لیڈ ایسڈ بیٹری: کام کرنا ، تعمیر اور چارج / خارج کرنا

تقریبا ہر پورٹیبل اور ہینڈ ہیلڈ آلہ میں بیٹری ہوتی ہے۔ بیٹری ایک اسٹوریج ڈیوائس ہے جہاں جب بھی ضرورت ہو بجلی فراہم کرنے کے لئے توانائی کو ذخیرہ کیا جاتا ہے۔ اس جدید الیکٹرانکس کی دنیا میں طرح طرح کی بیٹریاں دستیاب ہیں ، ان میں لیڈ ایسڈ بیٹری عام طور پر زیادہ بجلی کی فراہمی کے لئے استعمال ہوتی ہے۔ عام طور پر لیڈ ایسڈ بیٹریاں سخت اور بھاری تعمیر کے ساتھ سائز میں بڑی ہوتی ہیں ، وہ زیادہ مقدار میں توانائی ذخیرہ کرسکتی ہیں اور عام طور پر آٹوموبائل اور انورٹرز میں استعمال ہوتی ہیں۔

یہاں تک کہ لی آئن بیٹریوں سے مقابلہ حاصل کرنے کے بعد ، لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی مانگ دن بدن بڑھتی جارہی ہے ، کیونکہ وہ لی آئن بیٹریوں کے مقابلے میں سستی اور آسانی سے ہینڈل ہیں۔ کچھ مارکیٹ ریسرچ کے مطابق ، ہندوستان لیڈ ایسڈ بیٹری مارکیٹ 2018-24 کے دوران سی اے جی آر میں 9 فیصد سے زیادہ کی نمو متوقع ہے۔ لہذا ، اس کی آٹومیشن ، آٹوموٹو اور کنزیومر الیکٹرانکس میں مارکیٹ کی زبردست طلب ہے۔ کافی زیادہ تر الیکٹرک گاڑی لتھیون آئن بیٹریوں کے ساتھ آتی ہے ، لیکن پھر بھی بہت سارے الیکٹرک ٹو وہیلر موجود ہیں جو گاڑی کو طاقت دینے کے لئے لیڈ ایسڈ کی لڑائیاں استعمال کرتے ہیں۔

پچھلے سبق میں ہم نے لتیم آئن بیٹریوں کے بارے میں سیکھا ، یہاں ہم لیڈ ایسڈ بیٹریوں کے کام ، تعمیر اور ان کی درخواستوں کو سمجھیں گے ۔ ہم چارج کرنے / خارج ہونے والے ریٹنگ ، تقاضوں اور لیڈ ایسڈ بیٹریاں کی حفاظت کے بارے میں بھی سیکھیں گے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کی تعمیر

لیڈ ایسڈ بیٹری کیا ہے؟ اگر ہم لیڈ ایسڈ بیٹری کا نام توڑ لیں تو ہمیں لیڈ ، ایسڈ اور بیٹری مل جائے گی ۔ سیسہ ایک کیمیائی عنصر ہے (علامت Pb ہے اور جوہری تعداد 82 ہے)۔ یہ ایک نرم اور ناقص عنصر ہے۔ ہم جانتے ہیں کہ تیزاب کیا ہے؛ جب وہ ردعمل ظاہر کرتا ہے تو وہ پروٹون عطیہ کرسکتا ہے یا الیکٹران جوڑی کو قبول کرسکتا ہے۔ لہذا ، ایک بیٹری ، جس میں لیڈ اور انہائیڈروس پلمبک ایسڈ (کبھی کبھی غلط طور پر لیڈ پیرو آکسائیڈ کہا جاتا ہے) پر مشتمل ہوتا ہے ، کو لیڈ ایسڈ بیٹری کہا جاتا ہے۔

اب ، اندرونی تعمیر کیا ہے؟

لیڈ ایسڈ بیٹری مندرجہ ذیل چیزوں پر مشتمل ہے ، ہم اسے نیچے کی تصویر میں دیکھ سکتے ہیں:

