور پر 16.5 V اور اس سے زیادہ تک پہنچ جائے گی، اگر یہ اچھی حالت میں ہے۔ اگر یہ ایک پرانی بیٹری ہے، تو اس وولٹیج تک آسانی سے نہیں پہنچا جا سکتا۔

یہ بنیادی طور پر الیکٹرولائٹ میں پانی کے الیکٹرولیسس کی وجہ سے گیس کے ارتقاء جیسے ثانوی رد عمل اور جمع شدہ لیڈ سلفیٹ کی وجہ سے پہلے سے تعمیر شدہ مزاحمت کی وجہ سے حرارتی اثرات کی وجہ سے ہے۔

بیٹری ربڑ کی شیٹ یا لکڑی کے بینچ جیسے موصل مواد پر رکھی جاتی ہے۔ چارجر لیڈ میں کرنٹ لے جانے کی مناسب صلاحیت ہونی چاہیے۔ عام طور پر، 1 ملی میٹر مربع تانبے کی تار 3 ایمپیئر ڈائریکٹ کرنٹ (DC) کو محفوظ طریقے سے لے جا سکتی ہے۔ اس بات کو یقینی بنانے کے بعد کہ چارجر آف پوزیشن میں ہے، چارجر لیڈز متعلقہ ٹرمینلز سے منسلک ہو جائیں گی، یعنی مثبت سے مثبت اور منفی سے منفی۔ وولٹیج، مخصوص کشش ثقل اور درجہ حرارت کی ریڈنگ کو لاگ شیٹ میں ریکارڈ کیا جائے گا، جس کا ایک ماڈل ذیل میں دیا گیا ہے:

بیٹری چارجنگ ریکارڈ ٹیمپلیٹ

Log-sheet-for-charging-a-battery-1.jpg

ریڈنگ ہر گھنٹے ریکارڈ کی جائے گی۔

کیڈیمیم ریڈنگ اس بات کی نشاندہی کرے گی کہ آیا کسی خاص پلیٹ نے مکمل چارج حاصل کر لیا ہے یا نہیں۔ کیڈیمیم ریفرنس الیکٹروڈ ایک موصل کیڈیمیم راڈ ہے جس میں تانبے کے تار اوپر کے سرے پر سولڈرڈ ہوتے ہیں۔ نیچے کا سرا الیکٹرولائٹ میں ڈوبا جائے گا، تاکہ یہ صرف مائع کو چھوئے، اور یہ پلیٹوں یا اندر کے دیگر لیڈ حصوں کے ساتھ رابطے میں نہیں آنا چاہیے۔

مکمل چارج شدہ مثبت پلیٹ کے لیے، کیڈمیم ریڈنگ 2.4 V اور اس سے زیادہ اور منفی پلیٹ کے لیے، مائنس 0.2 V اور اس سے کم ہوگی۔

جدول 4

لیڈ ایسڈ سیل میں رد عمل اور متعلقہ کیڈیمیم ممکنہ ریڈنگز

کیڈیمیم ممکنہ ریڈنگ

رد عمل ممکنہ قدریں۔ کیڈیمیم ریڈنگز
آکسیجن کے ارتقاء کی صلاحیت 2 H2O → O2 + 4 H+ + 4e- 1.95 سے 2.00 V 2.00 - (-0.4) = 2.4 وی
مثبت پلیٹ کا معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل PbO2/PbSO4/H2SO4 1.69 وی [1.69 – (-0.4) = 2.09 V]
مثبت پلیٹ کے خارج ہونے والے مادہ کا اختتام 1.40 سے 1.5 وی 1.40 – (-0.4) = 1.8 وی
1.50 – (-0.4) = 1.9 وی
معیاری ہائیڈروجن الیکٹروڈ پوٹینشل (SHE) 2H+ + 2e- → H2 0.00 وی 0.00 وی
منفی پلیٹ کے خارج ہونے والے مادہ کا اختتام -0.15، -0.20، -0.25 V (مختلف موجودہ کثافتوں کے لیے) -0.15 – (-0.4) = 0.25 وی -0.20 – (-0.4) = 0.20 وی -0.25 – (-0.4) = 0.15 وی
منفی پلیٹ کا معیاری الیکٹروڈ پوٹینشل Pb/PbSO4/H2SO4 -0.35 وی [-0.35 – (-0.4) = 0.05 V]
کیڈیمیم حوالہ الیکٹروڈ E° قدر Cd/Cd2+ -0.40 وی -0.40 وی
ہائیڈروجن ارتقاء کی صلاحیت 2H+ + 2e− →H2 (تجارتی سیل کے لیے) -0.60 وی -0.60 – (-0.4) = -0.20
ہائیڈروجن ارتقاء کی صلاحیت 2H+ + 2e− →H2 ایک خالص تجرباتی سیل کے لیے -0.95 وی -0.95 – (-0.4) = -0.55

بیٹری چارجر کے کام کرنے کا اصول

چارجنگ کے اختتام پر، ایک 12 V بیٹری 16.5 اور اس سے اوپر کا ٹرمینل وولٹیج حاصل کر سکتی ہے۔ ایک گھنٹے تک اس سطح پر ٹرمینل وولٹیج کو برقرار رکھنے کے بعد، چارجنگ کو ختم کیا جا سکتا ہے۔ جب بیٹری 16 کے قریب ہو۔ اگر ضرورت ہو تو 0 وی، منظور شدہ پانی شامل کیا جا سکتا ہے۔

چارجنگ کے اختتام کے قریب، بیٹری سے بھاری گیسنگ دیکھی جائے گی۔ چارجنگ روم کے قریب کھلی آگ نہ لائی جائے۔ گیسیں اپنے مرکب کے تناسب سے تیار ہوتی ہیں، یعنی ہائیڈروجن 2 حصے اور آکسیجن 1 حصہ۔ لہٰذا اگر ان گیسوں کو مناسب وینٹیلیشن کے بغیر چارجنگ ایریا میں جمع ہونے دیا جائے تو امکان ہے کہ کوئی چنگاری یا کھلی آگ گیسوں کو بھڑکا دے گی اور وہ دھماکہ خیز تشدد کے ساتھ مل کر بیٹری اور اس کے ارد گرد کے ماحول کو نقصان پہنچائیں گی اور آس پاس کے لوگوں کو بھی نقصان پہنچائیں گی۔ .

ہوا میں ہائیڈروجن کے دھماکہ خیز مرکب کی نچلی حد 4.1% ہے، لیکن حفاظتی وجوہات کی بنا پر ہائیڈروجن کو حجم کے لحاظ سے 2% سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ بالائی حد 74% ہے۔ زبردست دھماکہ تشدد کے ساتھ ہوتا ہے جب مرکب میں ان گیسوں کا سٹوچیومیٹرک تناسب ہوتا ہے (ہائیڈروجن کے 2 حصے آکسیجن کے 1 حصے)۔ یہ حالت اوور چارجنگ بیٹری کے اندر حاصل کی جاتی ہے جس میں وینٹ پلگ مضبوطی سے کور کے ساتھ جڑے ہوتے ہیں۔ اس لیے یہ مشورہ دیا جاتا ہے کہ وینٹ کے سوراخوں کے اوپر وینٹ پلگ ڈھیلے رکھیں اور مضبوطی سے نیچے نہ لگائیں۔

بیٹریاں چارج کرنے کے مختلف طریقے اور بیٹری چارجرز کی مختلف اقسام

اگرچہ لیڈ ایسڈ سیلز کو چارج کرنے کے مختلف طریقے ہیں، لیکن ان سب کا ایک مشترکہ مقصد ہے کہ رد عمل کی مصنوعات کو تبدیل کرنا، یعنی دونوں پلیٹوں پر لیڈ سلفیٹ کو متعلقہ فعال مواد میں، PbO 2 مثبت الیکٹروڈ پر اور Pb منفی الیکٹروڈ پر۔ .

2 PbSO 4 + 2 H 2 O → PbO 2 + Pb + 2 H 2 SO 4

چارجنگ رجیم میں کئی قسمیں ہیں۔ لیکن ان تمام طریقوں میں، صرف دو بنیادی اصول استعمال کیے گئے ہیں: مستقل کرنٹ اور مستقل وولٹیج چارج کرنے کے طریقے۔ دستیاب متعدد طریقے اپنے مقاصد کو حاصل کرنے کے لیے ان دو اصولوں کو یکجا کرتے ہیں۔

چارج کرنے کے مناسب طریقہ کا انتخاب قسم، ڈیزائن اور سروس کی شرائط اور چارج کرنے کے لیے دستیاب وقت پر منحصر ہے۔ چارج کرنے کے یہ تمام طریقے چارجنگ کے عمل کو کنٹرول کرنے اور ختم کرنے کے لیے بہت سے طریقے استعمال کرتے ہیں۔

ان طریقوں کو درج ذیل میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:

جدول 5

مختلف بیٹری چارجر اور بیٹری چارج کرنے کے طریقوں کی درجہ بندی

بیٹری چارج کرنے کے مختلف طریقے

مستقل کرنٹ پر مبنی طریقے (CC) مستقل وولٹیج پر مبنی طریقے (CV یا CP) امتزاج کے طریقے ٹیپر چارجنگ خاص طریقے
سنگل سٹیپ CC چارج کرنے کا طریقہ مستقل وولٹیج کا طریقہ CC-CV طریقہ سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ کا طریقہ 1. ابتدائی چارج
2. ایکویلائزیشن چارج
3. موقع چارج کرنا
4. گیس سے کنٹرول شدہ چارجنگ
5. ٹرکل چارجنگ
6. چارجنگ کو فروغ دیں۔
7. پلس چارجنگ
8. تیز یا تیز چارجنگ
دو قدمی CC چارج کرنے کا طریقہ موجودہ محدود یا ترمیم شدہ CV طریقہ دو قدمی ٹیپر چارج کرنے کا طریقہ

سنگل سٹیپ مستقل کرنٹ پر مبنی چارجنگ کا طریقہ (CC طریقہ) بیٹری چارجر

جب ریچارج کو مختصر وقت میں مکمل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے اور جب صارف آہ کے لحاظ سے ان پٹ کو جاننا چاہتا ہے، تو مسلسل چارج کرنے کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔ جب پچھلی آؤٹ پٹ معلوم ہو تو مستقل کرنٹ چارجنگ کو ترجیح دی جاتی ہے، تاکہ بیٹری کو 100% SOC پر واپس لانے کے لیے 5-10% زیادہ چارج مؤثر ثابت ہو۔ یہ اس بات کو بھی یقینی بنائے گا کہ صحیح ان پٹ دیا گیا ہے تاکہ بیٹری کی زندگی غیر ضروری اوور چارج سے بری طرح متاثر نہ ہو۔ اس طریقہ کے لیے عام ریچارج کا وقت 15 سے 20 گھنٹے ہے۔

اس طریقہ کار میں، چارجنگ کی پوری مدت میں کرنٹ کو مسلسل برقرار رکھا جاتا ہے۔

20 گھنٹے کی گنجائش کے 5 سے 10 % چارج کرنٹ کی سفارش کی جاتی ہے۔

چارجنگ کے دوران بیٹری کے پچھلے ای ایم ایف میں اضافے کی تلافی کے لیے، چارجنگ کرنٹ کو یا تو استعمال شدہ سیریز کی مزاحمت کو تبدیل کرکے یا ٹرانسفارمر وولٹیج کو بڑھا کر مستقل برقرار رکھنا ہوگا۔ عام طور پر، کرنٹ کو مستقل رکھنے کے لیے سیریز کی مزاحمت مختلف ہوتی ہے۔

یہ طریقہ چارج کرنے کا سب سے آسان اور کم خرچ طریقہ ہے۔ لیکن اس میں کم چارج کی کارکردگی کا نقصان ہے۔ یہ مزاحمت میں کچھ طاقت کے ضائع ہونے کی وجہ سے ہے اور جزوی طور پر بیٹری کے 2.5 V فی سیل تک پہنچنے کے بعد پانی کو تقسیم کرنے کے لیے استعمال ہونے والے کرنٹ کی وجہ سے ہے۔ بیٹری گیس ہونے لگتی ہے کیونکہ بیٹری تقریباً 70 سے 75 فیصد تک چارج ہوتی ہے۔ چارج کرنے کے اس طریقے کے نتیجے میں ہمیشہ ہلکی سی اوور چارجنگ ہوتی ہے اور خاص طور پر چارجنگ کے اختتام پر زوردار گیس۔

مسلسل-موجودہ چارجنگ کے طریقہ کار کے لیے ایک عمومی تصویر دی گئی ہے شکل 5 ۔ چارجنگ کی خصوصیات تصویر 6 میں دی گئی ہیں۔

Figure-5.jpg
Figure-6.jpg

دو قدم مسلسل چارج کرنے کا طریقہ بیٹری چارجر

دو چارجنگ ریٹ، سٹارٹنگ ریٹ اور فنشنگ ریٹ، دو سٹیپ کنسٹنٹ کرنٹ چارجنگ طریقہ میں استعمال ہوتے ہیں۔ تکمیل کی شرح عام طور پر شروع کی شرح کا نصف ہے۔ ختم کرنے کی شرح اس وقت شروع ہوتی ہے جب بیٹری گیسوں کو تیار کرنا شروع کر دیتی ہے۔ یہ عام طور پر ایک ترجیحی طریقہ ہے جو بیٹریوں کی بینچ چارجنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ چارجنگ کی خصوصیت کو شکل 7 [11 میں دیکھا جا سکتا ہے۔ پی جی بالاکرشنن، لیڈ سٹوریج بیٹریز، Scitech Publications (India) Pvt. لمیٹڈ، چنئی، 2011، صفحہ 12.8]

