مساوی چارج مائیکروٹیکس
Contents in this article

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 پر لانا ہے تاکہ تمام غیر تبدیل شدہ لیڈ سلفیٹ کو بالترتیب NAM اور PAM میں لیڈ اور لیڈ ڈائی آکسائیڈ سے چارج کیا جائے۔

مساوی چارج: بیٹریاں برابر کرنا

لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی مناسب دیکھ بھال بیٹری کی زندگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتی ہے۔ مساوی چارج اس بحالی کے طریقہ کار کے سب سے اہم پہلوؤں میں سے ایک ہے۔

مساوی چارج کی تعریف

اس قسم کی بیٹریوں کے لیے، چارج کو برابر کرنے کا مقصد 12V بیٹری کے آن چارج وولٹیج کو گیس کی سطح پر لانا ہے تاکہ تمام غیر تبدیل شدہ لیڈ سلفیٹ کو بالترتیب NAM اور PAM میں لیڈ اور لیڈ ڈائی آکسائیڈ سے چارج کیا جائے۔ جب آزادانہ اور وافر گیسنگ ہوتی ہے تو تمام غیر چارج شدہ سلفیٹ آئن الیکٹرولائٹ میں جاتے ہیں اور تیزاب کی کثافت کو بڑھاتے ہیں۔

ونال نے اپنی کلاسک کتاب میں خلیات کے وولٹیج اور گیس کی سطح کا تعلق بتایا ہے۔

سیلاب زدہ خلیوں کے چارج پر گیس کی سطح اور سیل وولٹیج

(کریڈٹ: وِنال، جی ڈبلیو، سٹوریج بیٹریز، جان ولی اینڈ سنز، نیویارک، 1954، صفحہ 262)

سیل وولٹیج (V) گیس کی سطح گیسوں کی ساخت H 2 تیار ہوئی۔ فیصد گیسوں کی ساخت O 2 تیار ہوئی۔ فیصد
2.2 کوئی گیس نہیں - -
2.3 معمولی 52 47
2.4 نارمل 60 38
2.5 بھر پور 67 33

اسی طرح، فیکٹری میں بیٹریاں مناسب طریقے سے ابتدائی طور پر چارج نہیں ہوتی ہیں، مزید برابر چارج کی ضرورت ہوتی ہے. اس کا ثبوت بیٹری کے چلنے کے چند مہینوں کے اندر الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل میں اضافے سے ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر، ایک انورٹر بیٹری۔ عام طور پر، مخصوص کشش ثقل کی قیمت شپنگ سے پہلے 1.240 ہوگی۔ ایک بار جب یہ قدر حاصل ہو جاتی ہے، تو کچھ مینوفیکچررز چارج کرنا بند کر دیتے ہیں اور یہ سمجھتے ہیں کہ بیٹری پوری طرح سے چارج ہو چکی ہے۔

درحقیقت، اگر وہ ابتدائی چارج کو مزید جاری رکھتے، تو وہ مخصوص کشش ثقل میں کافی اضافہ دیکھ سکتے تھے۔ ابتدائی چارجنگ کا یہ پہلو پلیٹوں میں غیر چارج شدہ لیڈ سلفیٹ کی موجودگی کی نشاندہی کرتا ہے۔ لیڈ سلفیٹ کی اس مقدار نے مزید چارج کرنے کے عمل میں الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل کو بڑھانے میں مدد کی۔

مساوی چارج کیسے مدد کرتا ہے؟

ایکویلائزنگ چارج بیٹری کی ڈیزائن کردہ زندگی کو سمجھنے میں مدد کرتا ہے، ناکافی چارجنگ کی وجہ سے قبل از وقت ناکامی سے بچتا ہے۔ ایک بیٹری جو باقاعدگی سے برابر چارج وصول کرتی ہے وہ بیٹری سے زیادہ زندہ رہے گی جو نہیں کرتی ہے۔ یہ فورک لفٹ بیٹری، آٹوموٹو بیٹری اور انورٹر بیٹریوں کے معاملے میں خاص طور پر درست ہے۔ ہم نے دیکھا ہے کہ برابر چارج فورک لفٹ بیٹری دینا فورک لفٹ بیٹری کی بہتر کارکردگی کو یقینی بناتا ہے۔ چارج ایکوئیلائزیشن کنٹرول کے ذریعے بیٹری کی زندگی کو بڑھانا بیٹری کی بہتر کارکردگی کا قائم کردہ طریقہ ہے۔

کچھ ممالک میں، UPS اور سٹیشنری پاور سپلائی بیٹریاں سال میں چند منٹوں کے لیے بھی پاور آؤٹنگ کا تجربہ نہیں کرتی ہیں۔ ایسے حالات میں، بیٹریاں بنانے والے صارفین کو مشورہ دیتے ہیں کہ وہ مینز کی سپلائی چند منٹوں کے لیے بند کر دیں۔ یہ "فلوٹ پاسیویشن” سے بچ جائے گا۔

بیٹری کے لیے برابری چارج کیا ہے؟

مذکورہ بالا تمام پہلوؤں کا اطلاق VR بیٹریوں پر بھی ہوتا ہے۔ فرق صرف اتنا ہے کہ برابری چارج کے لیے چارجنگ وولٹیج کم ہے۔ بیٹریاں برابر چارج کے دوران 14.4 V (12V بیٹری کے لیے) سے زیادہ نہیں چارج کی جائیں گی۔ گیس کی شرح یہ ہیں:

والو ریگولیٹڈ سیلز کے چارج پر گیس کی سطح اور سیل فلوٹ وولٹیجز

چارج وولٹیج کو برابر کرنا

سیل وولٹیج (V) گیس کی سطح دوبارہ ملاپ کی کارکردگی (%) گیس کی شرح * متعلقہ گیس کی شرح
2.25 سے 2.3 نہ ہونے کے برابر گیسنگ ~ 99.87 ~ 0.0185 ~ 1
2.4 کچھ گیسنگ ~ 99.74 ~ 0.037 ~ 2
2.5 گیسنگ ~ 97.4 ~ 0.37 ~ 20

*cc/h/Ah/ سیل منجانب: کریڈٹ: C&D ٹیکنالوجیز : ٹیکنیکل بلیٹن 41-6739، 2012)۔ 1 کیوبک فٹ = 28317 cc (= (12*2.54) 3 = 28316.85)

مساوی چارج - VRLA بیٹریاں فلڈ لیڈ ایسڈ بیٹریوں سے کیسے مختلف ہیں؟

لیڈ ایسڈ بیٹری کے دو ورژن کی بنیادی کیمسٹری ایک جیسی ہے۔ خارج ہونے والے رد عمل ایک جیسے ہوتے ہیں، لیکن چارج کرنے کے رد عمل ان کے درمیانی مراحل میں مختلف ہوتے ہیں۔

سیلاب زدہ لیڈ ایسڈ بیٹری میں چارج کے اختتام کے قریب تیار ہونے والی گیسیں (ہائیڈروجن اور آکسیجن) باہر نکل جاتی ہیں۔ VR خلیات کی مثبت پلیٹ پر تیار ہونے والی Te آکسیجن گیس آسانی سے منفی پلیٹ میں منتقل ہو جاتی ہے اور سیسہ کو آکسائڈائز کرتی ہے، کیونکہ گیسی میڈیم میں زیادہ پھیلاؤ کے گتانک کی وجہ سے۔ یہ VR خلیوں میں تیز رفتار ردعمل ہے۔ گیسوں کی اس طرح کی نقل و حرکت سیلاب والے خلیوں میں ممکن نہیں ہے کیونکہ کم پھیلاؤ کے گتانکوں کی وجہ سے۔ سیلاب زدہ خلیوں کی طرح کی حالتیں VR خلیوں میں بھی ہوں گی اگر AGM مکمل طور پر سیر ہو جائے اور آکسیجن کی بحالی کا رد عمل اسی وقت شروع ہو جب پانی کے الیکٹرولیسس اور کچھ پانی کی کمی کی وجہ سے بھوک کا شکار الیکٹرولائٹ کی حالت پیدا ہونا شروع ہو جائے۔

والو ریگولیٹڈ سیل میں ہائیڈروجن ارتقاء کو چارج کے دوران لیڈ سلفیٹ کی تشکیل سے روکا جاتا ہے۔ یہ لیڈ سلفیٹ منفی پلیٹ کی صلاحیت کو زیادہ مثبت اقدار تک لے جاتا ہے تاکہ ہائیڈروجن کا ارتقاء بہت کم ہو جائے۔ منفی گرڈ میں خصوصی مرکبات بھی استعمال کیے جاتے ہیں جن میں ہائیڈروجن اوور وولٹیج زیادہ ہوگا۔

مساوی چارج: تعمیراتی لحاظ سے VRLA بیٹریوں میں درج ذیل اختلافات ہیں:

  • VRLA بیٹری میں الیکٹرولائٹ والیوم کم ہے۔ یہ جان بوجھ کر رکھا گیا ہے کیونکہ PAM سے تیار ہونے والی آکسیجن کو جذب کرنے والے شیشے کی چٹائی (AGM) جداکار میں غیر سیر شدہ چھیدوں کے ذریعے NAM سے رابطہ کرنے کے لیے ایک راستہ ہونا چاہیے۔ الیکٹرولائٹ کے کم حجم کی تلافی کے لیے، VR بیٹریوں میں زیادہ کثافت والا تیزاب استعمال کیا جاتا ہے۔ اس سے کم شرح کی صلاحیتوں کی تلافی بھی ہو جائے گی۔
  • عناصر VRLA بیٹری میں انتہائی کمپریسڈ ہیں۔ یہ پہلو بیٹریوں کی زندگی کو بڑھانے میں سب سے اہم کردار ادا کرتا ہے۔ پلیٹ-سیپریٹر-کنٹینر وال کمپریشن ڈیزائن کا ایک لازمی حصہ ہے۔ یہ پلیٹوں اور جداکار کے درمیان اچھے الیکٹرولائٹ بازی کو یقینی بناتا ہے۔ مثبت فعال مواد کی توسیع میں کمی اور اس کے نتیجے میں صلاحیت کے نقصان کی وجہ سے زندگی میں بھی اضافہ ہوا ہے۔

  • VRLA بیٹریوں میں ہر سیل میں ایک طرفہ ریسیلنگ والو ہوتا ہے یا کچھ خلیات (خاص طور پر چھوٹے صلاحیت والے خلیوں میں) کے لیے ایک عام والو ہو سکتا ہے۔ یہ ملٹی فنکشنل والو مندرجہ ذیل طریقے سے کام کرتا ہے:
    میں. ماحولیاتی ہوا (آکسیجن) کے حادثاتی داخلے کو روکتا ہے۔
    ii PAM سے NAM تک دباؤ کی مدد سے آکسیجن کی نقل و حمل میں مدد کرتا ہے۔
    iii چارجر کی غلط چارجنگ یا خرابی کی وجہ سے بیٹری کے اندر غیر ضروری دباؤ بڑھنے کی صورت میں دھماکے کو روکتا ہے۔
  • VRLA بیٹریوں کا صحیح کام کرنے کا انحصار اندرونی آکسیجن سائیکل پر ہوتا ہے، جس کا انحصار لیک پروف تعمیر پر ہوتا ہے: مہر کو ڈھانپنے کے لیے ڈھکن اور مہر کو ڈھانپنے کے لیے برتن۔ اندرونی آکسیجن سائیکل ہائیڈروجن کے ارتقاء کو کم کرنے میں مدد کرتا ہے اور اس طرح پانی کی کمی کو کم کرتا ہے۔

اندرونی آکسیجن سائیکل

VRLA بیٹری کی چارجنگ کے دوران:
مثبت پلیٹ پر، O2 گیس تیار ہوتی ہے اور پروٹون اور الیکٹران پیدا ہوتے ہیں۔
2H2O → 4H + + O2 ↑ + 4e-……… Eq. 1

آکسیجن گیس، ہائیڈروجن آئن اور الیکٹران مثبت پلیٹ پر پانی کے الیکٹرولائسز کے نتیجے میں تیار ہوتے ہیں خالی چھیدوں، گیس سے بھرے چھیدوں اور AGM الگ کرنے والے الیکٹرولائٹ چینلز سے گزرتے ہیں (یا جیل والے الیکٹرولائٹ میٹرکس میں باریک دراڑیں جیل شدہ VR بیٹریاں) اور منفی پلیٹوں تک پہنچیں۔ یہ گیس NAM میں لیڈ کے ساتھ مل کر PbO بنتی ہے اور کم آکسیجن ہائیڈروجن آئنوں کے ساتھ مل کر پانی بناتی ہے۔ یہ آکسائیڈ کیمیائی طور پر سلفیٹ آئنوں کے ساتھ مل کر لیڈ سلفیٹ بناتا ہے۔

2Pb + O2 → 2PbO
2PbO + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O
——————————————————
2Pb + O2 + 2H 2 SO 4 → 2PbSO 4 + 2H 2 O + حرارت ……… Eq. 2
—————————————————–
لیکن، یہ ایک چارجنگ عمل ہونے کی وجہ سے، اس طرح دوبارہ پیدا ہونے والے لیڈ سلفیٹ کو لیڈ میں تبدیل کرنا پڑتا ہے۔ گندھک کا تیزاب الیکٹرو کیمیکل روٹ کے ذریعے پروٹون (ہائیڈروجن آئنوں) اور الیکٹرانوں کے ساتھ رد عمل کے ذریعے پیدا ہوتا ہے جو مثبت پلیٹوں پر پانی کے گلنے کے نتیجے میں چارج ہوتے ہیں۔

2PbSO 4 + 4H + + 4e → 2Pb + 2H 2 SO 4 ……… Eq. 3

جب NAM چارج کے دوران PbSO 4 میں تبدیل ہو جاتا ہے، منفی پلیٹ کی صلاحیت زیادہ مثبت ہو جاتی ہے (جیسا کہ خارج ہونے کی صورت میں)۔ یہ ہائیڈروجن ارتقاء کے رد عمل کو روکنے میں مدد کرتا ہے۔ ہائیڈروجن گیس کی بہت کم مقدار پیدا ہوتی ہے، لیکن یک طرفہ والو اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ جار کے اندر کا دباؤ ہائیڈروجن کو فضا تک پہنچا کر خطرناک سطح تک نہ پہنچ جائے، اس طرح بیٹری کو ابھرنے اور دیگر نقائص سے بچاتا ہے۔

