ब्याट्री संसार - भाग 3

आधुनिक ब्याट्रीहरूको इतिहास उन्नाइसौं शताब्दीमा सुरु हुन्छ, यस शताब्दीबाट आज प्रयोगमा रहेका अधिकांश डिजाइनहरू उत्पन्न हुन्छन्। यो अवस्थाले एकतर्फ, त्यस समयका वैज्ञानिकहरूको उत्कृष्ट विचारहरूको प्रमाण दिन्छ, र अर्कोतर्फ, नयाँ मोडेलहरूको विकासमा उत्पन्न हुने कठिनाइहरूलाई।

केहि चीजहरू यति राम्रो छन् कि तिनीहरूलाई सुधार गर्न सकिँदैन। यो नियम ब्याट्रीहरूमा पनि लागू हुन्छ - XNUMX औं शताब्दीका मोडेलहरू तिनीहरूको हालको रूप नआएसम्म धेरै पटक परिष्कृत गरिएको थियो। यो पनि लागू हुन्छ Leclanchet कोशिकाहरू.

सुधार गर्न लिङ्क

फ्रान्सेली रसायनज्ञ को डिजाइन परिवर्तन गरिएको छ कार्ल गैसनर वास्तवमै उपयोगी मोडेलमा: निर्माण गर्न सस्तो र प्रयोग गर्न सुरक्षित। यद्यपि, त्यहाँ अझै पनि समस्याहरू थिए - तत्वको जिंक कोटिंगले कचौरा भर्ने एसिडिक इलेक्ट्रोलाइटसँग सम्पर्कमा क्षय भयो, र आक्रामक सामग्रीहरू बाहिर निकाल्दा संचालित उपकरण असक्षम हुन सक्छ। निर्णय भयो एकीकरण जस्ता शरीरको भित्री सतह (पारा कोटिंग)।

जस्ता मिश्रणले व्यावहारिक रूपमा एसिडसँग प्रतिक्रिया गर्दैन, तर शुद्ध धातुको सबै इलेक्ट्रोकेमिकल गुणहरू राख्छ। यद्यपि, वातावरणीय नियमहरूको कारण, कक्षहरूको जीवन विस्तार गर्ने यो विधि कम र कम प्रयोग गरिन्छ (पारा-रहित कक्षहरूमा, तपाइँ शिलालेख वा) (1) फेला पार्न सक्नुहुन्छ।

2. क्षारीय सेल लेआउट: 1) केस (क्याथोड लीड), 2) म्यांगनीज डाइअक्साइड भएको क्याथोड, 3) इलेक्ट्रोड सेपरेटर, 4) KOH र जस्ता धुलो भएको एनोड, 5) एनोड टर्मिनल, 6) सेल सील (इलेक्ट्रोड इन्सुलेटर)। ।

सेल दीर्घायु र जीवन बढाउने अर्को तरिका थप्नु हो जस्ता क्लोराइड ZnCl₂ कप भर्ने पेस्टको लागि। यस डिजाइनका सेलहरूलाई प्रायः हेभी ड्युटी भनिन्छ र (नामले सुझाव दिन्छ) थप ऊर्जा सघन उपकरणहरू पावर गर्न डिजाइन गरिएको हो।

डिस्पोजेबल ब्याट्री को क्षेत्रमा एक सफलता 1955 को निर्माण थियो क्षारीय कोशिका। क्यानाडाली इन्जिनियरको आविष्कार लुईस उरी, हालको Energizer कम्पनी द्वारा प्रयोग गरिएको, लेक्लान्चेट सेल भन्दा अलि फरक संरचना छ।