Figure-7.jpg

مستقل وولٹیج یا ممکنہ چارج کرنے کے طریقے بیٹری چارجر

مستقل وولٹیج یا پوٹینشل (CV یا CP) چارج کرنے کا طریقہ ایک سورس وولٹیج کا استعمال کرتا ہے جو چارجنگ کی پوری مدت میں مستقل سطح پر برقرار رہتا ہے۔ عام طور پر، یہ وولٹیج 2.25 اور 2.4 V فی سیل کے درمیان ہوگا۔

یہ طریقہ والو-ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ (VRLA) سیلز اور بیٹریوں کو چارج کرنے کا تجویز کردہ طریقہ ہے۔ VRLA بیٹری کو CV طریقہ سے چارج کرتے وقت پچھلے ڈسچارج کے ڈیپتھ آف ڈسچارج (DOD) کے بارے میں فکر کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ مینوفیکچرر کے تجویز کردہ CV چارج وولٹیج کا استعمال کرتے ہوئے VRLA بیٹریاں بغیر کسی نقصان دہ اثرات کے چارج کی جا سکتی ہیں۔ تقریباً تمام وی آر ایل اے بی مینوفیکچررز 0.25 سے 0.30 سی ایمپیئر کے ابتدائی کرنٹ کی تجویز کرتے ہیں۔

یعنی 100 Ah بیٹری کے لیے 25 سے 30 ایمپیئر کا ابتدائی کرنٹ منتخب کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ کرنٹ گہری خارج ہونے والی بیٹریوں کو چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جبکہ نچلا کرنٹ عام طور پر خارج ہونے والی بیٹری کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ کم چارجنگ وولٹیج کا اثر یہ ہے کہ چارج ہونے والی بیٹری کے مقابلے میں درجہ حرارت میں اضافہ کم ہوگا، زیادہ کرنٹ کے ساتھ، لیکن مکمل چارج ہونے میں زیادہ وقت لگے گا۔

چارجنگ کے اختتام پر، بیٹری کی وولٹیج متاثر وولٹیج کے ساتھ برابری حاصل کر لیتی ہے جو چارجنگ کرنٹ ٹیپرز کو بہت کم قیمت پر لے جاتی ہے۔ عالمی طور پر، آخر میں کرنٹ بیٹری کی صلاحیت کے ہر Ah کے لیے 2 سے 4 mA کی قدر تک پہنچ سکتا ہے۔ 2.25 سے 2.3 V فی سیل پر، مناسب طریقے سے بنائی گئی بیٹریوں میں گیس کا کوئی ارتقاء نہیں دیکھا جاتا۔ تاہم، گیسنگ 2.4 V فی سیل پر واضح ہوگی۔ 6V/1500 Ah VRLAB کے لیے 2.4 V فی سیل میں تیار ہونے والی گیس کا حجم 40-50 منٹ میں تقریباً 1000 ملی لیٹر ہے۔

شق 6.1.a کے مطابق جاپانی صنعتی معیار کے مطابق، JIS 8702-1:1998، چارج کا دورانیہ تقریباً 16 گھنٹے ہو گا یا جب تک کرنٹ 20 گھنٹے کی شرح کرنٹ (I 20 ) ایمپیئرز کے 10 فیصد سے زیادہ مسلسل دو گھنٹوں کے اندر تبدیل نہیں ہوتا[JIS 8702-1:1998] . مثال کے طور پر، اگر بیٹری کی 20-h کی گنجائش (اس کی بیٹری کے وولٹیج سے قطع نظر) 60 Ah ہے۔20 ، پھر چارج مکمل ہو جاتا اگر کرنٹ 300 ایم اے سے زیادہ تبدیل نہیں ہوتا ہے (یعنی I20 = 60 Ah /20 A = 3 A. لہذا، I کا 0.120 = 0.3A)

VR بیٹریوں کے CP چارج کی تفصیلات اعداد و شمار میں دکھائی گئی ہیں۔

چارجنگ کی کارکردگی مستقل موجودہ طریقہ سے بہتر ہے۔ اس طریقہ کار کا نقصان یہ ہے کہ اس کے لیے زیادہ کرنٹ والے ڈرین پر مستحکم وولٹیج کی ضرورت ہوتی ہے، جو مہنگا ہے۔ یہ طریقہ ٹیلی کمیونیکیشن اور UPS ایپلی کیشنز کے لیے اسٹیشنری سیلز کے فلوٹ آپریشن کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

Figure-8.jpg
Figure-9.jpg

تبدیل شدہ مستقل ممکنہ چارجنگ - بیٹری چارجر

صنعتی ایپلی کیشنز میں، اس طرح کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے جہاں چارجنگ سرکٹ نظام کا ایک لازمی حصہ ہے. مثالیں آٹوموبائل، UPS وغیرہ ہیں۔ کرنٹ کو محدود کرنے کے لیے ایک سیریز مزاحمت سرکٹ میں شامل ہے، جس کی قدر اس وقت تک برقرار رہتی ہے جب تک کہ پہلے سے طے شدہ وولٹیج حاصل نہ ہوجائے۔ اس کے بعد وولٹیج کو اس وقت تک برقرار رکھا جاتا ہے جب تک کہ بیٹری کو اسٹارٹنگ کرنٹ، ایمرجنسی پاور وغیرہ کی فراہمی کے لیے اپنا فرض ادا کرنے کے لیے بلایا جائے۔

فکسڈ سیریز ریزسٹنس کا انتخاب بیٹریوں میں سیلز کی تعداد اور ان کی ایمپیئر گھنٹے کی گنجائش اور چارجنگ کے لیے دستیاب مدت پر منحصر ہے۔ لاگو وولٹیج کو تقریباً 2.6 سے 2.65 وولٹ فی سیل پر مستقل رکھا جاتا ہے۔

جیسے جیسے چارجنگ آگے بڑھتی ہے، چارجنگ کرنٹ ابتدائی قدر سے گرنا شروع ہو جاتا ہے۔ جب وولٹیج بتدریج 2.35 سے 2.40 وولٹ فی سیل تک بڑھتا ہے، تو گیسنگ وولٹیج تیزی سے بڑھتا ہے اور اس وجہ سے چارج کرنٹ تیزی سے گرتا ہے۔

تبدیل شدہ مستقل ممکنہ چارج گہری سائیکلنگ بیٹریوں جیسے کرشن بیٹریوں کے لیے عام ہے۔ فیکٹریاں عام طور پر ایک مقررہ ڈسچارج-چارج ٹائم پروفائل کا استعمال کرتی ہیں جیسے فورک لفٹ ٹرک کا 6 گھنٹے کا آپریشن 80% کی گہرائی تک ڈسچارج (DOD) اور 8 گھنٹے کی مدت کا ری چارج۔ چارجر گیسنگ وولٹیج کے لیے سیٹ کیا گیا ہے اور شروع ہونے والا کرنٹ 15 سے 20 A فی 100 Ah تک محدود ہے۔ کرنٹ مستقل وولٹیج پر 4.5 سے 5 A فی 100 Ah کی فنشنگ ریٹ پر کم ہونا شروع ہوتا ہے، جسے چارج کے اختتام تک برقرار رکھا جاتا ہے۔ کل چارج ٹائم ٹائمر کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

بیٹری چارجر موجود ہیں جن میں بیٹریوں کو چارج مکمل ہونے کے بعد بھی اس سے منسلک رکھنے کا انتظام ہے تاکہ بیٹریوں کو مکمل طور پر چارج حالت میں رکھا جاسکے۔ یہ اس کی حالت کو برقرار رکھنے کے لیے ہر 6 گھنٹے میں مختصر مدت کی تازگی فراہم کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔

تفصیلات تصویر 12 میں دی گئی ہیں۔

Figure-10.jpg

امتزاج کے طریقے (CC-CV طریقے) - بیٹری چارجر

اس طریقے میں مستقل-موجودہ اور مستقل-ممکنہ چارجنگ کو ایک ساتھ ملایا جاتا ہے۔ اس طریقہ کو (IU) (I for کرنٹ اور U برائے وولٹیج) چارج کرنے کا طریقہ بھی کہا جاتا ہے۔ چارج کی ابتدائی مدت میں، بیٹری کو مستقل کرنٹ موڈ پر چارج کیا جاتا ہے جب تک کہ بیٹری گیسنگ وولٹیج تک نہ پہنچ جائے اور پھر اسے مستقل ممکنہ موڈ میں تبدیل کر دیا جائے۔ یہ طریقہ چارجنگ کے اختتام پر مسلسل کرنٹ چارج کرنے کے طریقے کے نقصان دہ اثر کو دور کرتا ہے۔

اس طریقے کی چارجنگ کی خصوصیات تصویر 11 میں دائیں طرف دکھائی گئی ہیں۔

Figure-11.jpg

ٹیپر چارجنگ - بیٹری چارجر

ٹیپر کے معنی نیچے ڈھلان کے ہیں۔ جیسا کہ اصطلاح واضح طور پر اشارہ کرتی ہے، کرنٹ کو سٹارٹنگ چارج وولٹیج کو تقریباً 2.1 V فی سیل پر طے کرکے اور 2.6 V فی سیل پر ختم کر کے، زیادہ قدر سے کم کرنے کی اجازت ہے۔ ان وولٹیجز پر موجودہ قدروں کے تناسب کو ٹیپر ویلیو کہا جاتا ہے۔

اس طرح، 2.1 V فی سیل پر 50 A کے آؤٹ پٹ کے ساتھ اور 2.6 V فی سیل پر 25 A کے آؤٹ پٹ کے ساتھ ایک چارجر کو 2:l کی ٹیپر خصوصیت کے طور پر بیان کیا گیا ہے۔

سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ اور ٹو سٹیپ ٹیپر چارجنگ کے طریقے ہیں۔

سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ - بیٹری چارجر

اس قسم کی چارجنگ میں، موجودہ ٹیپرز زیادہ شروع ہونے والی قیمت سے ختم ہونے کی شرح سے کم ہوتی ہیں، جو عام طور پر بیٹری کی 20 گھنٹے کی شرح کی گنجائش کا تقریباً 4 سے 5 فیصد ہوتا ہے۔ گیسنگ ایک ضروری رجحان ہے کیونکہ یہ الیکٹرولائٹ کے کثافت کے میلان کو برابر کرنے میں مدد کرتا ہے۔ یعنی، یہ استحکام کے رجحان کو بے اثر کرتا ہے۔ لہٰذا، فنشنگ کی شرح کافی زیادہ قیمت پر طے کی گئی ہے تاکہ اس عمل کو ہونے دیا جا سکے اور ساتھ ہی ساتھ مثبت گرڈز کو غیر ضروری طور پر خراب نہ کیا جا سکے۔ یہاں، چارجر آؤٹ پٹ وولٹیج ابتدائی طور پر تقریباً 2.7 وولٹ فی سیل پر سیٹ کیا جاتا ہے اور چارجنگ کی مدت کے اختتام پر اسے تقریباً 2.1 سے 2.2 وولٹ فی سیل تک لایا جاتا ہے۔

جب تک گیسنگ وولٹیج (تقریباً 2.4 V فی سیل) حاصل نہ ہوجائے (SOC = 75 سے 80%) چارجنگ کرنٹ کو آہستہ آہستہ کم کیا جاتا ہے اور اس کے بعد تیز رفتاری سے ٹیپر ہوجاتا ہے۔ عام طور پر، ٹیپر کا تناسب 2:1 یا 1.7 سے 1 کے تناسب پر طے ہوتا ہے۔ چارج کی تکمیل میں لگ بھگ 12 گھنٹے لگتے ہیں۔ گیسنگ وولٹیج تک پہنچنے کے بعد چارجنگ کی مدت کو ٹائمنگ ڈیوائس کو شامل کرکے کنٹرول کیا جاتا ہے جو گیسنگ وولٹیج تک پہنچنے پر کام کرنا شروع کر دیتا ہے۔

چارجنگ کا دورانیہ 8 سے 10 گھنٹے تک کم کیا جا سکتا ہے، لیکن شروع ہونے والے کرنٹ کو بڑھانا ہے، جو اس میں شامل اقتصادیات اور صارفین کی استطاعت پر غور کیے بغیر نہیں کیا جا سکتا۔

Figure-12.jpg

سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ کی چارجنگ خصوصیات تصویر 12 میں دکھائی گئی ہیں۔

Figure-13.jpg

دو قدم ٹیپر چارجنگ - بیٹری چارجر

چارج کرنے کا یہ طریقہ سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ جیسا ہے سوائے اس حقیقت کے کہ چارجنگ کا کل وقت تقریباً 8 سے 10 گھنٹے تک کم ہو جاتا ہے۔ چونکہ بیٹری گہرائی سے خارج ہونے پر تیز رفتار سے چارج قبول کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے، اس لیے پہلے مرحلے میں جب تک بیٹری گیسنگ کے مرحلے تک نہ پہنچ جائے ایک اعلی کرنٹ لگایا جاتا ہے۔ بیٹری کو واپس کرنے کے لیے تقریباً 70 سے 80% ایمپیئر گھنٹے پہلے مرحلے میں تیز رفتار سے بیٹری کو دیے جاتے ہیں اور باقی ایمپیئر گھنٹے دوسرے مرحلے میں فیڈ کیے جاتے ہیں۔

سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ کے ذریعے 12V، 500 Ah بیٹری کی چارجنگ کی خصوصیات تصویر 13 میں دکھائی گئی ہیں۔

ٹیپر چارجنگ کے طریقے کرشن بیٹریوں کو چارج کرنے کے لیے زیادہ مقبول ہیں جو عام طور پر گہرائی سے خارج ہوتی ہیں۔ الیکٹرک گاڑیوں کے فلیٹ آپریٹرز، مثال کے طور پر پوسٹل ڈیلیوری وین، دودھ کی ترسیل والی گاڑیاں، بیٹریوں سے بہترین ممکنہ کارکردگی حاصل کرنے اور اس میں شامل نقد رقم کی بڑی سرمایہ کاری کو بچانے کے لیے جدید ترین بیٹری چارجر کی ضرورت ہوتی ہے۔

ابتدائی چارج

ایک نئی لیڈ ایسڈ بیٹری کو چالو کرنے کی ضرورت ہے اور پہلی بار چارج ہونے کے اس عمل کو ابتدائی فلنگ چارجنگ کہا جاتا ہے۔ بیٹری الیکٹرولائٹ کی مطلوبہ مقدار سے بھری ہوئی ہے اور شپنگ کے لیے بھیجے جانے سے پہلے پوری طرح سے چارج ہو جاتی ہے۔ عام طور پر یہ ابتدائی چارجنگ مستقل کرنٹ چارجنگ کے طریقے سے کم کرنٹ پر طویل عرصے تک کی جاتی ہے جب تک کہ بیٹری مکمل چارج ہونے کے لیے 16.5 V یا اس سے زیادہ کا وولٹیج حاصل نہ کر لے۔

آج کل، یہ عمل بے کار ہو گیا ہے کیونکہ ہمیں فیکٹری سے چارج شدہ بیٹریاں استعمال کے لیے تیار ہوتی ہیں یا ڈرائی چارج شدہ بیٹریاں ملتی ہیں جن کے لیے صرف الیکٹرولائٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔

مساوات چارج

چارج سیل کو سیل کے فرق کو برابر کرنا ایک حقیقت ہے جسے قبول کرنا ہوگا۔ کوئی بھی دو خلیات تمام پہلوؤں میں ایک جیسے نہیں ہو سکتے۔ فعال مادی وزن میں فرق، الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل میں معمولی تغیرات، الیکٹروڈز کی پورسٹی وغیرہ کچھ اختلافات ہیں۔ ان وجوہات کی بنا پر، بیٹری کے ہر سیل کی اپنی خصوصیات ہوتی ہیں۔ ہر ایک کو قدرے مختلف چارج کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک بار چارج کو برابر کرنے سے بیٹری کی زندگی ختم ہوجاتی ہے۔ 12V آٹوموٹو بیٹریاں 14.4V پر تیرتی ہیں۔ مکمل طور پر چارج ہونے والی بیٹری کے لیے 16.5 V کے وولٹیج کی سطح کی ضرورت ہوتی ہے، جو گاڑی میں سروس کے دوران کبھی محسوس نہیں ہوتی۔

اس لیے آٹوموٹو بیٹری کی زندگی کو طول دینے کے لیے برابری چارج (جسے بینچ چارجنگ بھی کہا جاتا ہے) کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح، ایک بیٹری جو ہر چھ ماہ بعد وقفہ وقفہ سے بینچ چارج حاصل کرتی ہے، کم از کم 10-12 ماہ تک، بینچ چارج حاصل نہ کرنے والی بیٹریوں سے زیادہ زندہ رہ سکتی ہے۔ چارجز کو برابر کرنے کی فریکوئنسی اور حد کے بارے میں بیٹری بنانے والے کے ساتھ تبادلہ خیال کیا جانا چاہیے۔ پہلے سے پروگرام شدہ چارجرز کے ساتھ کبھی کبھی ایک ‘ایکویلائزنگ چارج’ ایک سوئچ کے ذریعے دستیاب ہوتا ہے جو ایک مسلسل کم کرنٹ فراہم کرتا ہے جو خلیات کے الیکٹرولائٹ کی وولٹیج اور رشتہ دار کثافت کو مستحکم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

اسی طرح، UPS ایمرجنسی پاور سپلائی بیٹریاں اور فورک لفٹ ٹرک بیٹریوں کو بھی اس طرح کے برابری چارجز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک انورٹر میں استعمال ہونے والی بیٹری صرف 13.8 سے 14.4 V تک چارج ہوتی ہے۔ جیسا کہ پہلے کہا گیا ہے، یہ بیٹری میں خلیات کے درمیان عدم توازن کو برابر کرنے کے لیے کافی نہیں ہے۔ یہ بیٹریاں، اگر وقتاً فوقتاً ایکویلائزیشن چارجز دی جائیں، تو زیادہ دیر تک زندہ رہیں گی۔

بیٹریوں کو ہر چھ ماہ بعد ایکولائزیشن چارج دیا جانا ہے۔ لیکن فورک لفٹ بیٹریوں میں استعمال ہونے والی کرشن بیٹریوں کو ہر چھٹے یا گیارہویں چکر میں ایک بار ایکویلائزیشن چارج دیا جانا چاہیے، اس بات پر منحصر ہے کہ بیٹریاں نئی ہیں یا پرانی ہیں۔ نئی بیٹریوں کو ہر 11 سائیکلوں میں ایک بار اور پرانی بیٹریوں کو ہر 6 ویں سائیکل پر ایک برابری چارج دیا جا سکتا ہے۔ اگر بیٹریاں روزانہ باقاعدگی سے مکمل چارجز وصول کرتی ہیں، تو برابری کے چارجز کی فریکوئنسی کو 10 ویں اور 20 ویں سائیکل تک کم کیا جا سکتا ہے۔ جب خلیات 2 سے 3 گھنٹے کی مدت میں وولٹیج اور مخصوص کشش ثقل کی ریڈنگ میں مزید اضافہ نہیں دکھاتے ہیں تو ایک برابری چارج ختم کر دیا جائے گا۔

Equalization charge پر ایک تفصیلی مضمون یہاں پڑھیں۔

موقع چارجنگ

جہاں ایک آف روڈ یا آن روڈ الیکٹرک گاڑی کو پوری شدت سے چلایا جا رہا ہو، بریک اور دیگر مختصر آرام کے دوران چارجر لگانا بھی گاڑی کی موثر ورکنگ شفٹ کو بڑھانے میں مدد کر سکتا ہے اور اس طرح ای وی کے ڈاؤن ٹائم کو کم کر سکتا ہے۔ مواقع چارجنگ وہ اصطلاح ہے جو دوپہر کے کھانے یا آرام کی مدت کے دوران اس طرح کی جزوی چارجنگ کو دی جاتی ہے۔

اس طرح کے مواقع چارجز بیٹریوں کی زندگی کو کم کرتے ہیں۔ بیٹری اس طرح کے چارج اور اس کے بعد خارج ہونے والے مادہ کو ایک اتلی سائیکل کے طور پر شمار کرتی ہے۔ جتنی ممکن ہو موقع چارجز سے گریز کیا جائے۔ نارمل چارجنگ 15 سے 20 A فی 100Ah صلاحیت فراہم کرتی ہے، جبکہ موقع چارجز 25 A فی 100Ah صلاحیت سے قدرے زیادہ کرنٹ فراہم کرتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے اور مثبت گرڈ کے سنکنرن کو تیز کرتا ہے۔ اور اس طرح زندگی کم ہو جائے گی۔

گیس سے کنٹرول شدہ چارجنگ

تیار شدہ ہائیڈروجن گیس کی تھرمل چالکتا چارج کرنٹ کی نگرانی کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ہائیڈروجن گیس، ایک بہت اچھا کولنٹ کسی گرم عنصر کو ٹھنڈا کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ حرارتی عنصر کی مزاحمت کی تبدیلی کرنٹ کو ریگولیٹ کرنے کے لیے استعمال کی جاتی ہے۔ کرنٹ کو ریگولیٹ کرنے کے لیے تھرمسٹر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بعض اوقات، سیل میں ہائیڈروجن گیس اور آکسیجن گیس کے دوبارہ ملاپ کی وجہ سے حرارتی اثر مناسب اتپریرک پر تیار ہوتا ہے جو کرنٹ کو ریگولیٹ کرنے کے لیے ہیٹ سوئچ چلانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

ٹرکل چارجنگ

مسلسل چارج میں، چارجر خود خارج ہونے اور وقفے وقفے سے خارج ہونے والے نقصانات کو برابر کرتا ہے۔ بحالی چارج خود خارج ہونے والے مادہ کی تلافی کرتا ہے۔ دو آپریٹنگ طریقوں کی خصوصیت مستقل ٹرمینل وولٹیجز سے ہوتی ہے:

مینٹیننس چارج 2.20 سے 2.25 V فی سیل

مسلسل چارج 2.25 سے 2.35 V فی سیل

بیٹری کی عمر اور حالت پر منحصر ہے، مینٹیننس چارج (ٹریکل چارج) کے دوران 40 سے 100 mA/100 Ah برائے نام صلاحیت کی موجودہ کثافت ضروری ہو سکتی ہے۔

مسلسل چارج کرنٹ کافی حد تک لوڈ پروفائل پر منحصر ہے۔ مینٹی نینس چارج پر بیٹریوں کو ہر بجلی کی بندش کے بعد دوبارہ چارج کیا جانا چاہیے۔ غیر منصوبہ بند بوجھ کے بعد مسلسل چارج ہونے والی بیٹریوں کا بھی یہی حال ہے۔

چارجنگ کو فروغ دیں۔

بوسٹ چارجنگ کا سہارا اس وقت لیا جاتا ہے جب خارج ہونے والی بیٹری کو ایمرجنسی میں استعمال کرنے کی ضرورت ہو جب کوئی دوسری بیٹری دستیاب نہ ہو اور SOC ہنگامی کام کے لیے کافی نہ ہو۔ اس طرح، لیڈ ایسڈ بیٹری کو دستیاب وقت اور بیٹری کے ایس او سی کے لحاظ سے تیز کرنٹ پر چارج کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ آج کل فاسٹ چارجرز دستیاب ہیں، اس لیے بوسٹ چارجنگ آج کل واقف ہے۔ عام طور پر اس طرح کے بوسٹ چارجرز 100A اور ٹیپرز 80A پر چارج ہونے لگتے ہیں۔ سب سے اہم بات یہ ہے کہ درجہ حرارت 48-50 ڈگری سینٹی گریڈ سے زیادہ نہیں ہونے دینا چاہیے۔

پلس چارجنگ

پلس کرنٹ چارجنگ کیا ہے؟

چارجنگ بہت مختصر دورانیے کے لیے کی جاتی ہے یعنی موجودہ وقت پر ملی سیکنڈ (ms) میں، اور اس کے بعد ایک بیکار مدت (ایم ایس میں آف ٹائم) ہوتی ہے۔ بعض اوقات پلس چارج سے پہلے خارج ہونے والا مادہ بھی ہو سکتا ہے۔

آٹوموٹو لیڈ ایسڈ سیلز کی تیز رفتار چارجنگ کے لیے ایک پلس کرنٹ تکنیک کا اطلاق کیا گیا ہے۔ مندرجہ ذیل نتائج پر پہنچے ہیں:

  • نبض شدہ موجودہ تکنیک انتہائی فائدہ مند اثرات مرتب کرسکتی ہے۔
  • یہ ری چارج کی شرح کو بہتر بناتا ہے۔
  • یہ لیڈ / ایسڈ بیٹریوں کی سائیکل زندگی کی کارکردگی پر فائدہ مند ہے، خاص طور پر جب 100 ms سے زیادہ کا وقت پر استعمال کیا جاتا ہے۔
  • مزید یہ کہ یہ تکنیک ان خلیوں کو بھی جوان کر سکتی ہے جن کو مسلسل کرنٹ چارجنگ کے ساتھ سائیکل کیا گیا ہے۔
  • ری چارجنگ کا وقت شدت کے آرڈر سے کم کیا جا سکتا ہے، یعنی ~10 گھنٹے سے ~1 گھنٹے تک
  • سائیکل کی زندگی کو تین سے چار کے عنصر سے بڑھایا جا سکتا ہے۔
Figure-14.jpg
  • سائیکل والی بیٹری پر پلس کرنٹ چارجنگ کا اطلاق (کیپیسٹی = 80% ابتدائی قدر) بیٹری کی صلاحیت میں بحالی کو جنم دے سکتا ہے۔
  • Pb-Sb اور Pb-Ca-Sn دونوں خلیوں میں مستقل کرنٹ چارجنگ کے ساتھ خارج ہونے والے مادہ کی اعلی شرح پر قبل از وقت صلاحیت کا نقصان ہوتا ہے۔