آخری رد عمل سیل کے کیمیائی توازن کو بحال کرتا ہے۔ رد عمل کا خالص مجموعہ (Eq 1) سے (Eq 3) صفر ہونے کی وجہ سے چارج کے دوران خرچ ہونے والی برقی توانائی کیمیائی توانائی کے بجائے حرارت میں بدل جاتی ہے [Ref RF Nelson, Proc. چوتھا انٹ لیڈ ایسڈ بیٹری سیمینار، 25-27 اپریل 1990، سان فرانسسکو، USA، ILZRO, Inc.,1990, pp.31-60]۔

Lead-acid-cell-Discharge-reactions-explained-1.jpg
لیڈ ایسڈ سیل - خارج ہونے والے رد عمل کی وضاحت کی گئی۔
Recombination-reaction-in-a-VR-cell-1.jpg
VRLA سیل میں دوبارہ ملاپ کا رد عمل

VRLA سیل کا سب سے اہم فائدہ یہ ہے کہ دیکھ بھال کے طریقہ کار کے طور پر پانی کے اضافے کی ضرورت نہیں ہے۔ اگلا فائدہ یہ ہے کہ یہ اپنے آپریشن کے دوران گیسوں کی نہ ہونے کے برابر مقدار میں ارتقاء کرتا ہے، کیونکہ 2.25 سے 2.3 V فی سیل کے تجویز کردہ فلوٹ وولٹیجز پر تقریباً 100% دوبارہ ملاپ ہوتا ہے۔ مزید یہ کہ ان بیٹریوں کو جگہ سے دوسری جگہ منتقل کرنے میں نقل و حمل کی کوئی پابندی نہیں ہے۔

پرائمری اور ریچارج ایبل بیٹریاں

بیٹری کی تعریف ایک الیکٹرو کیمیکل ڈیوائس کے طور پر کی جاتی ہے جو کیمیکل انرجی کو ریڈوکس ری ایکشنز کے ذریعے برقی توانائی میں بدل سکتی ہے اور اس طرح الیکٹرو کیمیکل پاور سورس کے طور پر کام کرتی ہے۔ لیکن، یہ طاقت کا بارہماسی ذریعہ نہیں ہے۔ بیٹری صرف اس وقت تک بجلی فراہم کرے گی جب تک کہ توانائی پیدا کرنے والے رد عمل کو برقرار رکھنے کے لیے کافی فعال مواد موجود نہ ہو۔ ایک بار جب بیٹری کی وولٹیج کی سطح نظام کی کیمسٹری کے ذریعہ بیان کردہ ایک مخصوص نچلی سطح تک پہنچ جاتی ہے، تو رد عمل کو الٹ جانا پڑتا ہے، یعنی بیٹری کو براہ راست کرنٹ حاصل کرنا پڑتا ہے۔ خارج ہونے والی بیٹری کو خارج ہونے والے مادہ کی الٹی سمت میں براہ راست کرنٹ کی فراہمی کے اس عمل کو "چارجنگ” کہا جاتا ہے۔

یہ خارج ہونے والی مصنوعات سے اصل فعال مواد کو دوبارہ تخلیق کرے گا اور بیٹری وولٹیج کو اعلی اقدار تک بڑھا دے گا، جس کی دوبارہ وضاحت نظام کی کیمسٹری سے کی گئی ہے۔ یہ بیان ان بیٹریوں پر لاگو ہوتا ہے جنہیں سیکنڈری یا اسٹوریج بیٹریاں کہا جاتا ہے۔ یہ بنیادی خلیوں سے متعلق نہیں ہے جیسے کہ برقی ٹارچ اور کلائی گھڑیوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ خارج ہونے والے مادے کے دوران بیٹری وولٹیج کا کم ہونا فعال مواد کی کمی اور کئی دیگر وجوہات کی وجہ سے ہوتا ہے۔

بیٹری کی ایک آزاد اکائی کو "سیل” کہا جاتا ہے۔ بیٹری ڈیزائن کردہ وولٹیج اور صلاحیت کی درجہ بندی یا کل kWh کی درجہ بندی حاصل کرنے کے لیے کئی مختلف اندازوں میں جڑے دو یا زیادہ خلیوں کا مجموعہ ہے۔ عام طور پر، ایک مونوبلوک بیٹری آٹوموبائل اور چھوٹی صلاحیت والی والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ بیٹری ( VRLA ) اور نلی نما بیٹریاں (12V/200 Ah تک) میں لگائی جاتی ہے۔ اس صلاحیت سے آگے سنگل سیلز کو سیریز یا سیریز کے متوازی انتظامات میں ملا کر مطلوبہ kWh ریٹنگ حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

