बैटरी तुलना: लीड एसिड, जेल और एजीएम

वर्तमान में, बाजार में तीन मुख्य प्रकार की बैटरियां हैं: तरल इलेक्ट्रोलाइट, जेल और एजीएम के साथ लेड-एसिड। उन सभी के संचालन का सिद्धांत समान है, लेकिन डिवाइस में महत्वपूर्ण अंतर हैं। ये अंतर उन्हें विशेष विशेषताएँ प्रदान करते हैं, हालाँकि, प्रत्येक प्रकार के अपने नुकसान होते हैं जिन पर बैटरी चुनते समय विचार किया जाना चाहिए।

तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ लेड-एसिड बैटरियां

इस प्रकार की बैटरी का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। 1859 में आविष्कार के बाद से उनके उपकरण में ज्यादा बदलाव नहीं आया है।

डिवाइस और ऑपरेशन का सिद्धांत

बैटरी केस में छह डिब्बे या डिब्बे एक दूसरे से अलग होते हैं। प्रत्येक डिब्बे में सीसा प्लेटें और एक तरल इलेक्ट्रोलाइट होता है। सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज (कैथोड और एनोड) वाली प्लेटें। लेड प्लेटों में सुरमा या सिलिकॉन की अशुद्धियाँ हो सकती हैं। इलेक्ट्रोलाइट सल्फ्यूरिक एसिड (35%) और आसुत जल (65%) का मिश्रण है। सीसे की प्लेटों के बीच छिद्रपूर्ण विभाजक प्लेटें होती हैं जिन्हें विभाजक कहा जाता है। शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए ये आवश्यक हैं। प्रत्येक बैंक लगभग 2V का उत्पादन करता है, और कुल 12V (सीरियल कनेक्शन) होता है।

लेड-एसिड बैटरियों में करंट लेड डाइऑक्साइड और सल्फ्यूरिक एसिड के बीच विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया से उत्पन्न होता है। इसमें सल्फ्यूरिक एसिड की खपत होती है, जो विघटित हो जाता है। इलेक्ट्रोलाइट का घनत्व कम हो जाता है। चार्जर से या कार के अल्टरनेटर से चार्ज करते समय, रिवर्स प्रक्रिया (चार्जिंग) होती है।

फायदे और नुकसान

लेड-एसिड बैटरियों का व्यापक उपयोग उनके सरल और विश्वसनीय डिज़ाइन द्वारा सुगम होता है। वे इंजन शुरू करने के लिए काफी उच्च स्टार्टर करंट देते हैं (500A तक), वे उचित संचालन के साथ 3-5 साल तक स्थिर रूप से काम करते हैं। बढ़ी हुई धाराओं के साथ बैटरी चार्जिंग की जा सकती है। इससे बैटरी क्षमता को कोई नुकसान नहीं होगा. मुख्य लाभ सस्ती कीमत है।

इस प्रकार की बैटरी का मुख्य नुकसान रखरखाव और संचालन से संबंधित है। इलेक्ट्रोलाइट तरल अवस्था में होता है। इसलिए इसके लीक होने का खतरा रहता है. सल्फ्यूरिक एसिड एक अत्यंत संक्षारक तरल है। ऑपरेशन के दौरान संक्षारक गैसें भी उत्सर्जित होती हैं। इसका मतलब यह है कि बैटरी को यात्री डिब्बे में, केवल हुड के नीचे स्थापित नहीं किया जा सकता है।

ड्राइवर को समय-समय पर बैटरी स्तर और इलेक्ट्रोलाइट घनत्व की निगरानी करने की आवश्यकता होती है। यदि बैटरी को रिचार्ज किया जाए तो यह उबल जाएगी। पानी वाष्पित हो जाता है और उसे समय-समय पर ऊपर करना पड़ता है। केवल आसुत जल का उपयोग किया जाता है।

चार्ज स्तर को 50% से नीचे न गिरने दें। डिवाइस को नष्ट करने के लिए पूर्ण डिस्चार्ज की गारंटी है, क्योंकि प्लेटों का गहरा सल्फेशन (सीसा सल्फेट का निर्माण) होता है।

बैटरी को सख्त ऊर्ध्वाधर स्थिति में संग्रहीत और संचालित करना आवश्यक है ताकि इलेक्ट्रोलाइट लीक न हो और प्लेटें एक-दूसरे से चिपक न जाएं। प्लेटों के खिसकने के परिणामस्वरूप भी बंद हो सकता है।

ठंड के मौसम में आमतौर पर बैटरी को कार से हटा दिया जाता है ताकि वह जम न जाए। ऐसा तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ हो सकता है। ठंडी बैटरी भी ख़राब प्रदर्शन करती है।

जेल बैटरियां

जेल बैटरियां पारंपरिक लेड-एसिड बैटरियों के समान सिद्धांतों पर काम करती हैं। केवल अंदर का इलेक्ट्रोलाइट तरल नहीं है, बल्कि जेल अवस्था में है। यह सिलिकॉन युक्त सिलिका जेल जोड़कर प्राप्त किया गया था। सिलिका जेल इलेक्ट्रोलाइट को अंदर रखता है। यह सकारात्मक और नकारात्मक प्लेटों को अलग करता है, अर्थात। विभाजक के रूप में कार्य करता है। प्लेटों के निर्माण के लिए, बिना किसी अशुद्धता के केवल अत्यधिक शुद्ध सीसे का उपयोग किया जाता है। प्लेटों और सिलिका जेल की सघन व्यवस्था कम प्रतिरोध सुनिश्चित करती है, और परिणामस्वरूप, तेज़ चार्ज और उच्च रिकॉइल धाराएं (शुरुआत में प्रति स्टार्टर 800-1000A) सुनिश्चित करती है।

सिलिका जेल की मौजूदगी भी एक बड़ा फायदा देती है - बैटरी गहरे डिस्चार्ज से डरती नहीं है।

ऐसी बैटरियों में सल्फेशन प्रक्रिया अधिक धीमी गति से आगे बढ़ती है। परिणामी गैसें अंदर ही रह जाती हैं। अत्यधिक तीव्र गैस निर्माण के साथ, अतिरिक्त गैसें विशेष वाल्वों के माध्यम से बाहर निकल जाती हैं। यह बैटरी क्षमता के लिए ख़राब है, लेकिन गंभीर नहीं है। आपको कुछ भी जोड़ने की जरूरत नहीं है. जेल बैटरियां रखरखाव-मुक्त हैं।

फायदे और नुकसान

जेल बैटरियों में नुकसान की तुलना में फायदे अधिक हैं। इस तथ्य के कारण कि अंदर का इलेक्ट्रोलाइट जेल अवस्था में है, बैटरी को लगभग किसी भी स्थिति और स्थान पर सुरक्षित रूप से संचालित किया जा सकता है। कुछ भी नहीं फैलता, जैसा कि तरल इलेक्ट्रोलाइट के साथ हो सकता है। केस क्षतिग्रस्त होने पर भी बैटरी की क्षमता कम नहीं होती है।

उचित देखभाल के साथ जेल बैटरी का सेवा जीवन लगभग 10-14 वर्ष है। चूंकि सल्फेशन प्रक्रिया धीमी होती है, इसलिए प्लेटें उखड़ती नहीं हैं, और ऐसी बैटरी को बिना रिचार्ज और क्षमता के बड़े नुकसान के 3 साल तक संग्रहीत किया जा सकता है। एक साल में आमतौर पर 15-20% चार्ज लगता है।

जेल बैटरी 400 पूर्ण डिस्चार्ज तक का सामना कर सकती है। यह फिर से इलेक्ट्रोलाइट की स्थिति के कारण हासिल किया गया है। चार्ज स्तर शीघ्रता से बहाल हो जाता है।

कम प्रतिरोध उच्च दक्षता के लिए उच्च प्रारंभिक धाराओं को वितरित करने की अनुमति देता है।

नुकसान में ओवरचार्जिंग और शॉर्ट सर्किट के प्रति संवेदनशीलता शामिल है। इसलिए, ऐसी बैटरियां चार्ज करते समय अनुमेय वोल्टेज मापदंडों को इंगित करती हैं। आपको बैटरी क्षमता के 10% वोल्टेज के साथ चार्ज करने की भी आवश्यकता है। यहां तक ​​कि थोड़ा सा ओवरवॉल्टेज भी इसकी विफलता का कारण बन सकता है। इसलिए, ऐसी बैटरियों के साथ विशेष चार्जर का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है।

गंभीर ठंढ में, सिलिका जेल भी जम सकता है और कंटेनर में खो सकता है। हालाँकि जेल बैटरियाँ पारंपरिक बैटरियों की तुलना में ठंढ को बेहतर ढंग से सहन करती हैं।

मुख्य नुकसानों में से एक साधारण बैटरियों की तुलना में जेल बैटरियों की उच्च लागत भी है।

एजीएम बैटरी

एजीएम बैटरियों के संचालन का सिद्धांत पिछले दो प्रकारों के समान है। मुख्य अंतर विभाजकों के डिज़ाइन और इलेक्ट्रोलाइट की स्थिति में है। सीसे की प्लेटों के बीच फाइबरग्लास होता है, जो इलेक्ट्रोलाइट से संसेचित होता है। एजीएम का मतलब अवशोषित ग्लास मैट या अवशोषित ग्लास फाइबर है। प्लेटों के लिए भी शुद्ध सीसे का ही प्रयोग किया जाता है।

फ़ाइबरग्लास और प्लेटें एक दूसरे के विरुद्ध कसकर दबी हुई हैं। सामग्री की सरंध्रता के कारण इलेक्ट्रोलाइट बरकरार रहता है। एक कम प्रतिरोध उत्पन्न होता है, जो वापसी के दौरान चार्जिंग गति और उच्च धारा को प्रभावित करता है।

इन बैटरियों को रखरखाव-मुक्त बैटरियों के रूप में भी वर्गीकृत किया गया है। सल्फेशन धीमा है, प्लेटें उखड़ती नहीं हैं। इलेक्ट्रोलाइट प्रवाहित नहीं होता है और व्यावहारिक रूप से वाष्पित नहीं होता है। अतिरिक्त गैसें विशेष वाल्वों के माध्यम से बाहर निकलती हैं।

एजीएम बैटरियों की एक अन्य विशेषता प्लेटों को रोल या सर्पिल में मोड़ने की क्षमता है। प्रत्येक कम्पार्टमेंट एक सिलेंडर के आकार का है। यह आपको बातचीत के क्षेत्र को बढ़ाने और कंपन के प्रतिरोध को बढ़ाने की अनुमति देता है। इस डिजाइन की बैटरियां मशहूर ब्रांड OPTIMA की देखी जा सकती हैं।

फायदे और नुकसान

एजीएम बैटरियों का उपयोग और भंडारण किसी भी स्थिति में किया जा सकता है। शव को सील कर दिया गया है. केवल चार्ज के स्तर और टर्मिनलों की स्थिति की निगरानी करना आवश्यक है। डिवाइस को 3 साल तक संग्रहीत किया जा सकता है, जबकि प्रति वर्ष केवल 15-20% चार्ज खो देता है।

ऐसी बैटरियां 1000A तक उच्च स्टार्टिंग करंट देती हैं। यह सामान्य से कई गुना अधिक है.

पूर्ण निर्वहन भयानक नहीं हैं. बैटरी शून्य पर 200 डिस्चार्ज, आधे पर 500 डिस्चार्ज और 1000% पर 30 डिस्चार्ज का सामना करती है।

एजीएम बैटरियां कम तापमान पर सबसे अच्छा प्रदर्शन करती हैं। भयंकर ठंढ में भी, प्रदर्शन कम नहीं होता है। वे 60-70°C तक उच्च तापमान भी सहन करते हैं।

जेल बैटरियों की तरह, एजीएम चार्जिंग के प्रति संवेदनशील होते हैं। करंट की थोड़ी सी अधिकता बैटरी को निष्क्रिय कर देती है। 15V से ऊपर पहले से ही महत्वपूर्ण है। शॉर्ट सर्किट से भी बचें. इसलिए आपको हमेशा एक खास चार्जर का इस्तेमाल करना चाहिए।

एजीएम बैटरियों की कीमत सामान्य बैटरियों से कई गुना अधिक होती है, जेल बैटरियों से भी अधिक महंगी।

निष्कर्ष

इतने महत्वपूर्ण लाभों के बावजूद भी, जेल और एजीएम बैटरियां लेड-एसिड बैटरियों को प्रतिस्थापित नहीं कर सकीं। उत्तरार्द्ध अधिक किफायती हैं और कार पर अपने कार्यों को अच्छी तरह से संभालते हैं। ठंड के मौसम में भी, स्टार्टर के लिए इंजन शुरू करने के लिए 350-400A पर्याप्त है।

कार पर, एजीएम या जेल बैटरियां केवल तभी प्रासंगिक होंगी जब बड़ी संख्या में ऊर्जा खपत करने वाले उपभोक्ता हों। इसलिए, उन्हें सौर पैनलों, पवन फार्मों से ऊर्जा भंडारण उपकरणों के रूप में, घरों में या ऊर्जा के स्रोत के रूप में और विभिन्न पोर्टेबल उपकरणों में व्यापक अनुप्रयोग मिला है।