ایک لیڈ ایسڈ بیٹری سخت ربڑ کے کیس کے ساتھ پلیٹوں ، سیپریٹر ، اور الیکٹروائلیٹ ، ہارڈ پلاسٹک پر مشتمل ہوتی ہے ۔

بیٹریوں میں ، پلیٹیں دو قسم کی ہوتی ہیں ، مثبت اور منفی۔ مثبت لیڈ ڈائی آکسائیڈ پر مشتمل ہوتا ہے اور منفی ایک سپنج لیڈ پر مشتمل ہوتا ہے۔ یہ دونوں پلیٹوں کو الگ کرنے والے کا استعمال کرتے ہوئے الگ کیا گیا ہے جو ایک موصلاتی ماد.ہ ہے۔ اس کل تعمیر کو ایک سخت پلاسٹک کے معاملے میں الیکٹرولائٹ کے ساتھ رکھا گیا ہے۔ الیکٹرولائٹ پانی اور گندک ایسڈ ہے.

سخت پلاسٹک کیس ایک سیل ہے۔ ایک ہی سیل اسٹور عام طور پر 2.1V۔ اس وجہ سے ، ایک 12V لیڈ ایسڈ بیٹری 6 خلیوں پر مشتمل ہے اور عام طور پر 6 x 2.1V / سیل = 12.6V فراہم کرتی ہے۔

اب ، چارج کرنے کی گنجائش کتنی ہے؟

یہ فعال مواد (الیکٹرویلیٹ مقدار) اور پلیٹ کے سائز پر انتہائی انحصار کرتا ہے۔ آپ نے دیکھا ہوگا کہ لیتھیم بیٹری اسٹوریج کی گنجائش ایم اے ایچ یا ملییمپ گھنٹہ کی درجہ بندی میں بیان کی گئی ہے ، لیکن لیڈ ایسڈ بیٹری کی صورت میں یہ امپ گھنٹہ ہے ۔ اس کی وضاحت ہم بعد کے حصے میں کریں گے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کا کام کرنا

لیڈ ایسڈ بیٹری کا کام کرنا کیمسٹری سے متعلق ہے اور اس کے بارے میں جاننا بہت دلچسپ ہے۔ لیڈ ایسڈ بیٹری کی معاوضہ اور خارج ہونے والی حالت میں بہت بڑا کیمیائی عمل دخل ہے۔ جب تیزاب تحلیل ہوجاتا ہے تو گھٹا ہوا سلفورک ایسڈ H ₂ SO ₄ انو دو حصوں میں ٹوٹ جاتا ہے۔ یہ مثبت آئنوں 2H + اور منفی آئنوں SO ₄ پیدا کرے گا ۔ جیسا کہ ہم نے پہلے بتایا ، دو الیکٹروڈ پلیٹوں ، انوڈ اور کیتھڈ کے بطور منسلک ہیں۔ انوڈ نے منفی آئنوں کو پکڑ لیا اور کیتھڈ نے مثبت آئنوں کو اپنی طرف متوجہ کیا۔ انوڈ اور ایس او ₄ - اور 2 ایچ + انٹرچینج الیکٹرانوں کے ساتھ کیتھوڈ میں یہ تعلق ہے اور جو H2O یا پانی (پتلی گندھک ایسڈ ، سلفورک ایسڈ + پانی) کے ساتھ مزید رد عمل ظاہر کرتا ہے۔

بیٹری میں کیمیائی رد عمل کی دو ریاستیں ہیں ، چارجنگ اور ڈسچارج ۔

لیڈ ایسڈ بیٹری چارجنگ

جیسا کہ ہم جانتے ہیں ، بیٹری چارج کرنے کے ل we ، ہمیں ٹرمینل وولٹیج سے زیادہ وولٹیج فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔ لہذا 12.6V بیٹری چارج کرنے کے لئے ، 13V لاگو کیا جاسکتا ہے۔

لیکن جب ہم لیڈ ایسڈ بیٹری چارج کرتے ہیں تو اصل میں کیا ہوتا ہے؟

ٹھیک ہے ، وہی کیمیائی رد عمل جس کا ہم نے پہلے بیان کیا ہے۔ خاص طور پر ، جب بیٹری چارجر کے ساتھ منسلک ہوتی ہے تو ، سلفورک ایسڈ انو دو آئنوں ، مثبت آئنوں 2 ایچ + اور منفی آئنوں ایس او ₄ میں ٹوٹ جاتا ہے ۔ ہائیڈروجن کا تبادلہ الیکٹرانوں کو کیتھوڈ کے ساتھ بناتا ہے اور ہائیڈروجن بن جاتا ہے ، یہ ہائیڈروجن PbSO _{4 کے} ساتھ کیتھڈ میں رد عمل ظاہر کرتا ہے اور سلفورک ایسڈ (H ₂ SO ₄) اور لیڈ (Pb) تشکیل دیتا ہے۔ دوسری طرف ، ایس او ₄ - انوڈ کے ساتھ الیکٹران کا تبادلہ کریں اور بنیاد پرست ایس او ₄ بنیں ۔ یہ اتنا ₄ PbSO ساتھ رائے ₄ anode کے اور PbO پیروکسائڈ لیڈ تشکیل دے ₂ اور گندک ایسڈ (H ₂ SO ₄). سلفورک ایسڈ کی کشش ثقل میں اضافہ اور سیل امکانی وولٹیج میں اضافہ کرکے توانائی ذخیرہ ہوجاتی ہے۔

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے ، چارجنگ کے عمل کے دوران انوڈ اور کیتھوڈ میں درج ذیل کیمیائی رد عمل ہوتا ہے۔

کیتھوڈ پر

PbSO ₄ + 2e ^- => Pb + SO ₄ ^2-

anode پر

PbSO ₄ + 2H ₂ O => PbO ₂ + SO ₄ ^2- + 4H ^- + 2e ^-

دو مساوات کے ساتھ مل کر ، مجموعی طور پر کیمیائی رد عمل ہوگا

2PbSO ₄ + 2H ₂ O => PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄

لیڈ ایسڈ بیٹری چارج کرنے کے ل various متعدد طریقے لاگو ہیں۔ ہر پروگرام کو مخصوص ایپلی کیشنز کے ل specific مخصوص لیڈ ایسڈ بیٹری کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ کچھ ایپلی کیشن مستقل وولٹیج چارج کرنے کا طریقہ استعمال کرتی ہے ، کچھ ایپلی کیشن مستقل موجودہ طریقہ استعمال کرتی ہے ، جبکہ ٹِکل چارجنگ بھی کچھ معاملات میں مفید ہے۔ عام طور پر بیٹری بنانے والا مخصوص لیڈ ایسڈ بیٹریوں کو چارج کرنے کا مناسب طریقہ فراہم کرتا ہے۔ لیڈ ایسڈ بیٹری چارجنگ میں عام طور پر مستقل موجودہ چارجنگ استعمال نہیں کی جاتی ہے ۔

لیڈ ایسڈ بیٹری میں استعمال ہونے والا سب سے عام چارجنگ مستقل وولٹیج چارجنگ کا طریقہ ہے جو چارجنگ کے وقت کے لحاظ سے ایک موثر عمل ہے۔ مکمل چارج سائیکل میں چارج وولٹیج مستحکم رہتا ہے اور بیٹری چارج لیول میں اضافے کے ساتھ موجودہ آہستہ آہستہ کم ہوتا جاتا ہے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری خارج ہو رہی ہے

لیڈ ایسڈ بیٹری کو خارج کرنا دوبارہ کیمیائی رد عمل میں شامل ہے۔ سلفورک ایسڈ کمزور شکل میں ہوتا ہے عام طور پر 3: 1 تناسب کے ساتھ پانی اور سلفورک ایسڈ۔ جب بوجھ پلیٹوں کے پار جڑ جاتے ہیں تو ، سلفورک ایسڈ ایک بار پھر مثبت آئنوں 2 ایچ + اور منفی آئنوں ایس او ₄ میں ٹوٹ جاتا ہے ۔ ہائیڈروجن آئنوں PbO _{2 کے} ساتھ رد عمل ظاہر کرتے ہیں اور PbO اور پانی کو H ₂ O بناتے ہیں ۔ PbO H ₂ SO _{4 کے} ساتھ رد عمل کا آغاز کرتے ہیں اور PbSO ₄ اور H ₂ O پیدا کرتے ہیں ۔

دوسری طرف SO ₄ - آئنوں الیکٹرانوں پی بی سے تبادلہ، بنیاد پرست SO کرنے ₄ کو مزید PbSO پیدا کرتا ہے جو ₄ PB کے ساتھ ردعمل ظاہر.

جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے ، خارج ہونے والے مادہ کے عمل کے دوران انوڈ اور کیتھوڈ میں درج ذیل کیمیائی رد عمل ہوتے ہیں۔ یہ رد عمل چارج کرنے والے ردعمل کے بالکل برعکس ہیں۔

کیتھوڈ پر

Pb + SO ₄ ^2- => PbSO ₄ + 2e ^-

anode پر:

PbO ₂ + SO ₄ ^2- + 4H ^- + 2e ^- => PbSO ₄ + 2H ₂ O

دو مساوات کے ساتھ مل کر ، مجموعی طور پر کیمیائی رد عمل ہوگا

PbO ₂ + Pb + 2H ₂ SO ₄ => 2PbSO ₄ + 2H ₂ O

پورے انوڈ اور کیتھوڈ کے پار الیکٹران کا تبادلہ ہونے کی وجہ سے ، پلیٹوں میں الیکٹران کا توازن متاثر ہوتا ہے۔ الیکٹران پھر بوجھ کے ذریعے بہتے ہیں اور بیٹری خارج ہوجاتی ہے۔

اس خارج ہونے والے مادہ کے دوران ، گھٹا ہوا سلفورک ایسڈ کشش ثقل کم ہوجاتا ہے۔ نیز ، ایک ہی وقت میں ، خلیوں کا ممکنہ فرق بھی کم ہوجاتا ہے۔

رسک فیکٹر اور بجلی کی درجہ بندی

اگر محفوظ طریقے سے برقرار نہ رکھا جائے تو لیڈ ایسڈ بیٹری نقصان دہ ہے۔ چونکہ کیمیائی عمل کے دوران بیٹری ہائیڈروجن گیس پیدا کرتی ہے ، لہذا اگر یہ ہوا دار علاقوں میں استعمال نہ کیا جائے تو یہ انتہائی خطرناک ہے۔ نیز ، غلط چارج کرنے سے بیٹری کو شدید نقصان ہوتا ہے۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کی معیاری درجہ بندی کیا ہے؟

ہر لیڈ ایسڈ بیٹری ڈیٹاشیٹ کے ساتھ معیاری چارج موجودہ اور موجودہ خارج ہونے والے مادہ کیلئے فراہم کی جاتی ہے۔ عام طور پر ایک 12 وی لیڈ ایسڈ بیٹری جو آٹوموٹو ایپلی کیشن کیلئے لاگو ہوتی ہے اس کی رفتار 100Ah سے 350Ah تک ہوسکتی ہے۔ اس درجہ بندی کی وضاحت 8 گھنٹے کے وقت کی مدت کے ساتھ خارج ہونے والے مادہ کی درجہ بندی کے طور پر کی گئی ہے۔

