माध्यमिक कोशिकाओं के 3 मुख्य प्रकार

यह लेख तीन मुख्य प्रकार की माध्यमिक कोशिकाओं पर प्रकाश डालता है। इस प्रकार हैं: 1. लीड एसिड सेकेंडरी सेल 2. निकल आयरन सेकेंडरी सेल 3. निकल कैडमियम सेल।

प्रकार # 1. लीड एसिड माध्यमिक सेल:

इस प्रकार की बैटरियों में एक लीड सेल में दो इलेक्ट्रोड होते हैं, जो लीड यौगिकों से बने होते हैं, जो तनु सल्फ्यूरिक एसिड के इलेक्ट्रोलाइट में डूबे होते हैं। इलेक्ट्रोड की सक्रिय सामग्रियों को लीड लीड ग्रिड पर कोटिंग के रूप में जमा किया जाता है।

इलेक्ट्रोड में एक या एक से अधिक ग्रिड (या प्लेट) होते हैं, एनोड और कैथोड प्लेट्स को वैकल्पिक रूप से आमने-सामने सेट किया जाता है। लेकिन जब सेल को डिस्चार्ज किया जाता है, तो कैथोड और एनोड ग्रिड दोनों को लीड सल्फेट के साथ लेपित किया जाता है।

जब सेल चार्ज किया जाता है, तो एनोड ग्रिड लीड पेरोक्साइड के साथ लेपित होते हैं और कैथोड ग्रिड शुद्ध लीड होते हैं। अब हम देखते हैं कि यह कैसा प्रदर्शन करता है; इन बैटरियों में होने वाली मूलभूत और मूलभूत रासायनिक क्रिया के नीचे रासायनिक सूत्र में दिखाया गया है,

हालांकि, जब पूरी तरह से चार्ज किया जाता है, तो सेल लगभग 2 वोल्ट का ईएमएफ विकसित करता है लेकिन, जैसा कि यह डिस्चार्ज होता है, ईएमएफ धीरे-धीरे घटकर लगभग 1.8 वोल्ट हो जाता है। यदि सेल को पूरी तरह से डिस्चार्ज करने की अनुमति है, तो इसका वोल्टेज अंत में बहुत तेजी से गिरता है।

पूर्ण निर्वहन, हालांकि, इलेक्ट्रोड के विघटन के परिणामस्वरूप होने की संभावना है, ताकि यह लीड एसिड कोशिकाओं को रिचार्ज करने के लिए एक मानक अभ्यास हो, इससे पहले कि इसका ओपन सर्किट वोल्टेज 1.8 वोल्ट से कम हो। एक बार वोल्टेज 1.8 वोल्ट से नीचे हो जाने पर बैटरी को रिचार्ज करना मुश्किल हो जाता है। इसलिए यह हमेशा जांचा जाना चाहिए कि यह वोल्टेज 1.8 वोल्ट से कम न हो।

इलेक्ट्रोलाइट की विशिष्ट गुरुत्व:

सेल के सही कामकाज के लिए इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व महत्वपूर्ण है। जब यह पूरी तरह से चार्ज हो जाता है, तो इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व लगभग 1.21 होता है, लेकिन जब सेल को 1.8 वोल्ट तक डिस्चार्ज किया जाता है, तो विशिष्ट गुरुत्व लगभग 1.18 होता है।

विशिष्ट गुरुत्व में परिवर्तन इसलिए लाया जाता है क्योंकि जब कोशिका का निर्वहन होता है, तो कुछ एसिड का उपयोग इलेक्ट्रोड में लेड सल्फेट के निर्माण में किया जाता है, और कुछ पानी का उत्पादन किया जाता है।

पानी के लिए एसिड का अनुपात इसलिए कम है। एक लीड एसिड सेल के आवेश की स्थिति को हाइड्रोमीटर के साथ इलेक्ट्रोलाइट के विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण को मापकर पता लगाया जा सकता है। कैप लैंप बैटरी के मामले में, विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण ऊपर बताए गए से अधिक हो सकता है, क्योंकि कैप लैंप बैटरी में एक विशिष्ट निर्वहन विशेषता की आवश्यकता होती है।

टाइप # 2. निकल आयरन सेकेंडरी सेल:

इस प्रकार की बैटरी में एक निकल यौगिक इलेक्ट्रोड और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड के एक इलेक्ट्रोलाइट में डूबे एक लोहे के यौगिक इलेक्ट्रोड होते हैं, जिससे सेल की चालकता में सुधार करने के लिए थोड़ा लिथियम हाइड्रेट जोड़ा गया है। जब सेल को डिस्चार्ज किया जाता है, तो एनोड पर सक्रिय पदार्थ निकल हाइड्रॉक्साइड होता है, जबकि कैथोड में आयरन ऑक्साइड होता है।