48V/1500 Ah (یا 72 kWh) کی درجہ بندی کی لیڈ ایسڈ بیٹری میں 24 نمبر 2V/1500 Ah صلاحیت کے خلیات ایک سادہ سیریز کے طریقے سے منسلک ہو سکتے ہیں یا 2V/750 Ah صلاحیت کے خلیات کے 48 سیلز ایک سیریز کے متوازی طریقے سے جڑے ہوئے ہیں۔ یعنی 48V/750Ah (یا 36 kWh) بیٹری بنانے کے لیے سیریز میں جڑے ہوئے 24 سیل۔ اس طرح کی ایک اور 48V/750 بیٹری پہلی کے متوازی طور پر منسلک ہو گی تاکہ اسے 48V/1500 Ah (72 kWh) بیٹری بنایا جا سکے۔

لیتھیم آئن (Li-ion) الیکٹرک وہیکل (EV) بیٹری سے ایک اور مثال:
بیٹری پیک کے سائز پر منحصر ہے، EV بنانے والی کمپنی Tesla فی پیک تقریباً 6,000-8,000 سیل استعمال کرتی ہے، ہر سیل 70 یا 90 kWh بیٹری پیک بنانے کے لیے 3.6V/3.1 سے 3.4 Ah صلاحیت کا ہوتا ہے۔

70 kWh کی Tesla EV بیٹری 3.7 V/3.4 Ah کے 18650 NCA سیلز کے تقریباً 6000 سیلز کا استعمال کرتی ہے، جو ایک پیچیدہ سیریز کے متوازی ترتیب میں جڑے ہوئے ہیں۔ اس کی رینج 325 کلومیٹر فی چارج ہے۔ (یہاں اعداد و شمار 18650 سے مراد لی آئن سیل کی ایک خاص قسم ہے جس کی لمبائی (یا اونچائی) 65 ملی میٹر اور قطر 18 ملی میٹر کا تخمینہ طول و عرض ہے۔ "NCA” کی اصطلاح اس سیل میں استعمال ہونے والے کیتھوڈ مواد کے لیے ہے، مثلاً N = نکل، C= کوبالٹ اور A = ایلومینیم، جو کہ نکل-کوبالٹ-ایلومینیم آکسائیڈ کیتھوڈ مواد ہے)
90kWh پیک میں 16 ماڈیولز میں 7,616 سیل ہیں۔ وزن 540 کلوگرام ہے۔ اس کی رینج 426 کلومیٹر فی چارج ہے۔

بیٹری سیل کے اجزاء:

بیٹری کے سب سے ضروری اجزاء ہیں:
a انوڈ (منفی پلیٹ)
ب کیتھوڈ (مثبت پلیٹ)
c الیکٹرولائٹ (لیڈ ایسڈ بیٹری میں، الیکٹرولائٹ بھی ایک فعال مواد ہے، لیکن زیادہ تر دوسرے نظاموں میں ایسا نہیں ہے)
مندرجہ بالا تینوں کو فعال اجزاء کہا جاتا ہے۔
یقینا، غیر فعال اجزاء ہیں جیسے
a جار
ب موجودہ جمع کرنے والے گرڈ
c بس بار یا کنیکٹر کے پٹے۔
d الگ کرنے والے
e انٹر سیل کنیکٹر
f ٹرمینل پوسٹس وغیرہ

لیڈ ایسڈ بیٹری میں، الیکٹرولائٹ (ڈائلوٹ سلفیورک ایسڈ) توانائی پیدا کرنے والے رد عمل میں حصہ لیتا ہے جیسا کہ ذیل میں دیے گئے سیل کے رد عمل سے دیکھا جا سکتا ہے۔ سلفیورک ایسڈ کو لیڈ ڈائی آکسائیڈ میں تبدیل کرنے اور لیڈ سلفیٹ میں تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور اس طرح خارج ہونے والے رد عمل کے آگے بڑھنے کے ساتھ الیکٹرولائٹ کی کثافت کم ہوتی جاتی ہے۔ اس کے برعکس، جب سیل کو چارج کیا جاتا ہے، الیکٹرولائٹ کی کثافت بڑھ جاتی ہے جیسے جیسے چارج ری ایکشن آگے بڑھتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ خارج ہونے کے دوران دونوں فعال مادوں سے جذب ہونے والے سلفیٹ آئن الیکٹرولائٹ میں خارج ہوتے ہیں اور اس طرح الیکٹرولائٹ کی کثافت بڑھ جاتی ہے۔

خارج ہونے والے مادہ اور چارج ردعمل

گیلوینک سیل یا بیٹری کے رد عمل سسٹم یا کیمسٹری کے لیے مخصوص ہیں:

مثال کے طور پر، لیڈ ایسڈ سیل:

Pb + PbO 2 + 2H 2 SO 4 ڈسچارج ↔ چارج 2PbSO 4 + 2H 2 O E° = 2.04 V

ایک Ni-Cd سیل میں

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

Zn-Cl 2 سیل میں:

Zn + Cl 2 ڈسچارج ↔ چارج ZnCl 2 E° = 2.12 V

ڈینیئل سیل میں (یہ ایک بنیادی سیل ہے؛ یہاں الٹنے والے تیروں کی عدم موجودگی کو نوٹ کریں)

Zn + Cu 2+ ڈسچارج ↔ چارج Zn 2+ + Cu(s) E° = 1.1 V

چارج وولٹیج کو برابر کرنا: بیٹری چارج کرنے پر مزید

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے، سٹوریج بیٹری طاقت کا بارہماسی ذریعہ نہیں ہے۔ ایک بار ختم ہونے کے بعد، اس سے دوبارہ بجلی حاصل کرنے کے لیے اسے ری چارج کرنا پڑتا ہے۔ بیٹریوں سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ ایک خاص زندگی دے گی، جسے زندگی کی توقع کہا جاتا ہے۔ ڈیزائن کردہ لائف اور قابل اعتماد حاصل کرنے کے لیے، اسٹوریج بیٹریوں کو مینوفیکچررز کی فراہم کردہ ہدایات کے مطابق مناسب طریقے سے چارج اور برقرار رکھا جانا چاہیے۔ بیٹری سے زیادہ سے زیادہ ممکنہ زندگی حاصل کرنے کے لیے چارج کرنے کے مناسب طریقے استعمال کیے جائیں۔

لیڈ ایسڈ سیل میں رد عمل:

خارج ہونے کے دوران : PbO 2 + Pb + 2H 2 SO 4 2PbSO 4 + 2H 2 O

ڈسچارج صرف اس وقت تک جاری رہے گا جب تک سیل میں کنڈکٹنگ میٹریل کی مخصوص مقدار موجود نہ ہو۔ اس کے بعد وولٹیج میں کمی کی شرح اتنی تیز ہوگی کہ اینڈ وولٹیج جلد ہی پہنچ جائے گی۔ لہذا وہاں ہے جسے کٹ آف وولٹیج یا اختتامی وولٹیج کہا جاتا ہے، جس سے آگے خارج ہونے والے مادہ کو جاری نہیں رکھنا چاہئے۔ مزید ڈسچارج ریچارج کو مشکل بنا دے گا اور غیر متوقع تباہ کن نتائج کا باعث بن سکتا ہے۔

بیٹریاں کارخانہ دار کی طرف سے تجویز کردہ نرخوں پر یا ان کی فراہم کردہ ہدایات کے مطابق ڈسچارج ہونے کے فوراً بعد چارج کی جائیں۔

Recombination-reaction-in-a-VR-cell.jpg
VRLA سیل میں دوبارہ ملاپ کا رد عمل

سیل کے اندر خارج ہونے والے مادہ اور چارج کے رد عمل کے دوران کیا ہوتا ہے؟

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

منفی پلیٹ: Pb° = Pb 2+ HSO 4 + 2e

Pb 2+ + HSO 4‾ = PbSO 4 ↓ + H +

⇑ ⇓

مثبت پلیٹ: PbO 2 = Pb 4+ + 2O 2-

Pb 4+ + 2e = Pb 2+

Pb 2+ + 3H + + HSO 4‾ +2O 2- =PbSO 4 ¯ ↓+ 2H 2 O

سلفورک ایسڈ ایک مضبوط الیکٹرولائٹ ہونے کی وجہ سے، یہ ہائیڈروجن آئنوں اور بیسلفیٹ آئنوں (جسے ہائیڈروجن سلفیٹ آئن بھی کہا جاتا ہے) کے طور پر الگ کیا جاتا ہے۔

ڈسچارج شروع کرنے پر، منفی پلیٹ میں غیر محفوظ لیڈ لیڈ آئنز (Pb2+) میں آکسائڈائز ہو جاتی ہے اور چونکہ یہ ہمیشہ الیکٹرولائٹ سلفرک ایسڈ کے ساتھ رابطے میں رہتی ہے، یہ لیڈ سلفیٹ (PbSO4) میں تبدیل ہو جاتی ہے۔ مؤخر الذکر ایک سفید مواد کے طور پر منفی پلیٹوں کے سوراخوں، سطحوں اور دراڑوں پر جمع ہو جاتا ہے۔ سابقہ رد عمل (لیڈ آئن بننے والا سیسہ) فطرت میں الیکٹرو کیمیکل ہے جبکہ بعد والا (لیڈ آئن لیڈ سلفیٹ بننا) ایک کیمیائی رد عمل ہے۔

ہم کہتے ہیں کہ سیسہ رد عمل کی جگہ کے آس پاس کے علاقے میں لیڈ آئنوں کے طور پر گھل جاتا ہے اور منفی ایکٹیو میٹریل (NAM) پر الیکٹرولائٹ کے بیسلفیٹ آئنوں کے ساتھ یکجا ہونے کے بعد فوری طور پر لیڈ سلفیٹ کے طور پر جمع ہو جاتا ہے۔ اس قسم کے ردعمل کو الیکٹرو کیمسٹری میں تحلیل-جمع یا تحلیل-برسات کا طریقہ کار کہا جاتا ہے۔
اسی طرح، مثبت ایکٹیو میٹریل (PAM) NAM سے آنے والے الیکٹرانوں کے ساتھ مل کر لیڈ آئن بن جاتا ہے، جو الیکٹرولائٹ کے بیسلفیٹ آئنوں کے ساتھ مل جاتا ہے اور اسی تحلیل جمع کرنے کے طریقہ کار پر عمل کرتے ہوئے، مثبت فعال مواد پر لیڈ سلفیٹ کے طور پر جمع ہوتا ہے۔

ریچارج کے دوران: 2PbSO4 + 2H2O چارج → PbO2 + Pb + 2H2SO4

مثبت اور منفی پلیٹوں پر خارج ہونے والے مادہ کے دوران حاصل ہونے والے رد عمل کی مصنوعات چارج کے دوران واپس اصل مواد میں تبدیل ہو جاتی ہیں۔ یہاں، رد عمل کو خارج ہونے والے مادہ کے الٹ عہدہ ملتا ہے۔ مثبت پلیٹ آکسیکرن سے گزرتی ہے، جبکہ مخالف قطبی پلیٹ میں کمی آتی ہے۔

مساوی چارج: مکمل چارج کب مکمل ہوتا ہے۔

اگر درج ذیل شرائط پوری ہو جائیں تو بیٹریوں نے معمول کی چارجنگ مکمل کر لی ہے۔

پیرامیٹر سیلاب زدہ لیڈ ایسڈ بیٹری والو ریگولیٹڈ لیڈ ایسڈ بیٹری (VRLA)
چارجنگ وولٹیج اور کرنٹ یہاں ایک مستقل کرنٹ چارج فرض کیا گیا ہے: چارج کے اختتام پر بیٹری کا وولٹیج کسی خاص کرنٹ کے لیے مستقل ہونا چاہیے۔ aa 12v بیٹری کے لیے قدر 16.2 سے 16.5v ہو سکتی ہے۔ مستقل متاثر وولٹیج کے لیے (کہیں کہ 12v بیٹری کے لیے 13.8v سے 14.4v)، کرنٹ کم از کم دو گھنٹے تک مستقل ہونا چاہیے۔
الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل کو بھی مستقل قدر تک پہنچنا چاہئے۔ یہ قیمت پوری طرح سے چارج ہونے والی بیٹری پر منحصر ہوگی جب اسے مینوفیکچرر کے ذریعہ فراہم کیا گیا تھا۔ الیکٹرولائٹ کی مخصوص کشش ثقل کی پیمائش نہیں کی جا سکتی۔
گیس کی نوعیت دونوں پلیٹوں پر یکساں اور بھرپور گیسنگ۔ تیار ہونے والی گیسوں کا حجم 1:2 ہوگا جیسا کہ پانی میں، یعنی آکسیجن کے 1 حجم کے لیے ہائیڈروجن کے 2 حجم۔ VRLABs کے لیے تجویز کردہ چارجنگ وولٹیج کی سطحوں پر، نہ ہونے کے برابر گیسنگ دیکھی جاتی ہے۔ 2.25 سے 2.3 وولٹ فی سیل (Vpc) فلوٹ چارج پر، کوئی گیس ارتقاء نہیں دیکھا جاتا ہے۔ 2.3 Vpc پر، 12V 100Ah VRLAB 8 سے 11 ml/h/12V بیٹری خارج کر سکتا ہے۔ لیکن 2.4 Vpc پر یہ تقریباً دوگنا ہے، 18 سے 21 ملی لیٹر/h/12V بیٹری۔ (i. pbq VRLA بیٹریاں، جنوری، 2010۔ ii. C&D ٹیکنالوجیز: ٹیکنیکل بلیٹن 41-6739، 2012۔)

ایکویلائزنگ چارج: بیٹری کے لیے مساوی چارج کیا ہے۔

  • ایک نئی اسمبل شدہ لیڈ ایسڈ بیٹری کو ابتدائی فلنگ اور ابتدائی چارجنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • خارج ہونے والی بیٹری کو عام ری چارج کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • آلات اور آلات سے جڑی بیٹریاں عام طور پر پوری طرح سے چارج نہیں ہوتیں، اس لحاظ سے وہ مکمل چارج وولٹیج تک نہیں پہنچ پاتی ہیں۔> 12V بیٹری کے لیے 16V۔ مثال کے طور پر، آٹوموبائل میں (اسٹارٹنگ، لائٹنگ اور اگنیشن) SLI ایپلیکیشن میں، زیادہ سے زیادہ وولٹیج جو بیٹری حاصل کر سکتی ہے 12V بیٹری کے لیے تقریباً 14.4 V ہے۔ اسی طرح، انورٹر/یو پی ایس بیٹری کے چارجنگ وولٹیجز 13.8 سے 14.4 V سے آگے نہیں بڑھتے ہیں۔ ایسی ایپلی کیشنز میں، مثبت اور منفی دونوں پلیٹوں میں غیر تبدیل شدہ لیڈ سلفیٹ کے جمع ہونے کا عمل بڑھتا ہی چلا جاتا ہے جیسے جیسے بیٹری کی زندگی بڑھتی ہے۔

وجہ یہ ہے کہ اوپر بتائی گئی وولٹیج کی قدریں تمام خارج شدہ مصنوعات کو اصل فعال مواد میں بحال کرنے کے لیے کافی نہیں ہیں۔ اس طرح کی بیٹریوں کو تمام خلیات کو مکمل چارج اور ایک ہی سطح پر لانے کے لیے وقتاً فوقتاً ری چارج کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس سے الیکٹرولائٹ کی سطح بندی کے اثرات کو دور کرنے میں بھی مدد ملے گی۔ اس طرح کے اضافی آلات کی چارجنگ کو بینچ چارج یا برابری چارج کہا جاتا ہے۔

مساوی چارج پر نتائج:

برابری چارج بحالی کے طریقہ کار کا ایک حصہ ہے۔ زیادہ سے زیادہ وولٹیج جس پر ایکویلائزنگ چارج کیا جا سکتا ہے اس کا انحصار لیڈ ایسڈ بیٹری کی قسم پر ہے، چاہے وہ فلڈ کی قسم کی ہو یا VRLA قسم کی ہو۔ بیٹری کے تمام خلیات کو ایک ہی سطح پر لانے کے لیے سابقہ قسم کے خلیات کو 12V بیٹری کے لیے 16.5 V کے وولٹیج پر مستقل کرنٹ پر چارج کیا جا سکتا ہے۔

تاہم، VRLA سیلز کو صرف مستقل وولٹیج کے طریقے سے چارج کیا جانا چاہیے اور یہ متاثر شدہ وولٹیج 12V بیٹری کے لیے تجویز کردہ زیادہ سے زیادہ وولٹیج 14.4 V سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ جہاں مستقل وولٹیج چارج کرنے کی سہولت دستیاب نہیں ہے، VRLA بیٹریاں بیٹری کے ٹرمینل وولٹیج (ٹی وی) کی مسلسل نگرانی کے ساتھ مستقل کرنٹ پر چارج کی جا سکتی ہیں۔ جب بھی ٹی وی 14.4 V کی سطح کے قریب یا اس سے زیادہ ہو جائے، چارجنگ کرنٹ کو مسلسل کم کیا جانا چاہیے تاکہ TV کو 14.4 V سے آگے جانے کی اجازت نہ ہو۔

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!

بیٹری ری سائیکلنگ

بیٹری ری سائیکلنگ

اوپر تصویر کریڈٹ: EPRIJournal لیڈ ایسڈ بیٹری ری سائیکلنگ سرکلر اکانومی میں بیٹری کی ری سائیکلنگ کا ایک نمونہ بیٹری ری سائیکلنگ، خاص طور پر

VRLA بیٹری کا مطلب

VRLA بیٹری کا مطلب

VRLA بیٹری کا مطلب VRLA بیٹری کا کیا مطلب ہے اس کا ایک مختصر جائزہ سیلاب زدہ لیڈ ایسڈ بیٹری کو چارج کرنے میں ایک

AGM بیٹری

AGM بیٹری

AGM بیٹری کا کیا مطلب ہے؟ AGM بیٹری کا کیا مطلب ہے؟ آئیے پہلے جانتے ہیں کہ AGM کا مخفف کیا ہے؟ AGM بیٹری کی

بیٹریاں کیوں پھٹتی ہیں؟

بیٹریاں کیوں پھٹتی ہیں؟

بیٹریاں کیوں پھٹتی ہیں؟ چارج کرنے کے دوران تمام لیڈ ایسڈ بیٹریاں ہائیڈروجن اور آکسیجن پیدا کرتی ہیں جو الیکٹرولائٹ کے ہائیڈروجن اور آکسیجن میں

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۔