مثال کے طور پر ، 160Ah کی بیٹری 8 گھنٹے کے عرصے کے لئے 20A سپلائی موجودہ فراہم کر سکتی ہے ۔ ہم زیادہ موجودہ کر سکتے ہیں لیکن ایسا کرنا مناسب نہیں ہے۔ 8 گھنٹے کے سلسلے میں زیادہ سے زیادہ خارج ہونے والے موجودہ سے زیادہ موجودہ ڈرائنگ کرنے سے بیٹری کی کارکردگی کو نقصان پہنچے گا اور بیٹری کی اندرونی مزاحمت بھی بدلی جاسکتی ہے ، جس سے بیٹری کا درجہ حرارت مزید بڑھ جاتا ہے۔

دوسری طرف ، چارجنگ کے مرحلے کے دوران ، ہمیں چارجر قطبیت کے بارے میں محتاط رہنا چاہئے ، اسے بیٹری کی قطبی حیثیت سے مناسب طریقے سے جوڑنا چاہئے۔ لیڈ ایسڈ بیٹری چارج کرنے کے لئے ریورس قطعی خطرہ ہے۔ ریڈی میڈ چارجر چارجنگ وولٹیج کے ساتھ آتا ہے اور ایک کنٹرول آپشن کے ساتھ موجودہ میٹر کو چارج کرتا ہے۔ ہمیں بیٹری چارج کرنے کیلئے بیٹری وولٹیج سے زیادہ وولٹیج فراہم کرنا چاہئے۔ زیادہ سے زیادہ چارج موجودہ 8 گھنٹے خارج ہونے والے نرخوں پر زیادہ سے زیادہ فراہمی موجودہ کے برابر ہونا چاہئے۔ اگر ہم وہی 12V 160Ah مثال لیں تو زیادہ سے زیادہ فراہمی موجودہ 20A ہے ، لہذا زیادہ سے زیادہ محفوظ چارج 20A ہے۔

ہمیں بڑے چارجنگ موجودہ میں اضافہ یا ان کی فراہمی نہیں کرنی چاہئے کیونکہ اس کے نتیجے میں گرمی اور گیس کی پیداوار میں اضافہ ہوگا۔

لیڈ ایسڈ بیٹری کی بحالی کے قوانین

1. پانی پلانا سیلاب سے بھرے ہوئے لیڈ ایسڈ بیٹریوں کی دیکھ بھال کی سب سے نظرانداز ہے چونکہ ضرورت سے زیادہ چارج کرنے سے پانی کم ہوتا ہے ، ہمیں اسے بار بار دیکھنے کی ضرورت ہے۔ کم پانی پلیٹوں میں آکسیکرن پیدا کرتا ہے اور بیٹری کی عمر میں کمی واقع ہوتی ہے۔ ضرورت پڑنے پر آست پانی یا آئنائزڈ پانی شامل کریں۔
2. شراب خانوں کی جانچ پڑتال کریں ، انہیں ربڑ کی ٹوپیوں سے کمال کرنے کی ضرورت ہے ، اکثر ربڑ کی ٹوپیاں سوراخ کے ساتھ بہت مضبوطی سے چپک جاتی ہیں۔
3. ہر استعمال کے بعد لیڈ ایسڈ بیٹریاں ری چارج کریں۔ بغیر چارج کے ایک طویل مدت پلیٹوں میں سلفیٹنگ مہیا کرتی ہے۔
4. بیٹری کو منجمد نہ کریں یا اس سے 49 ڈگری سنٹی گریڈ سے زیادہ چارج نہ کریں۔ ٹھنڈا محیط میں بیٹریاں کو مکمل طور پر چارج کرنے کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ منجمد ہونے کے سلسلے میں خالی بیٹریوں سے مکمل طور پر چارج بیٹریاں محفوظ رہتی ہیں۔
5. فی سیل 1.7V سے کم بیٹری کو گہری مادہ نہ لگائیں۔
6. لیڈ ایسڈ بیٹری کو ذخیرہ کرنے کے ل it ، اسے مکمل چارج کرنے کی ضرورت ہے پھر الیکٹرویلیٹ کو نکالنے کی ضرورت ہے۔ پھر بیٹری خشک ہوجائے گی اور لمبے عرصے تک اسٹوریج کی جاسکتی ہے۔