पहिलो, तपाईंले त्यहाँ ग्रेफाइट क्याथोड वा जिंक कप फेला पार्नुहुनेछैन। दुबै इलेक्ट्रोडहरू भिजेको, अलग गरिएको पेस्टको रूपमा बनाइन्छ (थिकनर प्लस अभिकर्मकहरू: क्याथोडमा म्यांगनीज डाइअक्साइड र ग्रेफाइटको मिश्रण हुन्छ, पोटासियम हाइड्रोक्साइडको मिश्रणको साथ जस्ताको धुलोको एनोड), र तिनीहरूको टर्मिनलहरू धातुबाट बनेका हुन्छन्। २)। यद्यपि, सञ्चालनको क्रममा हुने प्रतिक्रियाहरू लेक्लान्चेट सेलमा हुने प्रतिक्रियाहरूसँग धेरै समान छन्।

एउटा कार्य सामग्रीहरू साँच्चै क्षारीय छन् भनेर पत्ता लगाउन क्षारीय सेलमा "रासायनिक शव परीक्षण" गर्नुहोस् (३)। याद गर्नुहोस् कि लेक्लान्चेट सेलको विघटनमा उही सावधानीहरू लागू हुन्छन्। क्षारीय सेल कसरी पहिचान गर्ने भनेर ब्याट्री कोड फिल्ड हेर्नुहोस्।

3. क्षारीय कोशिकाको "खण्ड" ले क्षार सामग्री पुष्टि गर्दछ।

घरेलु ब्याट्रीहरू

4. घरेलु Ni-MH र Ni-Cd ब्याट्रीहरू।

प्रयोग पछि रिचार्ज गर्न सकिने सेलहरू बिजुलीको विज्ञानको विकासको सुरुदेखि नै डिजाइनरहरूको लक्ष्य भएको छ, त्यसैले तिनीहरूका धेरै प्रकारहरू छन्।

हाल, साना घरायसी उपकरणहरू पावर गर्न प्रयोग गरिने मोडेलहरू मध्ये एक हो निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरू। तिनीहरूको प्रोटोटाइप 1899 मा देखा पर्‍यो जब एक स्विडेनी आविष्कारकले यो गरे। अर्न्स्ट जङ्गनर अटोमोटिभ उद्योगमा पहिले नै व्यापक रूपमा प्रयोग भैसकेका ब्याट्रीहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न सक्ने निकल-क्याडमियम ब्याट्रीको पेटेन्टको लागि आवेदन दियो। नेतृत्व एसिड ब्याट्री.

सेल एनोड क्याडमियम हो, क्याथोड एक ट्राइभ्यालेन्ट निकल कम्पाउन्ड हो, इलेक्ट्रोलाइट पोटासियम हाइड्रोक्साइड समाधान हो (आधुनिक "सुक्खा" डिजाइनमा, KOH समाधानको साथ संतृप्त मोटाइको भिजेको पेस्ट)। Ni-Cd ब्याट्रीहरू (यो तिनीहरूको पदनाम हो) लगभग 1,2 V को एक अपरेटिङ भोल्टेज छ - यो डिस्पोजेबल सेलहरूको भन्दा कम छ, जुन, तथापि, धेरै अनुप्रयोगहरूको लागि समस्या होइन। ठूलो फाइदा महत्त्वपूर्ण वर्तमान (केही एम्पियर पनि) र सञ्चालन तापमान को एक विस्तृत दायरा उपभोग गर्ने क्षमता हो।

5. चार्ज गर्नु अघि विभिन्न प्रकारका ब्याट्रीहरूका लागि आवश्यकताहरू जाँच गर्नुहोस्।

निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरूको हानि एक बोझ "मेमोरी प्रभाव" हो। आंशिक रूपमा डिस्चार्ज गरिएका Ni-Cd ब्याट्रीहरू बारम्बार रिचार्ज गर्दा यो हुन्छ: प्रणालीले यसको क्षमता रिचार्ज गरेर पुनः भरिएको चार्ज बराबरको रूपमा व्यवहार गर्दछ। केहि प्रकारका चार्जरहरूमा, "मेमोरी प्रभाव" लाई विशेष मोडमा सेल चार्ज गरेर कम गर्न सकिन्छ।

त्यसकारण, डिस्चार्ज गरिएको निकल-क्याडमियम ब्याट्रीहरू पूर्ण चक्रमा चार्ज गरिनुपर्छ: पहिले पूर्ण रूपमा डिस्चार्ज (उपयुक्त चार्जर प्रकार्य प्रयोग गरेर) र त्यसपछि रिचार्ज। बारम्बार रिचार्ज गर्दा 1000-1500 चक्रहरूको अनुमानित जीवन पनि घट्छ (जसले धेरै डिस्पोजेबल सेलहरू यसको जीवनकालमा एकल ब्याट्रीले प्रतिस्थापन गर्नेछ, त्यसैले उच्च खरिद लागतले ब्याट्रीमा धेरै कम तनावको उल्लेख नगरी धेरै पटक तिर्नेछ। )। कोशिकाहरूको उत्पादन र निपटानको साथ वातावरण)।

विषाक्त क्याडमियम युक्त Ni-Cd तत्वहरू प्रतिस्थापन गरिएको छ निकल-धातु हाइड्राइड ब्याट्रीहरू (Ni-MH पदनाम)। तिनीहरूको संरचना Ni-Cd ब्याट्रीहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ, तर क्याडमियमको सट्टा, हाइड्रोजन अवशोषित गर्ने क्षमता भएको छिद्रयुक्त धातु मिश्र धातु (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, दुर्लभ पृथ्वी धातुहरू) प्रयोग गरिन्छ (4)। Ni-MH सेलको अपरेटिङ भोल्टेज पनि लगभग 1,2 V छ, जसले तिनीहरूलाई NiCd ब्याट्रीहरूसँग आदानप्रदान गर्न प्रयोग गर्न अनुमति दिन्छ। निकेल मेटल हाइड्राइड कोशिकाहरूको क्षमता उही साइजको निकल क्याडमियम कोशिकाहरूको भन्दा ठूलो छ। यद्यपि, NiMH प्रणालीहरू चाँडै आत्म-डिस्चार्ज हुन्छन्। त्यहाँ पहिले नै आधुनिक डिजाइनहरू छन् जुन यो कमजोरी छैन, तर तिनीहरूको लागत मानक मोडेलहरू भन्दा धेरै छ।

निकेल-मेटल हाइड्राइड ब्याट्रीहरूले "मेमोरी प्रभाव" प्रदर्शन गर्दैन (आंशिक रूपमा डिस्चार्ज गरिएका कक्षहरू रिचार्ज गर्न सकिन्छ)। यद्यपि, चार्जरका लागि निर्देशनहरूमा प्रत्येक प्रकारको चार्जिङ आवश्यकताहरू जाँच गर्न सधैं आवश्यक छ (5)।

Ni-Cd र Ni-MH ब्याट्रीहरूको मामलामा, हामी तिनीहरूलाई डिसेम्बल गर्न सिफारिस गर्दैनौं। पहिलो, हामी तिनीहरूमा उपयोगी केहि फेला पार्न सक्दैनौं। दोस्रो, निकल र क्याडमियम सुरक्षित तत्व होइनन्। अनावश्यक जोखिम नलिनुहोस् र प्रशिक्षित पेशेवरहरूलाई निपटान छोड्नुहोस्।

सञ्चयकर्ताहरूको राजा, त्यो हो ...

6. "ब्याट्री को राजा" काम मा।

... लिड एसिड ब्याट्री1859 मा फ्रान्सेली भौतिकशास्त्री द्वारा निर्मित Gaston Plantego (हो, हो, यन्त्र यस वर्ष 161 वर्ष पुरानो हुनेछ!) ब्याट्री इलेक्ट्रोलाइट लगभग 37% सल्फ्यूरिक एसिड (VI) समाधान हो, र इलेक्ट्रोडहरू सीसा (एनोड) र सीसा डाइअक्साइड PbO को एक तहको साथ लेपित हुन्छन्।₂ (क्याथोड)। सञ्चालनको क्रममा, इलेक्ट्रोडहरूमा नेतृत्व (II) (II) PbSO सल्फेटको अवक्षेपण₄। चार्ज गर्दा, एउटा सेलमा २ भोल्टभन्दा बढी भोल्टेज हुन्छ।

नेतृत्व ब्याट्री यसमा वास्तवमा सबै हानिहरू छन्: महत्त्वपूर्ण वजन, डिस्चार्ज र कम तापमानको लागि संवेदनशीलता, चार्ज गरिएको अवस्थामा भण्डारण गर्न आवश्यक, आक्रामक इलेक्ट्रोलाइट रिसावको जोखिम र विषाक्त धातुको प्रयोग। थप रूपमा, यसलाई सावधानीपूर्वक ह्यान्डल गर्न आवश्यक छ: इलेक्ट्रोलाइटको घनत्व जाँच गर्दै, चेम्बरहरूमा पानी थप्ने (डिस्टिल्ड वा डियोनाइज्ड मात्र प्रयोग गर्नुहोस्), भोल्टेज नियन्त्रण (एउटा चेम्बरमा 1,8 V भन्दा तल झर्दा इलेक्ट्रोडहरू बिगार्न सक्छ) र विशेष चार्जिङ मोड।

त्यसोभए किन पुरानो संरचना अझै प्रयोगमा छ? "सञ्चयकर्ताहरूको राजा" मा एक वास्तविक शासक - शक्ति को एक विशेषता के हो। उच्च वर्तमान खपत र 75% सम्म उच्च ऊर्जा दक्षता (चार्जिङको लागि प्रयोग गरिएको ऊर्जाको यो मात्रा सञ्चालनको समयमा पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ), साथै सरल डिजाइन र उत्पादनको कम लागत, मतलब नेतृत्व ब्याट्री यो न केवल आन्तरिक दहन इन्जिन सुरु गर्न प्रयोग गरिन्छ, तर पनि आपतकालीन बिजुली आपूर्ति को एक तत्व को रूप मा। इतिहासको 160 वर्षको बावजुद, लीड ब्याट्री अझै राम्रो गरिरहेको छ र यी उपकरणहरूको अन्य प्रकार द्वारा प्रतिस्थापित गरिएको छैन (र यसको साथ, सीसा आफैं, जो, ब्याट्रीको लागि धन्यवाद, सबैभन्दा ठूलो मात्रामा उत्पादन हुने धातुहरू मध्ये एक हो)। । जबसम्म आन्तरिक दहन इन्जिनहरूमा आधारित मोटराइजेशनको विकास जारी रहन्छ, यसको स्थितिलाई खतरामा पर्दैन (6)।

आविष्कारकहरूले नेतृत्व-एसिड ब्याट्रीको लागि प्रतिस्थापन सिर्जना गर्ने प्रयास गर्न छोडेनन्। केही मोडेलहरू लोकप्रिय भए र आज पनि मोटर वाहन उद्योगमा प्रयोग गरिन्छ। उन्नीसौं र बीसौं शताब्दीको मोडमा, डिजाइनहरू सिर्जना गरियो जसमा H समाधान प्रयोग गरिएको थिएन।₂SO₄तर क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स। एउटा उदाहरण माथि देखाइएको अर्नस्ट जंगनरको निकल-क्याडमियम ब्याट्री हो। 1901 मा थॉमस अल्वा एडिसन क्याडमियमको सट्टा फलाम प्रयोग गर्न डिजाइन परिवर्तन गरियो। एसिड ब्याट्रीहरूको तुलनामा, क्षारीय ब्याट्रीहरू धेरै हल्का हुन्छन्, कम तापक्रममा काम गर्न सक्छन् र ह्यान्डल गर्न गाह्रो हुँदैन। यद्यपि, तिनीहरूको उत्पादन महँगो छ, र ऊर्जा दक्षता कम छ।

त्यसोभए, अर्को के छ?