مزید تفصیلات کے لیے، قارئین اوپر دیے گئے لام اور دیگر کے مضمون کا حوالہ دے سکتے ہیں۔

سب میرین سیل پلس چارجنگ کا موضوع رہے ہیں [14۔ میلوین جیمز، جاک گرومیٹ، مارٹن روون اور جیریمی نیومین، جرنل آف پاور سورسز 162 (2006) 878–883 879]۔ مصنفین نے یہ نتیجہ اخذ کیا ہے۔

  1. پلس چارجنگ کے ساتھ صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ اس صلاحیت میں بہتری

نسبتاً نئے خلیات کے لیے ڈرامائی تھا۔ لیکن پرانے خلیات (4-5 سال کی عمر کے) کے لیے 15 یا اس سے زیادہ پلس چارج سائیکلوں کی ضرورت تھی اس سے پہلے کہ صلاحیت میں بہتری لائی جائے۔

  • پرانے خلیات کو شدید سلفیشن کا سامنا کرنا پڑا تھا، جس کے ٹوٹنے میں مزید چکر لگتے ہیں۔
  • کچھ سلفیشن کو ریورس کرنا ناممکن ہے۔
  • پلس چارجنگ کے استعمال نے یہ بھی اشارہ کیا کہ گیس کے چارج کو کافی حد تک کم کیا جا سکتا ہے۔
  • گیس کا ارتقاء نبض کی بڑھتی ہوئی تعدد کے ساتھ کم ہو جاتا ہے۔ یہ آکسیجن کے ارتقاء کے ساتھ زیادہ واضح ہے، جو آبدوز کی بیٹریوں کے لیے ایک اہم عنصر ہے جو مثبت پلیٹ کے سنکنرن کا شکار ہوتی ہیں کیونکہ گیس چارجنگ کے دوران آکسیجن مثبت پلیٹ سے تیار ہوتی ہے۔
  • سیل پر پلس چارجنگ کے اطلاق کے بعد، فائدہ مند اثرات برقرار رہتے ہیں حالانکہ روایتی چارج کے معمولات دوبارہ شروع کیے جاتے ہیں۔

عام پلس چارج پروگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے:

Figure-15.jpg
Figure-16.jpg

پلس چارجنگ کا اطلاق وقت کے ساتھ سلفیشن کو بننے سے روکنے میں مدد کر سکتا ہے۔ یہ مناسب چارجنگ اور دیکھ بھال کے ساتھ خلیوں میں سلفیشن کی تعمیر کو کم کرنے کے قابل ہوسکتا ہے اگر پلس چارجنگ کو شروع سے استعمال کیا جائے۔ سلفیشن کا ایک جمع جو پہلے ہی واقع ہو چکا ہے اس طریقہ کار سے تبدیل نہیں کیا جا سکتا۔ اگر خلیے مسلسل برابر یا زیادہ چارج کیے جاتے ہیں، تو یہ خلیات کو نقصان پہنچاتا ہے، ان کی صلاحیت اور زندگی کو کم کرتا ہے۔ Microtex آپ کی بیٹریوں کی مخصوص کشش ثقل کو باقاعدگی سے جانچنے کی تجویز کرتا ہے تاکہ یہ معلوم کیا جا سکے کہ وہ کتنی دیر تک چلیں گی، کسی بھی کمزور یا ناکام خلیات کی شناخت کریں، اور ان کی چارج کی حالت کی تصدیق کریں۔ سلفیشن بننے یا چارج کے عدم توازن کی صورت میں درج ذیل اقدامات پر عمل کیا جا سکتا ہے۔

تیز یا تیز چارجنگ - بیٹری چارجر

پچیس سال پہلے، یہ خیال کیا جاتا تھا کہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو زیادہ شرح پر چارج نہیں کرنا چاہئے کیونکہ مثبت فعال مواد کو ناقابل تلافی نقصان پہنچے گا۔ یہ خیال کیا جاتا تھا کہ تیز رفتار چارجنگ کے نتیجے میں گرڈ کے سنکنرن اور گیس کی ضرورت سے زیادہ سطحیں آئیں گی، جس کے نتیجے میں VRLA بیٹریاں جلد اور تیزی سے ناکام ہو جائیں گی۔

تیز رفتار چارج نہ صرف وقت اور توانائی کی بچت ثابت ہو رہا ہے بلکہ یہ گیس کو ختم کرتا ہے اور دیکھ بھال کو کم کرتا ہے۔ فاسٹ چارجنگ سب سے پہلے کورڈیش نے سال 1972 میں مہر بند Ni-Cd سیلز کے لیے تجویز کی تھی، [17۔ K. Kordesch, J. Electrochem. Soc., 113 (1972) 1053] بعد میں VRLA بیٹریوں کے لیے کینیڈا میں Norvik Technologies نے 1993 میں تیار کیا تھا۔

ان کے Minitcharger™ نے ثابت کیا کہ گہری خارج ہونے والی Ni-Cd بیٹریوں کا ری چارج 5 سے 10 منٹ میں [18] کیا جا سکتا ہے۔ جے کے نور، یو ایس پیٹنٹ 5,202,617(1993)]۔

1990 کی دہائی کے پہلے حصے میں، ویلریوٹ، نور، اور کامینکو، کینیڈا کے ایٹل نے اس ٹیکنالوجی کو روایتی لیڈ ایسڈ بیٹریوں میں ترقی دی [19۔ EM Valeriote, J. Nor, VA Ettel, Proc. پانچواں بین الاقوامی لیڈ ایسڈ بیٹری سیمینار، ویانا، VA، USA، 17-19 اپریل 1991، صفحہ 93-122]. سال 1994 میں، ویلریوٹ، چانگ، اور جوچیم نے ثابت کیا کہ یہ عمل پتلی پلیٹ VRLA بیٹریوں کے لیے بھی موزوں تھا [ M. Valeriote, TG Chang, DM Jochim, Proc. ایپلی کیشنز اور ایڈوانسز پر 9 ویں سالانہ بیٹری کانفرنس، لانگ بیچ، CA، USA، جنوری 1994، صفحہ 33-38 ] ۔

نوے کی دہائی کے اوائل سے یہ تکنیک ہر قسم کی کرشن بیٹریوں پر لاگو ہوتی رہی ہے [20۔ K. Nor اور JL Vogt, Proc. درخواست اور پیش رفت پر 13 ویں سالانہ بیٹری کانفرنس، 13-16 جنوری، 1998، لانگ بیچ، CA، 191-197]۔

1994 میں ایک MinitchargerÔ (Norvik Traction Inc.، Canada) کا استعمال کرتے ہوئے درج ذیل دو قسم کی ڈیپ سائیکلنگ ہائبرڈ لیڈ/ایسڈ بیٹریوں پر بہت تیز چارجنگ کے اثرات کا مطالعہ کیا گیا تھا ۔ TG Chang, EM Valeriote and DM Jochim, J. Power Sources 48 (1994) 163-175]۔

  • سیلاب زدہ ہائبرڈ بیٹریاں (جسے اس کام میں "AP” کہا جاتا ہے) میں 4.7% اینٹیمونیل الائے سے بنی ہوئی مثبت گرڈز تھیں اور ہائی کیلشیم-لو-ٹین الائے (Pb- 0.1 wt.% Ca) سے پھیلی ہوئی قسم کے منفی گرڈز تھے۔ -0.3wt.% Sn)۔ PAM کا وزن ~ 800 g، اور NAM ~ 540 g ہر سیل میں تھا۔ یہ ڈیپ ڈسچارج قسم کا تھا اور اس کی گنجائش 80 Ah 20 ، 54.4 Ah 5 اور 50.9 Ah 3 تھی)
  • گریویٹی کاسٹ پازیٹو گرڈ والی والو ریگولیٹڈ بیٹریاں کم اینٹیمونی الائے (Pb -1.5wt. % Sb-0.3wt. % Sn) سے بنائی گئی تھیں (اس بیٹری کو اس کام میں "ST” بیٹریاں کہا جاتا ہے)۔ کنفیگریشن 5P + 6N تھی۔ منفی گرڈز Pb-O.12wt سے کاسٹ کیے گئے تھے۔ %Ca-O.4wt.% Sn الائے۔ یہ بیٹریاں گہری سائیکلنگ ایپلی کیشنز کے لیے تھیں۔ بیٹریوں کی صلاحیت 54.5 Ah تھی۔5 اور 52.5 ھ 3

یہ پایا گیا کہ 5-منٹ/50%-ریچارج اور 15-منٹ/80%-ریچارج کی شرحیں دونوں ہی حاصل کی جا سکتی ہیں، سیلابی بیٹری کی صورت میں، درجہ حرارت میں کافی قابل قبول اضافہ کے ساتھ۔ 80% گہرائی سے خارج ہونے والے مادہ کے بعد، پہلے 40% چارج کے دوران گرمی کا غالب ماخذ اوہمک تھا، بہت زیادہ شرحوں پر واپس آیا، 300 A (5 سے 6 C 3 ایمپیئر)۔ بیٹری کے اندر درجہ حرارت کو غیر یکساں طور پر تقسیم کیا گیا تھا۔ اس کے بعد، غیر اومک پولرائزیشن آہستہ آہستہ زیادہ اہم ہو گیا. ہائبرڈ ری کمبینیشن بیٹری کے لیے، چارج کے بعد کے مراحل کے دوران آکسیجن سائیکل گرمی کا ایک اہم ذریعہ ہے، خاص طور پر پچھلی غیر اینٹیمونیل بیٹریوں کے مقابلے میں جن کی تحقیق کی گئی ہے [21 TG Chang، EM Valeriote اور DM Jochim, J. Power ذرائع 48 (1994) 163-175]۔

سیلاب زدہ اور VRLA بیٹریوں کی تیز رفتار چارجنگ

جدول 6۔

[21. TG Chang, EM Valeriote and DM Jochim, J. Power Sources 48 (1994) 163-175]۔]

بھری ہوئی بیٹری والو ریگولیٹڈ بیٹری
5-منٹ/50%-ریچارج اور 15-منٹ/80%-ریچارج کی شرحیں۔ جی ہاں جی ہاں
درجہ حرارت کا بڑھنا قابل قبول قابل قبول
گرمی کا ذریعہ اوہمک (40% چارج تک) چارج کے بعد کے مراحل کے دوران آکسیجن سائیکل گرمی کا ایک اہم ذریعہ ہے۔
چارج ہو رہا ہے۔ 2.45 V/سیل (14.7 V/بیٹری) کے مستقل مزاحمت سے پاک وولٹیج پر چارج کیا جاتا ہے۔ 2.45 V/سیل (14.7 V/بیٹری) کے مستقل مزاحمت سے پاک وولٹیج پر چارج کیا جاتا ہے۔
کرنٹ 250 سے 300 A (5 سے 6 C3 ایمپیئر) 250 سے 300 A (5 سے 6 C3 ایمپیئر)
ابتدائی 3 منٹ میں VRB سے 1 V زیادہ
موجودہ کمی 3 منٹ چارج ہونے کے بعد 300-A سطح سے گرنا شروع ہوا۔ 3 منٹ چارج ہونے کے بعد 300-A سطح سے گرنا شروع ہوا۔
درجہ حرارت اعلی اوہمک ہیٹنگ اور درجہ حرارت میں اضافے کی بہت زیادہ شرح؛ 4 منٹ کے بعد کم ہونا شروع ہوا۔ چارجنگ کے 4 منٹ کے بعد ہی کرنٹ کم ہونا شروع ہو گیا، اور چارجنگ کے بقیہ عرصے میں یہ فلڈ ٹائپ سے زیادہ تھا۔
جب VR بیٹری کے لیے کرنٹ کم ہوا تو درجہ حرارت میں اضافے کی شرح زیادہ ہو گئی۔ 6 منٹ کے بعد، اگرچہ درجہ حرارت اب بھی بڑھ رہا تھا، اضافے کی شرح میں کمی آنے لگی۔ تقریباً 20 منٹ چارج ہونے کے بعد ہی درجہ حرارت میں سست کمی شروع ہو گئی۔ اسی مستقل مزاحمت سے پاک وولٹیج کے ساتھ، VR بیٹری نے زیادہ کرنٹ قبول کیا، جس نے اور بھی زیادہ گرمی پیدا کی۔ آکسیجن سائیکل پر خرچ ہونے والی توانائی مکمل طور پر (100%) حرارت میں تبدیل ہو جاتی ہے، اس کے مقابلے میں صرف پانی کے گلنے کے لیے تقریباً 40%۔

تصویر 17۔ چارجنگ: V ref = 2.45 V/cell؛ موجودہ، I، =3OO A زیادہ سے زیادہ؛ DOD = 80%۔ [21. TG Chang, EM Valeriote and DM Jochim, J. Power Sources 48 (1994) 163-175.]