अब जब सेल को चार्ज किया जाता है, तो एनोड पर निकेल-पेरोक्साइड बनता है और कैथोड में शुद्ध लोहा दिखाई देता है। इलेक्ट्रोलाइट में कोई रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है, और इसकी विशिष्ट गुरुत्व कोशिका के पूरे चक्र में समान रहता है। अंजीर। 5.4 इस प्रकार की बैटरी के कामकाज को दिखाता है।

निकेल आयरन बैटरी निर्माण में, एनोड छिद्रित स्टील रिबन से बने कई ट्यूब होते हैं, जो सर्पिल रूप से घाव करते हैं, और स्टील के छल्ले द्वारा एक साथ रखे जाते हैं। ट्यूबों को भारी रूप से निकल के साथ चढ़ाया जाता है और सक्रिय निकल परिसर को उनमें पैक किया जाता है। एनोड के भीतर चालकता में सुधार करने के लिए फ्लेक्ड निकल के परतों को सक्रिय सामग्री के साथ मिलाया जाता है।

कैथोड में छिद्रित निकेल प्लेटेड स्टील स्ट्रिप्स होते हैं जिन्हें पॉकेट में छिद्रित किया जाता है, जिसमें सक्रिय लौह यौगिक पैक किया जाता है। कैथोड की चालकता को थोड़ा पारा के अलावा सक्रिय सामग्री से जोड़ा जाता है।

Alkaline निकल-लोहे की सेल 1.4 वोल्ट का एक ईएमएफ विकसित करती है जब पूरी तरह से चार्ज किया जाता है और सामान्य रूप से रिचार्ज किया जाता है जब ओपन सर्किट वोल्टेज लगभग 1.1 वोल्ट तक गिर जाता है। लीड एसिड सेल के विपरीत, हालांकि, अगर पूरी तरह से छुट्टी दे दी जाती है, तो क्षारीय कोशिका को नुकसान नहीं होता है।

हालांकि, क्षारीय निकेल आयरन सेल समान क्षमता वाले लीड एसिड सेल की तुलना में हल्का है लेकिन इसकी दक्षता कम है। सेल की क्षमता तापमान के साथ बदलती है। वास्तव में 53 ° F (12 ° C) से नीचे सेल की क्षमता तेजी से गिर जाती है, जिससे यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि सेल इस महत्वपूर्ण तापमान पर या उससे ऊपर चल रही है।

निकल लोहे की कोशिकाओं का एक विशिष्ट अनुप्रयोग उच्च वोल्टेज स्विचगियर से जुड़ी मानक 30 वोल्ट डीसी ट्रिपिंग बैटरी है।

टाइप # 3. निकल कैडमियम सेल:

इस प्रकार की कोशिका एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट में निकल हाइड्रॉक्साइड और कैडमियम हाइड्रॉक्साइड के बीच प्रतिक्रिया पर आधारित है। रासायनिक प्रतिक्रिया की सावधानीपूर्वक व्यवस्था करके अतिरिक्त गैसिंग को रोकने और एक सील रिचार्जेबल इकाई का निर्माण करना संभव हो गया है। इस प्रकार की बैटरी की रासायनिक प्रतिक्रिया को दिखाया जा सकता है

ऊपर से हम देखते हैं कि एक पूरी तरह से चार्ज किए गए निकल कैडमियम बैटरी में निकल हाइड्रॉक्साइड ऑक्सीकरण के उच्च स्तर पर है और नकारात्मक सामग्री शुद्ध स्टेडियम में कम हो जाती है। डिस्चार्ज होने पर, निकल हाइड्रॉक्साइड ऑक्सीकरण की कम डिग्री तक और नकारात्मक प्लेट में कैडमियम ऑक्सीकरण होता है।

इस प्रकार रासायनिक प्रतिक्रिया में एक प्लेट से दूसरी में ऑक्सीजन का स्थानांतरण होता है और इलेक्ट्रोलाइट केवल आयनित कंडक्टर के रूप में कार्य करता है और किसी भी तरह से प्लेट के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण चार्ज या डिस्चार्ज के माध्यम से नहीं बदलता है।

निकल मढ़वाया इस्पात का निर्माण नकारात्मक ध्रुव को अत्यधिक छिद्रित यौगिकों (इलेक्ट्रोड; पॉजिटिव, कैडमियम: नकारात्मक) के इलेक्ट्रोड युक्त सक्रिय सामग्री के साथ संतृप्त करता है। पॉजिटिव पोल बनाने के लिए पॉजिटिव इलेक्ट्रोड को टॉप कवर से जोड़ा जाता है।

झरझरा प्लेटों में लगभग 80 प्रतिशत शून्य होते हैं, जो उच्च वैक्यूम उपचार के बाद सक्रिय इलेक्ट्रोड सामग्री के साथ गर्भवती होती हैं ताकि उच्च स्थान का उपयोग सुनिश्चित किया जा सके। इलेक्ट्रोड से जुड़े बाहरी आवरण के लिए वेल्डेड शुद्ध निकल स्ट्रिप्स हैं। इलेक्ट्रोड विभाजकों को विशेष रूप से दीर्घकालिक भौतिक और रासायनिक स्थिरता के लिए चुना गया गैर-बुना पॉलियामाइड सामग्री से जाली है।

सेल असेंबली कठोर नियंत्रित स्थितियों के तहत की जाती है और कैन के शीर्ष और रेंगना प्रतिरोधी इन्सुलेट नायलॉन ग्रोमर या शीर्ष प्लेट के बीच एक दबाव सील बनाकर अंतिम भली भांति बंद करके हासिल किया जाता है। इसके अलावा, कुछ कोशिकाओं को एक उचित सुरक्षा वेंट के साथ फिट किया जाता है, जो सेल को अत्यधिक दुरुपयोग की स्थिति में थोड़ी गैस छोड़ने और फिर सामान्य रूप से फिर से सील करने और कार्य करने में सक्षम बनाता है।

क्षमता:

किसी भी सील निकेल कैडमियम सेल की वास्तविक क्षमता कुछ हद तक डिस्चार्ज की दर पर निर्भर करती है और एम्पीयर घंटे की क्षमता का हवाला देते समय सावधानी बरतनी चाहिए। एक सेल की नाममात्र क्षमता वह है जो 10 घंटे में 1.1 वोल्ट की दर से पूरी तरह चार्ज सेल डिस्चार्ज होने पर प्राप्त होगी। एएच (एएमपी ऑवर) में यह दर K10 दर के रूप में जानी जाती है।

निर्वहन:

K10 रेटिंग से जुड़े नाममात्र डिस्चार्ज करंट को 1x1x10 कहा जाता है। इसी प्रकार 5x 1 × 10 के डिस्चार्ज करंट के साथ K2 घंटे की रेटिंग और K5 2 x 1 × 10 के डिस्चार्ज करंट के साथ एम्पीयर आवर की रेटिंग होगी।

डिस्चार्ज पर:

जब बैटरी ऐसी स्थिति में प्राप्त होती है जहां टर्मिनल वोल्टेज 1.1 वोल्ट से कम होता है तो क्षमता कम हो सकती है। फिर उन्हें मानक प्रभार दिया जाना चाहिए और फिर 110 की दर से छुट्टी दे दी जानी चाहिए। पूरी बैटरी क्षमता बहाल होने से पहले, इस प्रक्रिया को दोहराया जाना चाहिए।

चार्ज:

निकल कैडमियम कोशिकाओं के लिए चार्जिंग कारक 1.4 है। इसका मतलब है कि पूरी तरह से चार्ज या आंशिक रूप से डिस्चार्ज किए गए सेल के मामले में, बाहर निकाली गई क्षमता का 1.4 गुना प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। निरंतर चालू के साथ चार्ज करते समय, नाममात्र वर्तमान 1.10 सामान्य रूप से पार नहीं होना चाहिए।

संग्रहण:

भंडारण के लिए सबसे अच्छी स्थिति 15 से 20 डिग्री सेल्सियस के बीच के तापमान पर एक कमरे में होगी, जहां तक ​​संभव हो थोड़ा बदलाव हो। लंबे समय तक भंडारण से पहले, सेल को गंदगी और मिट्टी से भंडारण के दौरान छुट्टी दे दी जानी चाहिए और संरक्षित किया जाना चाहिए। लंबे समय तक भंडारण के बाद, पूरी तरह से चार्ज की गई कोशिकाएं स्वयं-निर्वहन के कारण क्षमता खो देंगी, लेकिन 60% से 70% प्रारंभिक क्षमता अभी भी कई महीनों के भंडारण के बाद भी बरकरार रहेगी।

विशेषता:

इस प्रकार की बैटरी में निम्नलिखित सिद्धांत विशेषताएं हैं:

(१) रखरखाव से मुक्ति। इन्हें शायद ही किसी रखरखाव की आवश्यकता होती है।

(२) शॉक प्रूफ निर्माण।

(३) किसी भी स्थिति में उपयोग किया जा सकता है।

(4) उच्च आंतरिक प्रतिरोध (कई मिलियन ओम)

(५) अच्छा शुल्क प्रतिधारण।

(6) डिस्चार्ज की उच्च दर 10 I 10 तक।

(7) 1.4 वोल्ट पूरी तरह से चार्ज।

(8) 1.1 वोल्ट पूरी तरह से डिस्चार्ज।

कैप लैंप और कुछ प्रकार के हैंड लैंप के लिए एक पोर्टेबल इलेक्ट्रिक आपूर्ति प्रदान करने के लिए लगभग सभी कोलियरियों में माध्यमिक कोशिकाओं का उपयोग किया जाता है। दोनों प्रकार की माध्यमिक कोशिकाएं पोर्टेबल रोशनी के लिए उपयोग में हैं। Accumulators का उपयोग सिग्नलिंग सिस्टम के लिए आपूर्ति के साथ-साथ कुछ भारी भूमिगत कर्तव्यों के लिए भी किया जाता है, जो बिजली के इंजनों और कुछ प्रकार की मोबाइल मशीनरी, जैसे शटल कार, आदि के लिए शक्ति प्रदान करता है।