19 वीं शताब्दी के मध्य में उनके आविष्कार के बाद से लीड-एसिड बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी में एक आधारशिला रही है। इन विश्वसनीय शक्ति स्रोतों का व्यापक रूप से विभिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। यह समझना कि उनके प्रदर्शन को अनुकूलित करने और उनके जीवनकाल को बढ़ाने के लिए लीड-एसिड बैटरी का काम कैसे आवश्यक है।
एक लीड-एसिड बैटरी में कई प्रमुख घटक होते हैं जो विद्युत ऊर्जा को कुशलता से संग्रहीत करने और जारी करने के लिए एक साथ काम करते हैं। प्राथमिक तत्वों में शामिल हैं:
प्लेटें: लीड डाइऑक्साइड (पॉजिटिव प्लेट्स) और स्पंज लीड (नकारात्मक प्लेटों) से बने, ये एक इलेक्ट्रोलाइट समाधान में डूबे हुए हैं।
इलेक्ट्रोलाइट: सल्फ्यूरिक एसिड और पानी का मिश्रण, जो ऊर्जा भंडारण के लिए आवश्यक रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाता है।
विभाजक: आयनिक आंदोलन की अनुमति देते हुए शॉर्ट-सर्किटिंग को रोकने के लिए सकारात्मक और नकारात्मक प्लेटों के बीच पतली इन्सुलेट सामग्री रखी जाती है।
कंटेनर: एक मजबूत आवरण जो सभी आंतरिक घटकों को घर में रखता है, आमतौर पर टिकाऊ प्लास्टिक या रबर से बनाया जाता है।
टर्मिनल: बैटरी में दो टर्मिनल होते हैं: सकारात्मक और नकारात्मक। सील किए गए टर्मिनल उच्च वर्तमान निर्वहन और एक लंबी सेवा जीवन में योगदान करते हैं।
एक लीड-एसिड बैटरी का संचालन प्लेटों और इलेक्ट्रोलाइट समाधान पर सक्रिय सामग्री के बीच प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाओं के आसपास घूमता है।
डिस्चार्ज के दौरान, निम्नलिखित प्रक्रिया होती है:
इलेक्ट्रोलाइट में सल्फ्यूरिक एसिड दोनों सकारात्मक (लीड डाइऑक्साइड) और नकारात्मक (स्पंज लीड) प्लेटों के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह प्रतिक्रिया एक बाहरी सर्किट के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों को जारी करते समय दोनों प्लेटों पर लीड सल्फेट का उत्पादन करती है, जिससे विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है। चूंकि इलेक्ट्रॉनों बाहरी लोड के माध्यम से नकारात्मक प्लेट से सकारात्मक प्लेट में प्रवाहित होते हैं, इसलिए ऊर्जा को जुड़े उपकरणों को आपूर्ति की जाती है।
चार्जिंग के दौरान, यह प्रक्रिया उलट है:
एक बाहरी बिजली स्रोत बैटरी टर्मिनलों में वोल्टेज लागू करता है। लागू वोल्टेज इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक प्लेट में वापस ले जाता है, जबकि लीड सल्फेट को अपने मूल रूपों में वापस परिवर्तित करते हुए - सकारात्मक प्लेटों पर अलग -अलग डाइऑक्साइड और नकारात्मक प्लेटों पर स्पंज लीड। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान पानी के अणुओं के विभाजन के रूप में सल्फ्यूरिक एसिड सांद्रता बढ़ती है।
यह चक्रीय प्रकृति लीड-एसिड बैटरी को ठीक से बनाए रखने पर महत्वपूर्ण गिरावट के बिना कई बार रिचार्ज करने की अनुमति देती है।
उचित चार्जिंग तकनीक
लीड-एसिड बैटरी में इष्टतम प्रदर्शन बनाए रखने के लिए प्रभावी चार्जिंग प्रथाएं महत्वपूर्ण हैं:
निरंतर वोल्टेज चार्जिंग: यह विधि चार्जिंग की अनुमति देती है जहां वोल्टेज को निरंतर मूल्य पर बनाए रखा जाता है। लाभ यह है कि चार्जिंग करंट को स्वचालित रूप से समायोजित किया जाता है क्योंकि बैटरी की चार्ज स्थिति बदल जाती है।
तीन-चरण चार्जिंग: जिसमें बल्क चार्ज (निरंतर वर्तमान), अवशोषण चार्ज (निरंतर वोल्टेज), और फ्लोट चार्ज (रखरखाव मोड) शामिल है, यह तकनीक बैटरी घटकों पर अत्यधिक तनाव के बिना पूरी तरह से रिचार्जिंग सुनिश्चित करती है।
चार्जिंग के दौरान तापमान की निगरानी महत्वपूर्ण है; उच्च तापमान गैसिंग या थर्मल रनवे जैसी हानिकारक प्रक्रियाओं को तेज कर सकता है।
प्रभावी निर्वहन विधियाँ
डिस्चार्ज साइकिल को गहरे डिस्चार्ज से बचने के लिए सावधानी से प्रबंधित किया जाना चाहिए जो बैटरी स्वास्थ्य को नुकसान पहुंचा सकता है:
जब भी संभव हो 50% गहराई से डिस्चार्ज से परे डिस्चार्ज करने से बचें; लगातार गहरे डिस्चार्ज समग्र जीवनकाल को काफी कम कर देते हैं।
विभिन्न अनुप्रयोगों में विश्वसनीय ऊर्जा भंडारण के लिए लीड-एसिड बैटरी आवश्यक हैं। उनकी संरचना और कार्य सिद्धांतों को समझकर, उपयोगकर्ता प्रदर्शन का अनुकूलन कर सकते हैं और अपने जीवनकाल का विस्तार कर सकते हैं। उचित चार्जिंग और डिस्चार्ज मॉनिटरिंग महत्वपूर्ण हैं। कार्यान्वयन DFUN बैटरी मॉनिटरिंग सिस्टम (BMS) यह सुनिश्चित करता है कि लीड-एसिड बैटरी ऊर्जा भंडारण समाधानों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बने रहें। सिस्टम व्यक्तिगत सेल वोल्टेज की निगरानी करता है, और मल्टी-सेल कॉन्फ़िगरेशन में चार्ज/डिस्चार्ज धाराओं को चार्ज/डिस्चार्ज करता है, और इसमें नियंत्रण और रखरखाव को बढ़ाने के लिए बैटरी सक्रियण और बैटरी बैलेंसिंग सुविधाएँ शामिल हैं।