سیلاب زدہ اور VRLA بیٹریوں کی تیز چارجنگ کا موازنہ۔

Figure-17.jpg

جدول 7۔ MinitCharger ® کے ساتھ بیٹری کی زندگی

[22. K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. فیرون، اور ڈی ایم جوچیم، پراک۔ 13درخواست اور پیشرفت پر ویں سالانہ بیٹری کانفرنس ، جنوری 13-16، 1998، لانگ بیچ، CA، 173-178۔]

بیٹری کی قسم بیٹری سائیکل کی زندگی
روایتی بیٹری چارجر MinitCharger® ذریعہ
Ni-Cd خلیات، A ٹائپ کریں۔ 500 1400 INCO(1989)
Ni-Cd خلیات، B ٹائپ کریں۔ 450 1900 INCO(1996)
Ni-MH خلیات، A ٹائپ کریں۔ 400 1600 INCO (1996)
Ni-MH خلیات، قسم B 1500 4000 سے زیادہ INCO (1996)
لیڈ ایسڈ ٹریکشن بیٹری، VRLA قسم 250 1500 COMINCO (1997)

چانگ اور جوچم نے بھی اسی طرح کے نتائج حاصل کیے ہیں۔ انہوں نے 12V VRLA بیٹریاں (سرپلی زخم کی قسم) کو روایتی چارج اور تیزی سے چارج کرنے والے سائیکلنگ ٹیسٹوں کا نشانہ بنایا [21۔ TG Chang, EM Valeriote and DM Jochim, J. Power Sources 48 (1994) 163-175۔ 23. چانگ، ٹی جی، جوچیم، ڈی ایم، جے پاور ذرائع، 91 (2000) 177-192]۔ سائیکل کی زندگی روایتی چارج نظام کے لیے 250 سائیکل اور تیز رفتار چارج نظام کے لیے 1000 سائیکل تھی۔

بہت تیز چارج بڑی کامیابی کے ساتھ پورا ہوا ہے اور اس کے نتیجے میں اعلی زندگی ملی ہے۔ ایک سروے سے پتہ چلتا ہے کہ کامینکو ریسرچ ٹیم [22. K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. Ferrone, and DM Jochim, Proc. 13ویں ایپلیکیشن اور ایڈوانسز پر سالانہ بیٹری کانفرنس، 13-16 جنوری 1998، لانگ بیچ، CA، 173-178.] نے ایک سروے کیا اور ٹیم نے پایا کہ لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی تیس تجارتی طور پر دستیاب قسمیں 50 فیصد تک ری چارج ہونے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔ 5 منٹ، 15 منٹ میں 80%، اور 30 منٹ میں 100%۔ اس سلسلے میں، VRLAB کی کارکردگی سیلاب زدہ SLI بیٹریوں سے بہتر ہے۔

روایتی طور پر چارج شدہ مثبت فعال مواد بڑے ذرات اور متعدد بڑے سوراخوں کی خصوصیت رکھتے ہیں۔ تیزی سے چارج ہونے والی پلیٹوں میں کوئی بڑے ذرات، سوراخ یا خالی جگہ نہیں دیکھی گئی۔ روایتی طور پر چارج شدہ پلیٹوں نے PAM کے 2 m 2 /g سطحی رقبہ کی نمائش کی اور جو اعلی کرنٹ پر چارج کی گئی ان میں 900 چکروں کے بعد بھی 3 m 2 /g سطحی رقبہ کی قیمت دکھائی گئی [22۔ K. Tomantschger, EV Valeriote, JS Klarchuk, TG Chang, MJ Dewar, V. Ferrone, and DM Jochim, Proc. درخواست اور پیش رفت پر 13 ویں سالانہ بیٹری کانفرنس، جنوری 13-16، 1998، لانگ بیچ، CA، 173-178 ] ۔

مؤخر الذکر معاملے میں پی اے ایم صرف آہستہ آہستہ پھیلا اور اس کے نتیجے میں الگ کرنے والے اور منفی پلیٹ پر کم دباؤ ڈالا گیا، اس طرح سیپریٹرز اور NAM کثافت میں شارٹس کے "سویک تھرو” کے خطرے کو کم کیا گیا۔ تیز چارج کا ڈرامائی اثر یہ ہے کہ لائف سائیکل ٹیسٹ 12V/50Ah سرپل زخم VR LAB (جب 10 گھنٹے اور 15 منٹ کے چارج ریجیم کے تحت ٹیسٹ کیا جاتا ہے) کے تابع ہونے پر روایتی طور پر چارج ہونے والی بیٹریاں صرف 250 سائیکل (ابتدائی صلاحیت کے 80 فیصد تک) دے سکتی ہیں جبکہ فاسٹ چارج کے تحت چار گنا زیادہ سائیکل دے سکتے ہیں۔

روایتی اور تیز چارج شدہ پلیٹوں کی PAM اور NAM کی SEM تصاویر

Figure-18.jpg

اسی طرح کا نتیجہ PT Moseley [Journal of Power Sources 73 _1998 کے کاموں میں حاصل کیا گیا ہے۔ 122-126] ALABC-CSIRO پروجیکٹ نمبر۔ AMC-009)۔ VRLA بیٹریوں کی ہائی ریٹ بیٹری چارجنگ ایک اعلی سطحی ایریا کی شکل میں مثبت فعال مواد کو بحال کرتی ہے جس کی خصوصیت سوئی جیسی عادت سے ہوتی ہے اور جب بیٹری کو کم ریٹ پر ری چارج کیا جاتا ہے تو مثبت فعال مواد بڑے ذرات بناتا ہے۔

Figure-19.jpg

بیٹری چارجر کا خاکہ

Figure-20-1.jpg
Figure-21.jpg
Figure-22.jpg
Figure-23.jpg
Figure-24.jpg
Figure-25.jpg
Figure-26.jpg

آپ کتنی دیر تک بیٹری چارجر کو بیٹری پر چھوڑ سکتے ہیں؟

یہ دو عوامل پر منحصر ہے:

  1. چارجر لائیو ہے یا نہیں؟
  2. کیا چارجر میں وقفے وقفے سے ریفریشنگ چارج دینے کا انتظام ہے؟

اگر چارجر بند ہو تو، چارجر سے منسلک بیٹری کو چھوڑنے میں شاید کوئی حرج نہیں ہے، بشرطیکہ چارج کے کسی حصے میں کوئی خرابی نہ ہو، جیسے کہ AC تاروں کا غلط کنکشن چارجر کی طرف جاتا ہے۔

تاہم، اگر چارجر آن کیا جاتا ہے، تو بیٹری کو ترجیحی طور پر منقطع کر دینا چاہیے تاکہ زیادہ چارجنگ کے مضر اثرات بیٹری کی زندگی کو کم نہ کریں۔

چارجر میں وقفے وقفے سے ریفریشنگ چارج دینے کی صورت میں، کوئی بھی چارجر سے منسلک بیٹری کو چھوڑ سکتا ہے۔ اس سے بیٹری کو مکمل طور پر چارج شدہ حالت میں برقرار رکھنے میں مدد ملے گی اور جب بھی بیٹری کی ضرورت ہو اسے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

کار بیٹری چارجر کیسے کام کرتا ہے؟

آٹوموٹو برقی نظام مندرجہ ذیل اجزاء پر مشتمل ہے:

سٹارٹنگ، لائٹنگ اور اگنیشن سسٹم (SLI سسٹم) میں مکینیکل اور برقی دونوں پرزے/سامان ہوتے ہیں جو انجن کو کرینک کرنے اور گاڑی کو اچھی طرح سے چلانے کے لیے ہم آہنگی سے کام کرتے ہیں۔

اہم اجزاء ہیں:

  1. اگنیشن سوئچ
  2. 12V یا 24V کی بیٹری۔
  3. متعلقہ اجزاء کے ساتھ ہائی ٹارک ڈی سی سٹارٹر موٹر (یا کرینکنگ موٹر)
  4. الٹرنیٹر-ریکٹیفائر کا انتظام
  5. وولٹیج کنٹرولرز یا ریگولیٹرز (کٹ آؤٹ اور کٹ ان ریلے)

جب ڈرائیور اگنیشن سوئچ آن کرتا ہے، تو بھاری کرنٹ بیٹری سے سٹارٹر موٹر میں کنٹرول سرکٹ کے ذریعے بہتا ہے اور سٹارٹر موٹر پہیوں کو موڑ سکتی ہے اور اس طرح گاڑی حرکت کرنا شروع کر دیتی ہے۔

سٹارٹر موٹر کا مقصد انجن کو کچھ رفتار حاصل کرنے میں مدد کرنا ہے تاکہ یہ کام کر سکے۔ اس لیے سٹارٹر انجن کو گاڑی چلانے کے لیے مطلوبہ رفتار حاصل کرنے میں مدد کرتا ہے۔ اس کے مکمل ہونے کے بعد، اسٹارٹر مزید کارآمد نہیں رہتا ہے اور اس طرح بند ہوجاتا ہے۔

خودکار بیٹری چارجر میں، چارج کے تحت بیٹری کے وولٹیج کو سمجھنے کے لیے ایک وولٹیج سینسر سرکٹ شامل کیا جاتا ہے۔ جب بیٹری کا وولٹیج مطلوبہ بہترین سطح تک پہنچ جاتا ہے تو چارجر خود بخود بند ہو جاتا ہے۔

کرنٹ ایک ہی کیبل کے ساتھ بیٹری کے مثبت ٹرمینل سے چلنے والے جزو کی طرف جاتا ہے، اور کار کی دھاتی باڈی (جسے زمین بنایا جاتا ہے، بیٹری کا منفی ٹرمینل کار کی باڈی سے منسلک ہوتا ہے) کے ذریعے واپس بیٹری کی طرف جاتا ہے۔ جسم ایک موٹی کیبل کے ذریعے بیٹری کے ارتھ ٹرمینل (منفی ٹرمینل) سے جڑا ہوا ہے۔

سٹارٹر موٹر کو بیٹری کی طرف سے فراہم کردہ کرنٹ بیٹری کی صلاحیت سے 3 سے 4 گنا زیادہ ہے، 150 سے 400 ایمپیئر)۔ یعنی، بیٹری اسٹارٹر موٹر کو 3C سے 4C ایمپیئر کا کرنٹ فراہم کرتی ہے۔ لہذا، اس کرنٹ کو لے جانے والی کیبل کو کم سے کم وولٹیج ڈراپ کے لیے مناسب طریقے سے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔ آٹوموبائل اگنیشن سسٹم کے دو اہم کام کافی وولٹیج پیدا کرنا ہیں تاکہ یہ ہوا/ایندھن کے مکسچر کو جلانے کے لیے آسانی سے چنگاری پیدا کر سکے اور دوسرا یہ چنگاری کے وقت کو کنٹرول کرتا ہے اور اسے مناسب سلنڈر میں منتقل کرتا ہے۔ ایک عام آٹوموبائل اگنیشن سسٹم 12 وولٹ کے ذریعہ سے 20000 وولٹ اور 50000 وولٹ کے درمیان کہیں وولٹیج پیدا کرتا ہے۔

بیٹری کا سائز کار کی صلاحیت کے ساتھ مختلف ہوتا ہے۔ اس طرح، ماروتی 800 یا آلٹو جیسی چھوٹی کار کے لیے، 12V/33 Ah بیٹری استعمال کی جاتی ہے، جب کہ Tata یا Benz ٹرک کے لیے 12V یا 24V/180 Ah بیٹری استعمال کی جاتی ہے۔

جب انجن کام کر رہا ہوتا ہے تو آٹوموبائل چارجنگ سسٹم عام طور پر 13.5 اور 14.4 وولٹ کے درمیان وولٹیج پیدا کرتا ہے۔ یہ آٹوموبائل لائٹس، میوزک سسٹم، ہیٹر، انجن برقی نظام کو چلانے کے لیے برقی رو پیدا کرتا ہے۔ بہت پہلے، ڈی سی جنریٹر آٹوموبائل میں استعمال ہوتے تھے۔ 60 کی دہائی کے اوائل میں، الٹرنیٹر-ریکٹیفائر سسٹم نے ڈی سی جنریٹر کی جگہ لے لی کیونکہ اس کے دوسرے پر فائدے تھے۔ لیکن الیکٹریکل اور الیکٹرانکس میں ترقی کے ساتھ، تمام کاریں الٹرنیٹر-ریکٹیفائر انتظامات کا استعمال کرتی ہیں (AC پیدا ہوتا ہے اور DC میں تبدیل ہوتا ہے۔)

چنگاری اگنیشن انجنوں میں، کمپریشن اسٹروک کے اختتام پر کمپریسڈ ایئر فیول مکسچر کو بھڑکانے کے لیے ایک ڈیوائس کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگنیشن سسٹم اس ضرورت کو پورا کرتا ہے۔ یہ برقی نظام کا ایک حصہ ہے جو برقی کرنٹ کو مطلوبہ وولٹیج پر اسپارک پلگ تک لے جاتا ہے جو صحیح وقت پر چنگاری پیدا کرتا ہے۔ یہ ایک بیٹری، سوئچ، ڈسٹری بیوٹر اگنیشن کوائل، اسپارک پلگ اور ضروری وائرنگ پر مشتمل ہے۔

ایک کمپریشن اگنیشن انجن، یعنی ڈیزل انجن کو کسی بھی اگنیشن سسٹم کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، کیونکہ، ایندھن اور ہوا کے مرکب کی خود اگنیشن اس وقت ہوتی ہے جب کمپریشن اسٹروک کے اختتام پر اعلی درجہ حرارت پر کمپریسڈ ہوا میں ڈیزل انجکشن کیا جاتا ہے۔

بیٹری کو ختم ہونے سے روکنے کے لیے، مینوفیکچررز وولٹیج ریگولیٹر / کٹ آؤٹ استعمال کرتے ہیں۔ یہ بیٹری سے جنریٹر کو جوڑتا/منقطع کرتا ہے۔

جب جنریٹر کا آؤٹ پٹ بیٹری وولٹیج سے کم ہوتا ہے، تو یہ جنریٹر کو بیٹری سے منقطع کر دیتا ہے۔ اس کے برعکس، جب آؤٹ پٹ زیادہ ہوتا ہے، تو یہ جنریٹر کو واپس بیٹری سے جوڑتا ہے۔ اس طرح، یہ بیٹری کو سست انجن کی رفتار سے خارج ہونے سے روکتا ہے۔ جب بیٹری کا ٹرمینل وولٹیج تقریباً 14.0 سے 14.4 V تک پہنچ جاتا ہے۔ کٹ آؤٹ ریلے بیٹری کو چارجنگ سرکٹ سے منقطع کر دیتا ہے۔

کیا میں بیٹری چارجر کے ساتھ کار شروع کر سکتا ہوں؟

اگر کوئی موجودہ بیٹری کے ساتھ گاڑی کو اسٹارٹ نہیں کر سکتا تو چارجر سے مناسب ڈی سی وولٹیج چارجر لیڈز کو منسلک کر کے فراہم کیا جا سکتا ہے گویا وہ اسی طرح کی دوسری بیٹری کے ٹرمینلز ہیں۔ یہ بالکل ایسے ہی ہے جیسے کسی گاڑی کو جمپ سٹارٹ کرکے اسٹارٹ کرنا۔ اس کام کو کرنے سے پہلے مناسب احتیاط کرنی چاہیے۔ کسی پیشہ ور سے مدد لینی چاہیے۔

درخواست کی بنیاد پر بہترین چارجرز کون سے ہیں؟

انورٹر بیٹری چارجر

انورٹرز الیکٹریکل/الیکٹرانک ڈیوائسز ہیں جو گھروں یا چھوٹے اداروں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے DC کو بیٹریوں سے AC میں تبدیل کرتے ہیں۔ ریکٹیفائر ریورس فنکشن انجام دیتا ہے۔ یعنی ریکٹیفائر AC کو DC میں تبدیل کرتا ہے۔ DC بیٹری کو چارج کرنے اور کچھ آلات کو چلانے کے لیے درکار برقی رو کی قسم ہے۔

گھریلو انورٹرز میں عام طور پر ایک یا دو 12 V بیٹریاں ہوتی ہیں جو انفرادی گھروں کی بجلی کی ضروریات پر منحصر ہوتی ہیں۔

بلاتعطل پاور سپلائی (UPS) ایک ایسا ہی آلہ ہے، لیکن مینز پاور فیل ہونے اور UPS کے دوبارہ شروع ہونے کے درمیان وقت کا وقفہ فوری ہے (صفر وقت کی تاخیر)، جب کہ ایک انورٹر میں وقت کی تاخیر 10-20 ملی سیکنڈ ہوتی ہے۔ کچھ پیداواری یونٹس اور بینکوں میں، اس تاخیر کے نتیجے میں صارفین اور بینکاروں کو بہت زیادہ نقصان اور شرمندگی کا سامنا کرنا پڑے گا۔ مثال کے طور پر، گھریلو ڈیسک ٹاپ کمپیوٹر میں، انورٹر سے منسلک ہونے پر اسکرین بلیک آؤٹ ہو جائے گی، جب کہ یو پی ایس کی صورت میں آپ کو بجلی ختم ہونے کا احساس نہیں ہوتا ہے۔

جیسا کہ ہم اچھی طرح جانتے ہیں کہ اگر بیٹریاں 14.4 V فی 12 V بیٹری سے زیادہ وولٹیج پر چارج کی جاتی ہیں تو، ٹرمینلز اور کنیکٹرز کے ارد گرد سنکنرن کی مصنوعات کی تشکیل کے علاوہ، بیٹریوں سے بدبودار بدبودار دھوئیں اور ناپسندیدہ سڑے ہوئے انڈوں کی بدبو نکلے گی۔ جو صارفین کے لیے تکلیف دہ ہو سکتا ہے، اس لیے ان بیٹریوں کو تقریباً 14.0 V سے زیادہ آن چارج وولٹیج حاصل کرنے کی اجازت نہیں ہے اور ترجیحی سیٹنگ ویلیو 13.8 V ہے۔ چارج وولٹیج کم ہونے کی وجہ سے، الیکٹرولائسز کی وجہ سے پانی کا نقصان بھی ہوتا ہے۔ کم ہوا، جس کے نتیجے میں منظور شدہ پانی کے ساتھ دو ٹاپ اپس کے درمیان طویل وقفے ہوتے ہیں۔ اور فلٹرز کے ساتھ مکمل لہر کی اصلاح ایک اچھا اضافہ ہے۔

کاروں کے لیے بیٹری چارجر

آٹوموبائل الیکٹریکل سسٹم جہاز پر SLI بیٹری کی چارجنگ کا خیال رکھتا ہے۔ جیسا کہ تبدیل شدہ چارجنگ مستقل امکانی چارجنگ کے تحت بحث کی گئی ہے، سسٹم میں ایک مزاحمت ہے جو سیریز میں ابتدائی اضافے کو قابل اجازت حد کے اندر رکھنے کے لیے شامل ہے۔ 12 V بیٹری کے لیے زیادہ سے زیادہ چارجنگ وولٹیج 14.0 سے 14.4 V ہے۔ SLI بیٹری ایک اتلی سائیکل والی بیٹری ہونے کی وجہ سے جب بھی وولٹیج پہلے سے طے شدہ سطح پر آجاتی ہے چارج وصول کرتی ہے۔

چارج کرنے کے لیے، بیٹری الٹرنیٹر کے اسٹیٹر سے ایک الیکٹرونک ڈیوائس کے ذریعے منسلک ہوتی ہے جسے ڈائیوڈ کہتے ہیں، جو صرف ایک سمت میں بہاؤ کی اجازت دیتا ہے، یعنی اسٹیٹر سے بیٹری کی طرف کرنٹ آنے کی اجازت دیتا ہے نہ کہ الٹرنیٹر کے بیکار ہونے پر الٹی سمت میں۔ .

لہذا، یہ بیٹری پیک کے ناپسندیدہ مادہ کو روکتا ہے.

کٹ آؤٹ ریلے چارجنگ سسٹم اور بیٹری کے درمیان سرکٹ بریکر کے طور پر کام کرتا ہے جب الٹرنیٹر کوئی کرنٹ پیدا نہیں کر رہا ہوتا ہے۔ یہ بیٹری کو خارج ہونے سے روکتا ہے اگر جنریٹر کام نہ کر رہا ہو یا بہت کم رفتار سے چل رہا ہو۔

وقتاً فوقتاً پانی کا اضافہ بیٹریوں کے پہلے ورژن میں دیکھ بھال کی ضرورت ہے۔ لیکن، جدید بیٹریوں میں گیس کی سطح کم ہوتی ہے اور پانی کا اضافہ تقریباً ختم ہو جاتا ہے، یا 12 سے 18 ماہ میں ایک بار۔

اسٹیشنری ایپلی کیشنز کے لیے بیٹری چارجر

ایک اسٹیشنری بیٹری کئی تنصیبات میں ہنگامی بجلی کی فراہمی کا ذریعہ ہے، جہاں سیکنڈ کے ایک حصے کے لیے بھی بجلی کی فراہمی میں وقفہ قابل برداشت نہیں ہے۔ بڑی بیٹری کی تنصیبات جو صرف بہت کم وقت کے لیے بجلی کی فراہمی کے لیے طلب کی جاتی ہیں، انہیں اسٹیشنری یا اسٹینڈ بائی یا ہنگامی بجلی کی فراہمی کہا جاتا ہے۔ وہ افادیت، سوئچ گیئر، اور دیگر صنعتی ماحول میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح کی بیٹریاں ابتدائی مدت تک بجلی فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں جب تک کہ وہ جنریٹر شروع نہ کر سکیں تاکہ یہ کام سنبھال سکے۔

اگرچہ اس ایپلی کیشن کے لیے کئی قسم کی لیڈ ایسڈ بیٹریاں (فلیٹ پلیٹ بیٹریاں، پلانٹ بیٹریاں، مخروطی پلیٹ بیٹریاں، وغیرہ) اور نکل کیڈمیم (Ni-Cd) بیٹریاں دستیاب ہیں، لیکن زیادہ تر صارفین فلڈ ٹائپ ٹیوبلر اسٹیشنری بیٹریوں کو ترجیح دیتے ہیں۔ اس مقصد کے لیے، خاص طور پر، OPzS قسم۔

سٹیشنری بیٹری بینک کی سب سے اہم خصوصیت نارمل مینز کی خرابی کی صورت میں بیٹری پاور کی فوری فراہمی ہے۔ اس کی وجہ سے بیٹری کو ہمیشہ مکمل طور پر چارج شدہ حالت میں ہونا چاہیے۔ لہذا، چارجنگ سسٹم اہمیت حاصل کرتا ہے. اس کا انحصار بہت اہم ہے۔

یہ بیٹریاں مستقل ممکنہ موڈ کے ذریعہ فلوٹ چارج ہوتی ہیں۔ وہ 24، 48، 72، 120 اور 130 V کے وولٹیج گروپس میں آتے ہیں۔ صلاحیت 40 Ah سے لے کر چند ہزار ایمپیئر گھنٹے تک ہو سکتی ہے۔

6 سے 50 ایم پی ایس ڈی سی۔ بلٹ ان الارم ہائی ڈی سی وولٹیج، کم ڈی سی وولٹیج، مثبت اور منفی گراؤنڈ فالٹ، اور ڈسچارج کے اختتام کے لیے شامل ہیں۔ صنعتی بیٹری چارجر میں ڈیجیٹل کنٹرول اور LCD ڈسپلے ہوتا ہے۔ متعدد حفاظتی خصوصیات شامل ہیں جیسے تمام فیلڈ ٹرمینلز پر تاروں کا تحفظ اور مکمل AC ان پٹ اور DC آؤٹ پٹ پروٹیکشن

بیٹری چارجر خریدنے کے لیے آسان ہدایات

بیٹری چارجر کے انتخاب کے لیے درج ذیل رہنما اصول ہیں:

  • چارج ہونے والی بیٹری کا وولٹیج جانیں۔ لیڈ ایسڈ سیل کے لیے، ہر سیل کے لیے، تسلی بخش اور نارمل چارجنگ کے لیے 3 وولٹ درکار ہیں۔ اس طرح، 12 V بیٹری کے لیے، ٹرمینلز پر 20 V DC آؤٹ پٹ والا چارجر خریدیں۔
  • ایمپیئر کی تفصیلات پر آتے ہیں (یعنی کرنٹ): بیٹری کے لیبل سے، بیٹری کی صلاحیت معلوم کریں۔ اگر صلاحیت 10 گھنٹے کی شرح پر 100 Ah ہے، تو 10% کرنٹ آؤٹ پٹ کافی ہے۔ لہذا، 10 A چارجر تجویز کیا جاتا ہے. لیکن آپ 15 A کا چارجر بھی لے سکتے ہیں۔ پھر لاگت زیادہ ہو جائے گا. فائدہ یہ ہے کہ بیٹری کو کم وقت میں چارج کیا جاسکتا ہے۔ بیٹریاں ابتدائی ادوار میں زیادہ کرنٹ جذب کر سکتی ہیں۔ لہذا، آپ اسے پہلے 50% ان پٹ کے لیے 15 A پر چارج کر سکتے ہیں اور پھر کرنٹ کو کم کر کے نارمل %.
  • چارجر ڈیجیٹل یا اینالاگ وولٹ میٹر اور امیٹر سے لیس ہوسکتا ہے۔ ایک اضافی سہولت ڈیجیٹل آہ میٹر ہوگی۔ اس کے علاوہ، ریورس polarity تحفظ شامل کیا جا سکتا ہے. یہ بیٹری اور چارجر دونوں کی حفاظت کرے گا۔
  • فلٹرز والا فل ویو ریکٹیفائر بیٹریوں سے لمبی زندگی حاصل کرنے کے لیے اچھا ہے۔ اس طرح کا چارجر کم AC لہریں پیدا کرے گا اور اس لیے مثبت گرڈز کا سنکنرن اور چارجنگ کے دوران الیکٹرولائٹ کے درجہ حرارت میں اضافہ کم ہوگا۔
  • خلاصہ کرنے کے لیے، 12 V/100 Ah بیٹری کے لیے، ڈیجیٹل میٹرز کے ساتھ 20V/10 ایمپیئرز کا چارجر اور فل ویو رییکٹیفیکیشن اور ریورس پولرٹی پروٹیکشن کے ساتھ فلٹرز ایک اچھی خرید ہے۔

ٹرینوں کے لیے بیٹری چارجر

[حوالہ جات: SG TL اور AC کوچز کے 25 kW/4.5kW الیکٹرانک ریکٹیفائر کم ریگولیٹر یونٹ (ERRU) پر ہینڈ بک،) ستمبر 2019۔ "جنرل سروسز: ٹرین لائٹنگ”، انسٹی ٹیوشن آف ریلوے الیکٹریکل انجینئرز (IREE)، حکومت ہند کی طرف سے، وزارت ریلوے، ستمبر 2010۔]

آپ جہاں بھی جائیں بجلی کی ضرورت ہوتی ہے اور ریل کے ڈبوں کو آپریٹنگ لائٹس اور پنکھے سے مستثنیٰ نہیں ہے۔ ایئر کنڈیشنڈ (AC) کوچز کے لیے، کوچ کے اندر لگے ایئر کنڈیشننگ یونٹوں کو چلانے کے لیے کافی مقدار میں بجلی درکار ہوتی ہے۔

بجلی پیدا کرنے کے روایتی طریقوں میں سے ایک یہ ہے کہ کم وولٹیج کے حالات میں کوچ کو بجلی فراہم کرنے کے لیے متوازی منسلک کافی ایمپیئر گھنٹے کی بیٹری کے ساتھ ریل کے ڈبوں کے ایکسل سے چلنے والے متبادل کا استعمال ہے۔ اس قسم کے کوچز کو "Self-generating (SG)” کوچ کہا جاتا ہے۔

ان ایس جی کوچز میں، مقناطیسی ایمپلیفائر سے کنٹرول شدہ ریکٹیفائر کم ریگولیٹر یونٹس (RRUs) کا استعمال ابتدائی طور پر الٹرنیٹر کے AC آؤٹ پٹ کو DC میں تبدیل کرنے اور الٹرنیٹر کے فیلڈ کرنٹ کے ریگولیشن کے ذریعے پیدا ہونے والے DC وولٹیج کو ریگولیٹ/کنٹرول کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ غیر نسل کے ادوار کے دوران بیٹری سے الٹرنیٹر تک کرنٹ کے ریورس بہاؤ کو بھی روکتا ہے۔

یہ درست شدہ اور ریگولیٹڈ DC پاور کوچ کے اندر مختلف برقی آلات اور لوازمات کو چلانے اور بیٹریوں کو چارج کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔

110 V / 120 Ah 10 صلاحیت کی لیڈ ایسڈ بیٹریاں 3 سیل مونوبلاک یونٹس سے براڈ گیج (BG) کوچوں میں زیریں خانوں میں ترتیب دی گئی ہیں۔ BG کے لیے چار نمبر کے ایمرجنسی فیڈ ٹرمینلز بکس اور ایم جی کوچ کے لیے ایک نمبر ہر ایک دیوار پر فراہم کیا جاتا ہے تاکہ بجلی حاصل کرنے کے لیے ملحقہ کوچ سے کوچ کو باہم جوڑا جا سکے، اس صورت میں کہ جنریشن ناکام ہو جائے۔

ایک نمبر کا ایمرجنسی ٹرمینل باکس انڈر فریم کے ہر طرف مرکزی طور پر فراہم کیا جاتا ہے تاکہ بیرونی ذرائع سے بیٹری چارج کرنے میں آسانی ہو۔ (مثال کے طور پر، جب ٹرین ریلوے جنکشن پلیٹ فارم پر بے کار ہو)۔ BG AC کوچز کے لیے، 18 kW/25 kW برش لیس الٹرنیٹرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ ایسے دو الٹرنیٹر AC-2 ٹائر / AC-3 ٹائر / چیئر کاروں میں استعمال ہوتے ہیں اور فرسٹ AC کوچ میں صرف ایک الٹرنیٹر استعمال ہوتا ہے۔ BG کوچز کی I AC/AC-2 Tier/AC-3 ٹائر/چیئر کار میں 10 h ریٹنگ پر 800/1100 Ah صلاحیت کی بیٹریاں استعمال کی جاتی ہیں۔

اگرچہ ہندوستان میں پہلی ٹرین نے 16 اپریل 1883 کو بوری بندر (اب ممبئی CST کا نام تبدیل کر دیا گیا ہے) سے تھانے تک 400 افراد کے ساتھ 34 کلومیٹر کا سفر کیا، لیکن M/s کی طرف سے ایکسل سے چلنے والے ڈائنمو کے ذریعے ٹرین لائٹنگ سسٹم (TL) کا آغاز کیا گیا۔ جے اسٹون اینڈ کمپنی صرف 1930 میں ہندوستانی ریلوے میں آئی تھی۔ ایکسل سے فلیٹ / ‘V’ بیلٹ کے ذریعے چلائے جانے والے ڈائنمو / برش کے بغیر متبادل، جب ٹرین حرکت میں ہوتی ہے اور بیٹریوں کو چارج کرتی ہے تو بوجھ فراہم کرتے ہیں۔ جب ٹرین پلیٹ فارم اور دوسری جگہوں پر بیکار ہوتی ہے تو بیٹریاں بوجھ فراہم کرتی ہیں۔

ٹرین کی روشنی کے لیے درج ذیل نظام اس وقت استعمال میں ہیں-

1) ایکسل سے چلنے والا نظام جو 110 وی ڈی سی سپلائی پر کام کر رہا ہے۔

2) 415 V کے ساتھ مڈ آن جنریشن، 3 فیز جنریشن AC 110 V استعمال۔

3) 3 فیز 415 V جنریشن اور AC 110 V کے استعمال کے ساتھ جنریشن کا اختتام

4) 3 فیز 750 V جنریشن اور AC 110 V کے استعمال کے ساتھ نسل پر ختم

بنائے جانے والے تمام کوچز میں صرف 110 وی سسٹم ہے۔ 24 وی سسٹم میں چلنے والی کوچز کو پہلے ہی 110 وی سسٹم میں تبدیل کر دیا گیا ہے۔

الٹرنیٹر کی مختلف ریٹنگز کے لیے ERRU کے DC آؤٹ پٹ ٹرمینلز پر معیاری درجہ بندی ذیل میں دی گئی ہے:

(i) 25 کلو واٹ، 130V، 193A

(ii) 4.5 kW 128.5V 35A

ERRU کو کوچ کے انڈر فریم میں نصب کیا گیا ہے اور اسے -5 ڈگری سے 55 ڈگری سینٹی گریڈ اور 98٪ رشتہ دار نمی کے درجہ حرارت میں اطمینان بخش طریقے سے کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ ایک بھاری دھول والے علاقے میں کام کرنے کے لیے بھی ڈیزائن کیا گیا ہے، تاکہ سروس وائبریشنز اور شنٹنگ جھٹکوں کا مقابلہ کیا جا سکے۔

بجلی کی ترسیل وی بیلٹ کے ذریعے ہوتی ہے۔ کل 12 نمبر (ہر طرف 6) اور 4 نمبر۔ C-122 سائز کے (صرف ایک طرف) بالترتیب AC اور TL الٹرنیٹرز پر فراہم کیے جاتے ہیں۔ الٹرنیٹر کی رفتار 0 سے 2500 RPM تک مختلف ہوتی ہے۔ کوچ کے پہیے کا قطر نئے ہونے پر 915 ملی میٹر اور جب مکمل طور پر پہنا جائے تو 813 ملی میٹر ہے، نئے پہیے کا قطر کلومیٹر فی گھنٹہ میں ٹرین کی رفتار کا حساب کتاب کرنے کے لیے کیا جائے گا جو کٹ ان اسپیڈ اور فل آؤٹ پٹ (MFO) کے لیے کم از کم رفتار ہے۔ الٹرنیٹر کی رفتار

الیکٹرانک ریکٹیفائر کم ریگولیٹر یونٹ (ERRU) (25 kW اور 4.5 kW دونوں) کی آؤٹ پٹ خصوصیات ذیل میں دی گئی ہیں:

نو لوڈ ڈی سی آؤٹ پٹ وولٹیج زیادہ سے زیادہ 135 V ہے، جسے سیٹ کیا جا سکتا ہے۔ 128 ± 0.5 V، 97 A (1100 اور 650 Ah بیٹریوں کے لیے ) اور 128 ± 0.5، 120 Ah بیٹریوں کے لیے 19 A ) 1500 rpm پر (کم سے کم اور زیادہ سے زیادہ رفتار کے درمیان)، وولٹیج کا ضابطہ ± 2 %, کارکردگی 95% (کم سے کم)۔ وولٹیج کی لہر 2 %. 400 rpm سے 2500 rpm (1100 اور 650 Ah بیٹریوں کے لیے) اور 350 RPM سے 2500 rpm (120 Ah بیٹریاں) کی رفتار پر لوڈ کی تبدیلی 10 A سے 193 A ہے۔

زیادہ صلاحیت والی بیٹریوں کے لیے، 15% اوورلوڈ پر وولٹیج 222 A پر 120 V (کم سے کم) ہے، کرنٹ 230A (زیادہ سے زیادہ) تک محدود ہے۔ 120 Ah بیٹری کے لیے، 40 A کے اوورلوڈ پر وولٹیج 115 V (کم سے کم) پر سیٹ کیا جاتا ہے۔

بیٹری چارج کرنے کی موجودہ حد 1100 Ah بیٹری کے لیے 220 A، 650 Ah بیٹری کے لیے 130 A اور 120 Ah بیٹری (زیادہ سے زیادہ) کے لیے 24 A ہے۔ آخری دو پیرامیٹرز یونیورسل وولٹیج کنٹرولر (UVC) کے ساتھ ساتھ کوچ انڈیکیشن پینل (CIP) سے سیٹ کیے جا سکتے ہیں۔

4.5 kW EERU کے لیے، لوڈ کی تبدیلی 350 RPM سے 2500 rpm پر 1 A سے 37.5 A ہوگی۔ 40 A کے اوورلوڈ پر وولٹیج 115 V (کم سے کم) ہے، کرنٹ 43A (زیادہ سے زیادہ) تک محدود ہے۔

ہم دیکھ سکتے ہیں کہ چارج کرنٹ 1100/220 = 5 ہے۔ 650/130= 5 اور 120/24 = 5۔ یعنی چارجنگ کرنٹ ان تمام بیٹریوں کے لیے محدود ہے C/5 ایمپیئرز، زیادہ سے زیادہ وولٹیج 128 V ہے۔ (یعنی، بیٹری بینک کے OCV سے 16 % اوپر)۔

دی اوورآل کوچ کے لیے بلاک ڈایاگرام کے بارے میں مزید تفصیلات کے لیے، وائرنگ مندرجہ ذیل ڈایاگرام اور الٹرنیٹر-ERRU سسٹم کے بلاک ڈایاگرام کی طرح ہوگی، نیچے دیے گئے لنک کا حوالہ دیا جا سکتا ہے:

ٹریکشن بیٹری چارجر

فورک لفٹ بیٹریوں کی کارکردگی اور زندگی کرشن بیٹری چارجر اور استعمال شدہ چارجنگ کے طریقوں سے متاثر ہوتی ہے۔ فورک لفٹ بیٹری چارجر کا انتخاب بیٹریوں کے وولٹیج اور آہ کے مطابق ہونا چاہیے۔

ایک اچھا فورک لفٹ بیٹری چارجر

    • چارج کرتے وقت درجہ حرارت میں اضافے کو محدود کرنا چاہیے۔
    • غیر ضروری اوور چارجنگ کے بغیر، چارجر کو بیٹری کو صحیح وقت پر کرنٹ کی فراہمی روک دینی چاہیے۔
    • برابری چارج کی سہولت ہونی چاہیے (یعنی، زیادہ کرنٹ پر چارج کرنا)۔
    • خطرناک حالات کی صورت میں آٹو شٹ آف کی سہولت فراہم کی جائے گی۔
    • مائکرو پروسیسر یا پی سی کے ذریعے قابل پروگرام ہونا چاہئے۔
    • کچھ چارجرز میں، خلیات میں پتلی ہوا کے پائپوں کے ذریعے ہوا کی تحریک بھی فراہم کی جاتی ہے۔

چارجنگ وولٹیج کی حد 24 V سے 96 V تک ہوتی ہے۔

کرنٹ کا انحصار بیٹری کی صلاحیت پر ہے، جس کی حد 250 Ah سے 4000 Ah تک ہوتی ہے۔

کرشن بیٹری چارج کرنے کے طریقے

سنگل سٹیپ ٹیپر چارجنگ: چارجر تقریباً 16A/100Ah پر اپنا کام شروع کرتا ہے اور سیل وولٹیج بڑھنے پر موجودہ ٹیپرز۔ جب سیل وولٹیج 2.4V/cell تک پہنچ جاتا ہے، تو موجودہ ٹیپرز 8A/100 Ah تک پہنچ جاتا ہے اور پھر 3 سے 4 A/100 Ah کی تکمیل کی شرح تک پہنچ جاتا ہے۔ چارجنگ ٹائمر کے ذریعے بند کر دی جاتی ہے۔ بغیر ہوا کی حرکت کے %80 خارج ہونے والی بیٹریوں کے لیے تقریباً 11 سے 13 گھنٹے لگ سکتے ہیں (Ah ان پٹ فیکٹر 1.20)۔

چارجنگ کے وقت میں فرق سٹارٹنگ کرنٹ کے تغیر کی وجہ سے ہے، یعنی اگر سٹارٹنگ کرنٹ 16A/100Ah ہے تو دورانیہ کم ہے اور اگر یہ 12A/100Ah ہے تو دورانیہ زیادہ ہے۔ ایئر ایجیٹیشن کی سہولت کے ساتھ، دورانیہ 9 سے 11 گھنٹے تک کم ہو جاتا ہے (Ah ان پٹ فیکٹر 1.10)۔

دو قدمی ٹیپر چارجنگ (CC-CV-CC موڈ): یہ پہلے کے طریقہ سے بہتر ہے۔ چارجر 32 A/100 Ah کے زیادہ کرنٹ سے شروع ہوتا ہے۔ جب سیل وولٹیج 2.4 V فی سیل تک پہنچ جاتا ہے تو چارجر خود بخود ٹیپر موڈ میں بدل جاتا ہے اور کرنٹ اس وقت تک ٹیپر ہوتا رہتا ہے جب تک کہ فی سیل 2.6 V تک نہ پہنچ جائے اور کرنٹ 3 سے 4 A/100 Ah کی حتمی شرح پر چلا جاتا ہے اور 3 سے 4 تک جاری رہتا ہے۔ گھنٹے بغیر ہوا کی حرکت کے %80 خارج ہونے والی بیٹریوں کے لیے تقریباً 8 سے 9 گھنٹے لگ سکتے ہیں (Ah ان پٹ فیکٹر 1.20)۔ ایئر ایجیٹیشن کی سہولت کے ساتھ، دورانیہ 7 سے 8 گھنٹے تک کم ہو جاتا ہے (Ah ان پٹ فیکٹر 1.10)۔

جیل شدہ VRLA بیٹریوں کی چارجنگ: (CC-CV-CC موڈ):

چارجر 15 A/100 Ah کے کرنٹ سے شروع ہوتا ہے۔ جب سیل وولٹیج 2.35 V فی سیل تک پہنچ جاتا ہے تو چارجر خود بخود ٹیپر موڈ میں بدل جاتا ہے اور چارجر اسی وولٹیج پر CV موڈ میں چلا جاتا ہے۔ اس میں زیادہ سے زیادہ 12 گھنٹے لگتے ہیں۔ جب تک چارج کرنٹ 1.4 A/ 100 Ah کی محدود قدر تک گر جاتا ہے تب تک CV مرحلہ مستقل رکھا جاتا ہے۔ دوسرا مرحلہ چند گھنٹوں تک جاری رہ سکتا ہے، زیادہ سے زیادہ 4 گھنٹے۔ یہ مدت پہلے مرحلے کی مدت پر منحصر ہے۔

ہائی فریکوئنسی فورک لفٹ بیٹری چارجر

موجودہ چارجرز عام طور پر دو قسم کے ہوتے ہیں: فیرو-ریزوننٹ اور سلکان کنٹرولڈ ریکٹیفائر (SCR)۔ وہ زیادہ سستی ہیں، لیکن وہ کم موثر بھی ہیں۔
بیٹری چارجر جس میں ہائی فریکونسی سوئچنگ پاور ڈیوائسز شامل ہیں، جیسے کہ MOSFET (میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر) اور IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) لائن فریکوئنسی (چند kHz سے دو سو kHz) سے کہیں زیادہ فریکوئنسیوں پر کام کرتے ہیں۔ اس کے برعکس، MOSFETs اور IGBTs، اپنی مکمل آن/آف صلاحیت کے ساتھ، چارجر کو مطلوبہ آؤٹ پٹ پیدا کرنے کی اجازت دینے کے لیے کسی بھی لمحے ٹھیک ٹھیک کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ SCRs ایک بے قابو ٹرن آف کے ساتھ آدھے کنٹرول والے آلات ہیں۔

HF چارجرز سوئچنگ پاور سپلائی کے طور پر کام کرتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ وہ ہائی فریکوئنسی (50-170 kHz) پر الیکٹرانک سوئچ کو آن اور آف کرتے ہیں۔

اس HF ٹیکنالوجی کے فوائد میں شامل ہیں:

ہائی فریکوئنسی بیٹری چارجر
170 kHz تک ہائی فریکوئنسی تبدیلی سے ہونے والے نقصانات کم ہیں۔
بہتر چارجنگ کی کارکردگی (87 سے 95٪) توانائی کی بچت کی وجہ سے کم توانائی کی لاگت (20% تک)
کم ہوا AC لہر کرنٹ کم درجہ حرارت میں اضافے کی وجہ سے طویل زندگی۔ پانی کے کم نقصان کی وجہ سے دیکھ بھال کے کم اخراجات
یہ عالمی طور پر قابل اطلاق ہے۔ فلڈڈ، AGM، اور جیل بیٹریاں سبھی کو بغیر کسی اوور چارجنگ یا کم چارج کے چارج کیا جا سکتا ہے۔
چھوٹا سائز، ہلکا وزن، اور زیادہ جگہ کی بچت اس کے پاؤں کی جگہ چھوٹی ہے اور اسے آسانی سے آن بورڈ لگایا جا سکتا ہے۔
ایسے چارجرز 40 سے 300 A کے چارجنگ کرنٹ کے ساتھ 24 V سے 80 V بیٹریوں کے چارجرز سے مختلف رینج میں دستیاب ہیں۔

زیر زمین کان کنی کی بیٹری ایپلی کیشنز کے لیے بیٹری چارجر

زیر زمین کان کنی کی بیٹریاں بنیادی طور پر ڈیپ سائیکل لیڈ ایسڈ بیٹریاں ہیں۔ عام وولٹیج کی حدیں 48 اور 440 V کے درمیان ہوتی ہیں، اور صلاحیت کی حدیں 700 Ah سے 1550 Ah تک ہوتی ہیں۔

ان بیٹریوں کو چارج کرنا کرشن بیٹریوں کو چارج کرنے کے مترادف ہے۔ بیٹریاں چارج کی جاتی ہیں۔
2.6 V ابتدائی طور پر 21 A سے 17 A فی 100 Ah کے کرنٹ کے ساتھ اور آخر میں 4.5 A فی 100 Ah کے طور پر فنشنگ ریٹ۔ چارجنگ 6 سے 8 گھنٹے میں مکمل ہو سکتی ہے۔

بیٹریاں IS 5154:2013 حصہ 1 (IEC 60254-2006) کے مطابق ہیں

میرین بیٹری چارجر

سمندری ایپلی کیشنز کے لیے بیٹریاں دو اقسام میں تقسیم کی جا سکتی ہیں۔ سٹارٹر بیٹریوں میں پتلی پلیٹیں ہوتی ہیں اور یہ تھوڑے وقت کے لیے بجلی کے بڑے برسٹ فراہم کرنے کے قابل ہوتی ہیں۔ دوسری قسم ایک گہری سائیکل بیٹری ہے جو دیگر سمندری ایپلی کیشنز جیسے الیکٹرانک لوازمات، ایک ٹرولنگ موٹر اور جہاز پر برقی اور الیکٹرانک آلات کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ مزید برآں، دوہری فنکشن بیٹریاں SLI بیٹریوں اور گہری سائیکل بیٹریوں کے طور پر کام کرتی ہیں۔ مخصوص بیٹریوں کے لیے مخصوص چارجرز استعمال کیے جاتے ہیں۔ CC-CV موڈ VR لیڈ ایسڈ بیٹریوں پر استعمال کیا جانا چاہئے۔

ایسے چارجرز بھی ہیں جو بیک وقت چار بیٹریاں چارج کر سکتے ہیں۔ تمام قسم کی میرین بیٹریاں، VR بیٹریاں (AGM اور جیلڈ دونوں) نیز کم دیکھ بھال والی فلڈ بیٹریاں چارج کی جا سکتی ہیں۔

چونکہ بیٹریاں اور چارجرز کشتیوں میں استعمال ہوتے ہیں، اس لیے انہیں خشک رہنا چاہیے اور ان میں کافی وینٹیلیشن ہونا چاہیے۔ انہیں واٹر پروف، شاک پروف اور کمپن مزاحم بھی ہونا چاہیے اور اگر ضرورت ہو تو مکمل طور پر سیل کر دیا جائے۔ مزید برآں، آپ کو یہ یقینی بنانا چاہیے کہ چارجرز میں ریورس پولرٹی پروٹیکشن فیچر اور اسپارک پروف صلاحیتیں ہیں۔

شمسی ایپلی کیشنز کے لیے بیٹری چارجر

شمسی شعاعوں میں تغیرات کی وجہ سے، SPV پینلز کی پیداوار میں اتار چڑھاؤ آتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک ڈیجیٹل زیادہ سے زیادہ پاور پوائنٹ ٹریکر (MPPT) SPV پینل اور بیٹری کے درمیان منسلک ہے تاکہ فکر سے پاک چارجنگ کے عمل کو یقینی بنایا جا سکے۔ ایک MPPT ایک الیکٹرانک DC سے DC کنورٹر ہے جو سولر اری (PV پینلز) اور بیٹری بینک کے درمیان میچ کو بہتر بنانے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ سولر پینلز سے DC آؤٹ پٹ کو محسوس کرتا ہے، اسے ہائی فریکوئنسی AC میں تبدیل کرتا ہے اور بیٹریوں کی بجلی کی ضروریات کو بالکل پورا کرنے کے لیے ایک مختلف DC وولٹیج اور کرنٹ کی طرف جاتا ہے۔ MPPT رکھنے کا فائدہ ذیل میں بیان کیا گیا ہے۔

زیادہ تر PV پینلز 16 سے 18 وولٹ کے آؤٹ پٹ کے لیے بنائے گئے ہیں، اگرچہ SPV پینل کی برائے نام وولٹیج کی درجہ بندی 12 V ہے۔ لیکن برائے نام 12 V بیٹری میں اصل وولٹیج کی حد 11.5 سے 12.5 V (OCV) ہو سکتی ہے۔ چارج کی حالت (SOC) چارجنگ کے حالات میں، ایک اضافی وولٹیج کا جزو بیٹری کو پہنچانا پڑتا ہے۔ عام چارج کنٹرولرز میں، SPV پینل کی طرف سے پیدا ہونے والی اضافی طاقت گرمی کے طور پر ختم ہو جاتی ہے، جبکہ MPPT بیٹری کی ضروریات کو محسوس کرتا ہے اور اگر SPV پینل کے ذریعے زیادہ طاقت پیدا کی جاتی ہے تو اسے زیادہ طاقت دیتا ہے۔ اس طرح، MPPT کے استعمال سے ضیاع، انڈر چارج اور اوور چارج سے بچا جاتا ہے۔

درجہ حرارت SPV پینل کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔ جب درجہ حرارت بڑھتا ہے تو SPV پینل کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔ (نوٹ: جب SPV پینل کو زیادہ درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑتا ہے، تو SPV پینل کی طرف سے پیدا ہونے والا کرنٹ بڑھ جائے گا، جبکہ وولٹیج کم ہو جائے گا۔ چونکہ وولٹیج میں کمی کرنٹ میں اضافے سے زیادہ تیز ہے، اس لیے SPV پینل کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔) اس کے برعکس، کم درجہ حرارت پر، کارکردگی میں اضافہ ہوتا ہے. 25°C سے کم درجہ حرارت پر (جو معیاری ٹیسٹ کے حالات کا درجہ حرارت ( STC ) ہے)، کارکردگی بڑھ جاتی ہے۔ لیکن کارکردگی طویل عرصے تک متوازن رہے گی۔

Please share if you liked this article!

Did you like this article? Any errors? Can you help us improve this article & add some points we missed?

Please email us at webmaster @ microtexindia. com

On Key

Hand picked articles for you!

مساوی چارج مائیکروٹیکس

ایک برابری چارج کیا ہے؟

لیڈ ایسڈ بیٹری میں چارج کو برابر کرنا چارج کو برابر کرنے کا مقصد لیڈ ایسڈ بیٹری کے آن چارج وولٹیج کو گیس کی سطح

بیٹری کی شرائط

بیٹری کی شرائط

بیٹری کی اصطلاحات اور تعریفیں۔ آئیے سیدھے اندر غوطہ لگائیں! مندرجہ ذیل خلاصہ بیٹری کی اصطلاحات کا ایک مختصر ورژن ہے جو بیٹریوں اور بیٹری

VRLA بیٹری کیا ہے؟

VRLA بیٹری کیا ہے؟

VRLA بیٹری کیا ہے؟ والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ (VRLA) بیٹری صرف ایک لیڈ ایسڈ بیٹری ہے جس میں ہائیڈروجن اور آکسیجن کو دوبارہ جوڑنے کے

ہمارے نیوز لیٹر میں شامل ہوں!

8890 حیرت انگیز لوگوں کی ہماری میلنگ لسٹ میں شامل ہوں جو بیٹری ٹیکنالوجی کے بارے میں ہماری تازہ ترین اپ ڈیٹس سے واقف ہیں۔

ہماری پرائیویسی پالیسی یہاں پڑھیں – ہم وعدہ کرتے ہیں کہ ہم آپ کی ای میل کسی کے ساتھ شیئر نہیں کریں گے اور ہم آپ کو اسپام نہیں کریں گے۔ آپ کسی بھی وقت ان سبسکرائب کر سکتے ہیں۔

Do you want a quick quotation for your battery?

Please share your email or mobile to reach you.

We promise to give you the price in a few minutes

(during IST working hours).

You can also speak with our VP of Sales, Balraj on +919902030022