निस्सन्देह, ब्याट्रीहरूमा लेखहरूले प्रश्नहरू समाप्त गर्दैनन्। तिनीहरूले छलफल गर्दैनन्, उदाहरणका लागि, लिथियम कोशिकाहरू, सामान्यतया क्याल्कुलेटर वा कम्प्युटर मदरबोर्डहरू जस्ता घरेलु उपकरणहरू पावर गर्न प्रयोग गरिन्छ। तपाईंले तिनीहरूको बारेमा जनवरीको लेखमा गत वर्षको रसायनशास्त्रमा नोबेल पुरस्कारको बारेमा जान्न सक्नुहुन्छ, र व्यावहारिक भागमा - एक महिनामा (विध्वंस र अनुभव सहित)।

सेलहरू, विशेष गरी ब्याट्रीहरूको लागि राम्रो सम्भावनाहरू छन्। संसार अधिक र अधिक मोबाइल हुँदै गइरहेको छ, जसको मतलब पावर केबलहरूबाट स्वतन्त्र हुन आवश्यक छ। विद्युतीय सवारीका लागि कुशल ऊर्जा आपूर्ति सुनिश्चित गर्नु पनि ठूलो समस्या हो। - ताकि तिनीहरूले अर्थव्यवस्थाको सर्तमा पनि आन्तरिक दहन इन्जिन भएका कारहरूसँग प्रतिस्पर्धा गर्न सक्छन्।

संचयकर्ता ब्याट्री

सेल प्रकार पहिचान सुविधाको लागि, एक विशेष अल्फान्यूमेरिक कोड पेश गरिएको छ। साना उपकरणहरूको लागि हाम्रो घरहरूमा प्रायः पाइने प्रकारहरूको लागि, यसमा फारम नम्बर-अक्षर-अक्षर-नम्बर छ।

र हो:

- पहिलो अंक कक्षहरूको संख्या हो; एकल कक्षहरूको लागि बेवास्ता;

- पहिलो अक्षरले सेल प्रकारलाई संकेत गर्दछ। जब यो हराइरहेको छ, तपाईं Leclanche लिङ्कसँग काम गर्दै हुनुहुन्छ। अन्य सेल प्रकारहरू निम्न रूपमा लेबल गरिएका छन्:

C - लिथियम सेल (सबैभन्दा सामान्य प्रकार),

H - Ni-MH ब्याट्री,

K - निकल-क्याडमियम ब्याट्री,

L - क्षारीय कोशिका;

- निम्न अक्षरले लिङ्कको आकारलाई संकेत गर्दछ:

F - प्लेट,

R - बेलनाकार,

P - बेलनाकार बाहेक अन्य आकार भएको लिङ्कहरूको सामान्य पदनाम;

- अन्तिम आंकडा वा तथ्याङ्कले लिङ्कको आकारलाई संकेत गर्दछ (सूची मानहरू वा प्रत्यक्ष रूपमा संकेत गर्ने आयामहरू) (7)।

7. लोकप्रिय कक्षहरू र ब्याट्रीहरूको आयामहरू।

चिन्ह लगाउने उदाहरणहरू:

R03
- एक सानो औंला को आकार जस्ता ग्रेफाइट सेल। अर्को पदनाम AAA वा हो।

LR6 - औंलाको आकारको क्षारीय सेल। अर्को पदनाम AA वा।

HR14 - Ni-MH ब्याट्री; अक्षर C पनि आकार संकेत गर्न प्रयोग गरिन्छ।

KR20 - Ni-Cd ब्याट्री, जसको साइज पनि D अक्षरले चिन्ह लगाइएको छ।

3LR12 - 4,5 V को भोल्टेज भएको फ्ल्याट ब्याट्री, तीन बेलनाकार क्षारीय कोशिकाहरू मिलेर।

6F22 - 9-भोल्ट ब्याट्री, छ Leclanchet फ्ल्याट कक्षहरू समावेश।

CR2032 - 20 मिमी को व्यास र 3,2 मिमी को मोटाई संग लिथियम सेल।

यो पनि हेर्नुहोस्: