الیکٹرک بیٹری کیسے بنتی ہے، اس کے کام کرنے والے اصول، اقسام، مقصد اور اہم خصوصیات؟

الیکٹرک بیٹریوں کے استعمال کا دائرہ بہت وسیع ہے۔ بجلی کے منبع کے طور پر ان کا استعمال کیا جاتا ہے۔ بچوں کے کھلونےبیٹریاں پاور ٹولز اور الیکٹرک کاروں میں کرشن کے ذریعہ دونوں استعمال ہوتی ہیں۔ بیٹریوں کو قابل استعمال کرنے کے لیے ان کی خصوصیات، ان کی طاقت اور کمزوریوں کو جاننا ضروری ہے۔

الیکٹرک بیٹری کیا ہے اور یہ کیسے بنتی ہے؟

الیکٹرک بیٹری - ایک قابل تجدید ہے برقی توانائی کا ذریعہ. galvanic خلیات کے برعکس اسے خارج ہونے کے بعد دوبارہ چارج کیا جا سکتا ہے۔ اصولی طور پر تمام جمع کرنے والے ایک ہی طریقے سے بنائے جاتے ہیں اور ایک کیتھوڈ اور ایک الیکٹرولائٹ میں رکھے ہوئے ایک انوڈ پر مشتمل ہوتے ہیں۔

الیکٹروڈ کا مواد اور الیکٹرولائٹ کی ساخت مختلف ہوتی ہے، اور یہی چیز بیٹریوں کی صارفی خصوصیات اور ان کے اطلاق کے دائرہ کار کا تعین کرتی ہے۔ کیتھوڈ اور اینوڈ کے درمیان ایک غیر محفوظ ڈائی الیکٹرک سیپریٹر، ایک الیکٹرولائٹ سے امپریگنیٹڈ سیپریٹر رکھا جا سکتا ہے۔ لیکن یہ زیادہ تر اسمبلی کی مکینیکل خصوصیات کا تعین کرتا ہے اور اصولی طور پر سیل کے آپریشن کو متاثر نہیں کرتا ہے۔

عام طور پر، بیٹری کا عمل دو توانائی کے تبادلوں پر مبنی ہے:

• چارج پر بجلی سے کیمیائی؛
• خارج ہونے پر کیمیکل سے برقی۔

دونوں قسم کے تبادلوں کی بنیاد الٹ جانے والے کیمیائی رد عمل کے بہاؤ پر ہوتی ہے، جس کے دورانیے کا تعین بیٹری میں استعمال ہونے والے مادوں سے ہوتا ہے۔ لیڈ ایسڈ سیل میں، مثال کے طور پر، اینوڈ کا فعال حصہ لیڈ ڈائی آکسائیڈ سے بنا ہوتا ہے اور کیتھوڈ دھاتی لیڈ سے بنا ہوتا ہے۔ الیکٹروڈ سلفورک ایسڈ کے الیکٹرولائٹ میں ہوتے ہیں۔ اینوڈ پر خارج ہونے کے دوران لیڈ ڈائی آکسائیڈ لیڈ سلفیٹ اور پانی کی تشکیل کے ساتھ کم ہو جاتی ہے، اور کیتھوڈ پر لیڈ سلفیٹ میں آکسائڈائز ہو جاتی ہے۔ الٹا رد عمل چارجنگ کے دوران ہوتا ہے۔ دیگر بیٹری ڈیزائنوں میں، اجزاء مختلف طریقے سے رد عمل کرتے ہیں، لیکن اصول ایک جیسا ہے۔

بیٹریوں کی اقسام اور اقسام

بیٹریوں کی صارفی خصوصیات کا تعین بنیادی طور پر اس کی پروڈکشن ٹیکنالوجی سے ہوتا ہے۔ گھریلو اور صنعت میں، بیٹری سیل کی کئی اقسام سب سے زیادہ عام ہیں۔

لیڈ ایسڈ .

اس قسم کی بیٹریاں XIX صدی کے وسط میں ایجاد کی گئی تھیں، اور اب بھی اس کا اطلاق موجود ہے۔ اس کے فوائد میں شامل ہیں:

• سادہ، سستا اور دہائیوں کی پیداواری ٹیکنالوجی سے ثابت؛
• اعلی موجودہ پیداوار؛
• طویل خدمت زندگی (300 سے 1000 چارج ڈسچارج سائیکل)؛
• سب سے کم خود خارج ہونے والا کرنٹ؛
• کوئی میموری اثر نہیں.

اس کے نقصانات بھی ہیں۔ سب سے پہلے، یہ کم مخصوص طاقت کی صلاحیت ہے، جس کے نتیجے میں سائز اور وزن میں اضافہ ہوتا ہے. منفی درجہ حرارت، خاص طور پر مائنس 20 °C سے نیچے کی خراب کارکردگی کو بھی نوٹ کیا گیا۔ ضائع کرنے کے ساتھ بھی مسائل ہیں - لیڈ مرکبات کافی زہریلا ہیں. لیکن یہ مسئلہ دوسری قسم کی بیٹریوں کو بھی حل کرنا ہوگا۔.

اس حقیقت کے باوجود کہ ایسڈ لیڈ بیٹریوں کے آلے کو زیادہ سے زیادہ لایا گیا ہے، یہاں تک کہ یہاں بہتری کے اختیارات موجود ہیں۔ مثال کے طور پر، AGM ٹیکنالوجی ہے، جس کے مطابق الیکٹرولائٹ کے ساتھ ایک غیر محفوظ مواد کو الیکٹروڈ کے درمیان رکھا جاتا ہے۔الیکٹرو کیمیکل چارجنگ اور ڈسچارجنگ کے عمل متاثر نہیں ہوتے ہیں۔ یہ بنیادی طور پر بیٹریوں کی مکینیکل خصوصیات (وائبریشن کے خلاف مزاحمت، تقریبا کسی بھی پوزیشن میں کام کرنے کی صلاحیت وغیرہ) کو بہتر بناتا ہے اور کسی حد تک آپریشن کی حفاظت کو بڑھاتا ہے۔

اس کے علاوہ ایک قابل توجہ فائدہ یہ ہے کہ مائنس 30 ڈگری سینٹی گریڈ درجہ حرارت پر صلاحیت اور موجودہ پیداوار میں کمی کے بغیر بہتر آپریشن۔

ایسڈ لیڈ بیٹریوں کی ایک اور ترمیم جیل بیٹریاں ہیں۔ الیکٹرولائٹ کو جیلی کی حالت میں گاڑھا کیا جاتا ہے۔ یہ آپریشن کے دوران الیکٹرولائٹ کے رساو کو روکتا ہے اور گیس بننے کے امکان کو ختم کرتا ہے۔ تاہم، موجودہ پیداوار کچھ حد تک کم ہو گئی ہے، جو جیل بیٹریوں کے بطور اسٹارٹر بیٹریوں کے استعمال کو محدود کرتی ہے۔ بڑھتی ہوئی صلاحیت اور سروس لائف کے لحاظ سے ایسی بیٹریوں کی اعلان کردہ معجزاتی خصوصیات مارکیٹرز کے ضمیر پر ہیں۔

لیڈ ایکومولیٹر بیٹریاں عام طور پر وولٹیج اسٹیبلائزیشن کے موڈ میں چارج ہوتی ہیں۔ یہ بیٹری کی وولٹیج کو بڑھاتا ہے اور چارج کرنٹ کو کم کرتا ہے۔ چارجنگ کے عمل کے اختتام کا معیار مقررہ حد تک موجودہ گراوٹ ہے۔

نکل کیڈیمیم

وہ اپنی عمر کے اختتام کو پہنچ رہے ہیں، اور ان کے استعمال کی حد آہستہ آہستہ کم ہو رہی ہے۔ ان کا بنیادی نقصان ایک واضح میموری اثر ہے. اگر آپ نامکمل طور پر خارج ہونے والی Ni-Cd بیٹری کو چارج کرنا شروع کر دیتے ہیں، تو سیل اس سطح کو "یاد رکھتا ہے"، اور صلاحیت کا مزید تعین اس قدر سے ہوتا ہے۔ ایک اور مسئلہ کم ماحولیاتی دوستی ہے۔ زہریلے کیڈیمیم مرکبات ایسی بیٹریوں کو ضائع کرنے میں مسائل پیدا کرتے ہیں۔ دیگر نقصانات میں شامل ہیں:

• خود خارج ہونے کا اعلی رجحان؛
• نسبتا کم بجلی کی صلاحیت.

لیکن فوائد بھی ہیں:

• کم قیمت؛
• طویل سروس کی زندگی (1000 چارج ڈسچارج سائیکل تک)؛
• اعلی کرنٹ دینے کی صلاحیت۔

ان بیٹریوں کی خوبیوں میں کم منفی درجہ حرارت پر کام کرنے کی صلاحیت بھی شامل ہے۔

Ni-Cd سیلز کو مستقل کرنٹ موڈ میں چارج کیا جاتا ہے۔ چارجنگ کرنٹ کی ہموار یا مرحلہ وار کمی کے ساتھ ریچارج کرکے صلاحیت کا مکمل استعمال کیا جاسکتا ہے۔ عمل کے اختتام کی نگرانی سیل وولٹیج میں کمی سے کی جاتی ہے۔

نکل میٹل ہائیڈرائڈ

وہ نکل کیڈیمیم بیٹریاں بدلنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں۔ ان میں Ni-Cd بیٹریوں کی بہت سی خصوصیات اور کارکردگی کی خصوصیات ہیں۔ ہم میموری کے اثر سے جزوی طور پر چھٹکارا حاصل کرنے میں کامیاب ہو گئے، بجلی کی صلاحیت کو ڈیڑھ گنا تک بڑھایا اور خود سے خارج ہونے کے رجحان کو کم کیا۔ ایک ہی وقت میں، موجودہ پیداوار زیادہ رہی اور لاگت تقریباً اسی سطح پر رہی۔ ماحولیاتی مسئلہ کو کم کیا گیا ہے - بیٹریاں زہریلے مرکبات کے استعمال کے بغیر تیار کی جاتی ہیں۔ لیکن اس کی قیمت ایک گنا کم زندگی (5 گنا تک) اور منفی درجہ حرارت پر کام کرنے کی صلاحیت کے ساتھ ادا کرنا پڑتی ہے - نکل کیڈیمیم بیٹریوں کے لیے -40 °C کے مقابلے میں -20 °C تک۔

اس طرح کے خلیات کو مستقل کرنٹ موڈ میں چارج کیا جاتا ہے۔ ہر سیل پر وولٹیج کو 1.37 وولٹ تک بڑھا کر عمل کے اختتام کی نگرانی کی جاتی ہے۔ منفی اخراج کے ساتھ سب سے زیادہ سازگار پلس کرنٹ موڈ ہے۔ یہ یادداشت کے اثرات کو ختم کرتا ہے۔

لیتھیم آئن

لتیم آئن بیٹریاں پوری دنیا کو اپنی لپیٹ میں لے رہی ہیں۔ وہ دوسری قسم کی بیٹریوں کو ان علاقوں سے ہٹا رہے ہیں جہاں پوزیشن غیر متزلزل لگ رہی تھی۔ لی آئن خلیوں میں تقریباً کوئی میموری اثر نہیں ہوتا ہے (یہ موجود ہے، لیکن نظریاتی سطح پر)، 600 چارج ڈسچارج سائیکل تک برداشت کر سکتے ہیں، توانائی کی گنجائش نکل کے وزن اور صلاحیت کے تناسب سے 2-3 گنا زیادہ ہے۔ دھاتی ہائیڈرائڈ بیٹریاں.

سٹوریج کے دوران خود سے خارج ہونے کا رجحان بھی کم سے کم ہے، لیکن آپ کو لفظی معنوں میں اس سب کی قیمت ادا کرنی پڑتی ہے - ایسی بیٹریاں روایتی بیٹریوں سے کہیں زیادہ مہنگی ہوتی ہیں۔ہم پیداوار کی ترقی کے ساتھ قیمتوں میں کمی کی توقع کر سکتے ہیں، جیسا کہ وہ عام طور پر کرتے ہیں، لیکن اس طرح کی بیٹریوں کی دیگر موروثی خرابیاں - موجودہ پیداوار میں کمی، منفی درجہ حرارت پر کام کرنے سے قاصر ہونا - موجودہ ٹیکنالوجیز سے دور ہونے کا امکان نہیں ہے۔

آگ کے بڑھتے ہوئے خطرے کے ساتھ، یہ کسی حد تک استعمال کو روکتا ہے۔ لی آئن بیٹریاں. یہ بھی ذہن میں رکھنا چاہئے کہ اس طرح کے خلیات انحطاط کا شکار ہیں۔ یہاں تک کہ اگر وہ چارج اور ڈسچارج نہیں ہوتے ہیں، تو ان کی زندگی خود 1.5 ... 2 سال کے سٹوریج میں صفر ہو جاتی ہے۔

سب سے زیادہ سازگار چارجنگ موڈ دو مراحل میں ہے۔ پہلے ایک مستحکم کرنٹ کے ساتھ (آسانی سے بڑھتے ہوئے وولٹیج کے ساتھ)، پھر ایک مستحکم وولٹیج کے ساتھ (آسانی سے کم ہوتے کرنٹ کے ساتھ)۔ عملی طور پر، دوسرا مرحلہ مرحلہ وار چارجنگ کرنٹ میں کمی کی صورت میں حاصل ہوتا ہے۔ اس سے بھی زیادہ کثرت سے یہ مرحلہ ایک قدم پر مشتمل ہوتا ہے - صرف مستحکم کرنٹ کو کم کرنا۔

بیٹری کی بنیادی خصوصیات

بیٹری کا انتخاب کرتے وقت پہلا پیرامیٹر جس پر کوئی توجہ دیتا ہے وہ ہے۔ برائے نام وولٹیج. ایک بیٹری سیل کے وولٹیج کا تعین سیل کے اندر ہونے والے جسمانی اور کیمیائی عمل سے ہوتا ہے، اور یہ بیٹری کی قسم پر منحصر ہوتا ہے۔ ایک مکمل چارج شدہ ڈیلیور کر سکتا ہے:

• لیڈ ایسڈ سیل - 2.1 وولٹ؛
• نکل کیڈیمیم - 1.25 وولٹ؛
• نکل میٹل ہائیڈرائڈ، 1.37 وولٹ؛
• لتیم آئن بیٹری: 3.7 وولٹ۔

زیادہ وولٹیج حاصل کرنے کے لیے، خلیات کو بیٹریوں میں جمع کیا جاتا ہے۔ لہذا، کار کی بیٹری کے لیے، آپ کو 12 وولٹ (زیادہ واضح طور پر، 12.6 وولٹ) حاصل کرنے کے لیے سیریز میں 6 لیڈ ایسڈ بیٹریاں جوڑنا ہوں گی، اور 18 وولٹ کے اسکریو ڈرایور کے لیے - 3.7 وولٹ کی 5 لیتھیم آئن بیٹریاں۔

دوسرا اہم پیرامیٹر ہے۔ صلاحیت. یہ لوڈ کے تحت بیٹری کے آپریٹنگ وقت کا تعین کرتا ہے۔ یہ ایمپیئر گھنٹوں میں ماپا جاتا ہے (وقت پر کرنٹ کی پیداوار)۔مثال کے طور پر، 3 A⋅h کی صلاحیت والی بیٹری 3 گھنٹے میں ڈسچارج ہو جائے گی اگر 1 amp کے کرنٹ کے ساتھ ڈسچارج کی جائے، اور اگر 3 amps کے کرنٹ کے ساتھ خارج کی جائے تو 1 گھنٹے میں۔

اہم! سخت الفاظ میں، ایک بیٹری کی صلاحیت موجودہ پر منحصر ہے اس لیے ایک ہی بیٹری کے لیے مختلف لوڈ ویلیوز پر کرنٹ اور ڈسچارج کے وقت کی پیداوار ایک جیسی نہیں ہوگی۔

اور تیسرا اہم پیرامیٹر موجودہ لے جانے کی صلاحیت. یہ زیادہ سے زیادہ کرنٹ ہے جو بیٹری فراہم کر سکتی ہے۔ یہ اہم ہے، مثال کے طور پر، کے لئے گاڑی کی بیٹری - سرد موسم میں انجن شافٹ کو کرینک کرنے کی صلاحیت کا تعین کرتا ہے۔ نیز، ہائی کرنٹ فراہم کرنے کی صلاحیت، ہائی ٹارک پیدا کرنا، مثال کے طور پر، پاور ٹولز کے لیے اہم ہے۔ لیکن موبائل گیجٹ کے لیے یہ خصوصیت اتنی اہم نہیں ہے۔

بیٹریوں کی برقی خصوصیات اور صارفین کی خصوصیات ان کے ڈیزائن اور پروڈکشن ٹیکنالوجی پر منحصر ہیں۔ بیٹری کے صحیح استعمال کا مطلب قابل تجدید کیمیائی توانائی کے ذرائع کے فوائد کا استعمال اور نقصانات کو برابر کرنا ہے۔

متعلقہ مضامین: