बैटरी

बैटरियां सभी इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स सिस्टम का एक अनिवार्य हिस्सा बन गई हैं। चाहे वह रिमोट से नियंत्रित कार हो या सोलर पैनल सिस्टम, अब हर चीज में एक बैटरी जुड़ी होती है। इस लेख में, हमने बैटरी, उनके संचालन और विद्युत इकाइयों में उनके एकीकरण के बारे में सबसे सामान्य प्रश्नों को संबोधित किया है।

बैटरी क्या है?

मोबाइल फोन, इलेक्ट्रिक कार, इलेक्ट्रिक टूथब्रश आदि जैसे बिजली के उपकरणों के लिए ऊर्जा पैदा करने के लिए एक बैटरी एक विद्युत रासायनिक स्रोत है। 1800 के दशक में आविष्कार किया गया, बैटरी में दो इलेक्ट्रोड और एक इलेक्ट्रोलाइट होता है। जब एक बैटरी को बाहरी सर्किट से जोड़ा जाता है, तो सर्किट पूरा हो जाता है और बैटरी के अंदर इलेक्ट्रोलाइट एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया से गुजरता है। यह रेडॉक्स प्रतिक्रिया बिजली उत्पन्न करती है जिसका उपयोग बाहरी सर्किट के कार्यों को शक्ति देने के लिए किया जाता है।

बैटरी का इतिहास

"बैटरी" शब्द 1749 में बेंजामिन फ्रैंकलिन द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने इसका इस्तेमाल कैपेसिटर की एक श्रृंखला का वर्णन करने के लिए किया था जिसे उन्होंने एक प्रयोग के लिए जोड़ा था। बाद के वर्षों में, बैटरी शब्द का इस्तेमाल किसी भी विद्युत रासायनिक कोशिकाओं के लिए किया गया था जो एक विशिष्ट उद्देश्य के साथ जुड़े हुए थे: बिजली उत्पन्न करने के लिए।

आधुनिक बैटरी में तीन बुनियादी घटक होते हैं: एक (+) इलेक्ट्रोड, एक (-) इलेक्ट्रोड और एक इलेक्ट्रोलाइट। इस प्रकार की बैटरी का डिज़ाइन पहली बार 1780 में एलेसेंड्रो वोल्टा और लुइगी गैलवानी द्वारा विकसित किया गया था जब वे एक नमकीन घोल का उपयोग करके मेंढक को विच्छेदित कर रहे थे। इस काम के बाद आने वाली बैटरियां कई दशकों तक मुख्य रूप से गैर-रिचार्जेबल थीं। पहली रिचार्जेबल बैटरी का आविष्कार 1859 तक नहीं हुआ था। ये सल्फ्यूरिक एसिड-आधारित बैटरी थीं, जिन्हें अब पर्यावरण के लिए हानिकारक माना जाता है।

1749 से, जब यह शब्द पहली बार गढ़ा गया था, अब तक, 2021, बैटरी प्रौद्योगिकी में व्यापक तकनीकी विकास हुआ है। जबकि 1750 के दशक में आविष्कार की गई बैटरियों में प्रयोग के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले छोटे सर्किट से ज्यादा कुछ नहीं था, बैटरियों ने लगभग सभी उपकरणों और उपकरणों में अपना उपयोग पाया है। कई बिजली की लोकप्रियता में योगदान करते हैं और इसके परिणामस्वरूप बैटरी के आविष्कार के लिए अर्थव्यवस्था में वृद्धि होती है।

हालाँकि, तकनीकी विकास के बावजूद, बैटरी में उपयोग किए जाने वाले घटकों की संख्या समान बनी हुई है। हम अभी भी बैटरी बनाने के लिए केवल तीन घटकों का उपयोग करते हैं - वही तीन घटक जिनका उल्लेख ऊपर किया गया है। प्रमुख तकनीकी विकास जो देखा गया है वह इन घटकों को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री है।

एलेसेंड्रो वोल्टा द्वारा बनाई गई मूल बैटरियों को तांबे और जस्ता धातुओं से बनाया गया था और इलेक्ट्रोलाइट के रूप में नमकीन यानी खारे पानी का इस्तेमाल किया गया था। जैसा कि इन घटकों का पता लगाया गया है, इन तीनों को बदल दिया गया है। अब, लेड-एसिड बैटरी - जो दुनिया में सबसे लोकप्रिय बैटरियों में से हैं - बिजली पैदा करने के लिए लेड और सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करती हैं।

एक और उल्लेखनीय अंतर यह है कि मूल बैटरी पोर्टेबल नहीं थीं। ये बड़ी, भारी बैटरी थीं, जो अब कारों में दिखाई देने वाली बैटरियों के आकार के समान हैं। हालाँकि, क्योंकि ये बैटरियाँ अक्षम थीं, वे उच्च शक्ति आवश्यकताओं को पूरा नहीं करती थीं। इसके बजाय, समान अनुप्रयोगों के लिए इस बड़े आकार की बैटरी का उपयोग किया गया था। आधुनिक बैटरियां हल्की और पोर्टेबल हैं - जैसा कि AA बैटरियों द्वारा प्रदर्शित किया जाता है जिनका उपयोग हम रिमोट कंट्रोल और फ्लैशलाइट में करते हैं। रिचार्जेबल और नॉन-रिचार्जेबल बैटरी अब सभी आकारों में आती हैं।

बैटरी का भविष्य

रिचार्जेबल बैटरी को बैटरी तकनीक का भविष्य माना जाता है। ये बैटरियां यूज-एंड-थ्रो बैटरियां नहीं हैं और परिणामस्वरूप, बड़े प्रदूषण का कारण नहीं बनती हैं। आज, मोबाइल फोन और लैपटॉप जैसे विभिन्न उपकरणों में रिचार्जेबल बैटरी का उपयोग किया जाता है; हालांकि, उन्होंने अभी तक रिमोट कंट्रोल जैसे मुख्यधारा के अनुप्रयोगों में अपनी शुरुआत नहीं की है। जबकि इस उद्देश्य के लिए रिचार्जेबल बैटरी विकल्प उपलब्ध हैं, ज्ञान की कमी के कारण लोगों द्वारा इनका उपयोग बड़े पैमाने पर नहीं किया जाता है।

बैटरियों को अक्सर विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास की आधारशिला माना जाता है। बैटरी के विकास से पहले, अधिकांश वैज्ञानिक प्रयोग करने के लिए बिजली का उपयोग करने में सक्षम थे। हालाँकि, ये प्रयोग भंडारण विकल्पों की कमी के कारण सीमित थे। वैज्ञानिक तब तक क्षेत्र में प्रयोग पूरे नहीं कर सकते थे जब तक कि उनके पास बिजली न हो। यह एक बड़ा नुकसान था क्योंकि दुनिया के सभी हिस्सों में बिजली का ग्रिड नहीं था।

बैटरी के आविष्कार के बाद यह बदल गया। चूँकि ये बैटरियाँ बिजली का भंडारण कर सकती थीं, इसलिए वैज्ञानिक की सुविधा के अनुसार प्रयोग पूरे किए जा सकते थे। बैटरियों, हालांकि बड़ी, प्रयोगों को पूरा करने के लिए बाहर की जा सकती हैं। बैटरी के इन दो फायदों ने विज्ञान और प्रौद्योगिकी को तेजी से विकसित करने में मदद की।

आज बैटरी हमारे जीवन का एक अनिवार्य हिस्सा है। मोबाइल फोन से, हम समाचार देखने के लिए ब्लूटूथ हेडसेट का उपयोग करते हैं जिसका उपयोग हम संगीत सुनने के लिए करते हैं, ऐसा कोई उपकरण नहीं है जिसमें एकीकृत बैटरी न हो। इससे यह समझ में आता है कि बैटरी कैसे काम करती है और इसे कैसे बनाया जाता है यह और भी महत्वपूर्ण है। इसके बाद के अनुभागों में, हमने संबोधित किया है कि बैटरी कैसे काम करती है और आप अपने दम पर बैटरी कैसे बना सकते हैं - दो प्रश्न जो आपको उस तकनीक के बारे में अधिक समझने में मदद करेंगे जो हमारे अधिकांश जीवन को प्रभावित करती है।

बैटरी खोलना

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बैटरी में तीन मुख्य घटक होते हैं:

1. सकारात्मक प्लेट (एनोड)
2. नकारात्मक प्लेट (कैथोड)
3. अम्ल (इलेक्ट्रोलाइट)

तीन घटकों को लगभग 5 किलोग्राम के एक बॉक्स के अंदर रखा गया है। घटकों को एक आवरण का उपयोग करके बॉक्स के अंदर बंद कर दिया जाता है। कवर कई कैप का उपयोग करके सुरक्षित किए जाते हैं और इनमें दो छोटे या लंबे हैंडल होते हैं। बॉक्स और कवर दोनों प्लास्टिक से बने हैं।

कवर पर, निर्माता एक बड़े (+) प्रतीक के साथ सकारात्मक टर्मिनल और एक बड़े (-) प्रतीक के साथ नकारात्मक टर्मिनल को दर्शाता है।

बैटरी कैसे काम करती है?

 

बैटरी एक साधारण विचार पर काम करती है: यह रासायनिक ऊर्जा को सीधे विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करती है। एक बैटरी में दो प्लेट होती हैं - एक सकारात्मक प्लेट और एक नकारात्मक प्लेट। जब वे बाहरी सर्किट में जुड़े होते हैं, उदाहरण के लिए: जब बैटरी को रिमोट कंट्रोल में रखा जाता है, तो सर्किट पूरा हो जाता है और इलेक्ट्रोड जुड़े होते हैं। यह कनेक्शन रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं और बिजली के उत्पादन को प्रोत्साहित करता है।

उत्पन्न ऊर्जा प्रतिक्रिया से गुजरने वाले धातु, ऑक्साइड या अन्य अणुओं की बंधन ऊर्जा के बराबर होती है। जारी की गई ऊर्जा को 'वोल्ट' में मापा जाता है; इसलिए, अधिकांश बैटरियों को केवल बैटरी के नाम के बजाय उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले वोल्टेज के अनुसार रेट किया जाता है। बैटरी की रेटिंग को समझने के लिए सबसे पहले यह समझना जरूरी है कि बैटरी कैसे काम करती है।

बैटरी का मेकअप

बैटरी का कार्य सिद्धांत इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह पर निर्भर करता है। इसलिए, किसी भी बैटरी को काम करने के लिए, उसे एक सामग्री की आवश्यकता होती है जो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को छोड़ देगी, और एक जो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करेगी। इन सामग्रियों को इलेक्ट्रोड कहा जाता है। जो पदार्थ इलेक्ट्रॉन देता है उसे धनात्मक प्लेट कहते हैं और जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं उसे ऋणात्मक प्लेट कहते हैं। सकारात्मक प्लेट और नकारात्मक प्लेट आम तौर पर दो अलग-अलग प्रकार की धातुएं होती हैं। वोल्टा की सेल में, जिंक का उपयोग धनात्मक प्लेट के रूप में और चांदी को ऋणात्मक प्लेट के रूप में किया जाता था।

सकारात्मक प्लेट और नकारात्मक प्लेट को "सैंडविच" के रूप में डिज़ाइन किया गया है और दोनों के बीच में इलेक्ट्रोलाइट है। पुरानी बैटरियों में, इलेक्ट्रोलाइट विशेष रूप से एक तरल (जैसे नमकीन) था; हालांकि, आधुनिक बैटरियों में जेल और ठोस रूपों में इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं। इलेक्ट्रोलाइट, पॉजिटिव प्लेट और नेगेटिव प्लेट मिलकर एक सेल बनाते हैं।

एक बैटरी में एक सेल या कई का संयोजन हो सकता है - पूरी तरह से निर्माता के डिजाइन पर निर्भर करता है। श्रृंखला कनेक्शन में एक 12V बैटरी में 6 सेल होते हैं; प्रत्येक सेल 2V शक्ति है। प्रत्येक सेल को इंसुलेटर द्वारा अलग किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कोशिकाएं एक दूसरे या प्लास्टिक बॉक्स को स्पर्श न करें। इंसुलेटर साधारण रबर केसिंग होते हैं जिनमें धातु की प्लेट और एक झिल्ली होती है। झिल्ली आवेश के पारित होने की अनुमति देती है।

अधिकांश आधुनिक कोशिकाओं में दो प्लेट होती हैं - एक तांबे की और एक सीसे की। प्रत्येक कोशिका का अपना धनात्मक और ऋणात्मक टर्मिनल होता है। एक श्रृंखला कनेक्शन में, कोशिकाओं को ढेर कर दिया जाता है और एक सेल का सकारात्मक दूसरे सेल के नकारात्मक से जुड़ा होता है। इसलिए, बैटरी के एक सिरे का धनात्मक टर्मिनल होता है जबकि दूसरे सिरे का ऋणात्मक टर्मिनल होता है।

एजीएम विभाजक में इलेक्ट्रोलाइट या एसिड भरा जाता है जो इलेक्ट्रॉनों को छोड़ता है।

बैटरी का कार्य

बैटरी का कार्य तकनीकी लगता है लेकिन इसे कई छोटे चरणों में तोड़ा जा सकता है:

1. धनात्मक प्लेट पर, धातु इलेक्ट्रोलाइट के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह प्रतिक्रिया मुक्त इलेक्ट्रॉनों को मुक्त करती है।
2. जब बैटरी को एक उपकरण के अंदर रखा जाता है - उदाहरण के लिए, एक रिमोट - इलेक्ट्रॉन रिमोट में सर्किट के माध्यम से और बैटरी के विपरीत छोर पर चले जाएंगे।
3. यहां, ऋणात्मक प्लेट प्रक्रिया को पूरा करते हुए इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करेगी।

बैटरी की कार्यप्रणाली को समझते समय दो मुख्य बातों का ध्यान रखना चाहिए:

1. यदि कोई बाह्य परिपथ न हो तो यह अभिक्रिया नहीं हो सकती। इसलिए, जब बैटरी को सर्किट से नहीं जोड़ा जाता है, तो यह डिस्चार्ज नहीं होता है क्योंकि प्रतिक्रिया नहीं होती है।
2. सकारात्मक प्लेट द्वारा दिए गए सभी इलेक्ट्रॉनों को नकारात्मक प्लेट द्वारा स्वीकार किया जाना चाहिए। यह प्रतिक्रिया को पूरा करता है।

यह एक बैटरी का मूल कार्य है जिसे आधुनिक बैटरी बनाने के लिए शोध किया गया है। वोल्टा की बैटरी के विपरीत, आधुनिक बैटरी अन्य धातुओं और मिश्र धातुओं के संयोजन का उपयोग करती हैं। ये संयोजन बैटरी की शक्ति को निर्धारित करते हैं। किसी दिए गए बिंदु पर सर्किट में इलेक्ट्रॉनों की संख्या का उपयोग बैटरी की शक्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

बड़ी बैटरी के लिए, सेल की संख्या बढ़ जाती है, और प्रत्येक सेल की रेटिंग भी बढ़ जाती है। सभी बैटरियों में समान घटक होते हैं, और इसलिए, बड़ी बैटरी बनाने का एकमात्र तरीका कोशिकाओं की संख्या बढ़ाना या प्रत्येक बैटरी की रेटिंग बढ़ाना है।

रिचार्जेबल बैटरी में इलेक्ट्रोड

 

गैर-रिचार्जेबल बैटरी में, सकारात्मक प्लेट से नकारात्मक प्लेट में इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण सकारात्मक प्लेट को कम कर देता है। इसलिए, कई उपयोगों के बाद, सकारात्मक प्लेट पतली हो जाती है जबकि नकारात्मक प्लेट मोटी हो जाती है। जब धनात्मक प्लेट में देने के लिए कोई इलेक्ट्रॉन नहीं रह जाता है, तो बैटरी काम करना बंद कर देती है।

रिचार्जेबल बैटरी का कार्य समान है। हालाँकि, इस प्रकार की बैटरी में आप बैटरी को चार्ज कर सकते हैं। इस प्रक्रिया में, एक विपरीत क्षमता लागू होती है। जब यह किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन नकारात्मक प्लेट से सकारात्मक प्लेट में चले जाते हैं, प्रतिक्रिया को उलट देते हैं। जब सभी इलेक्ट्रॉन धनात्मक प्लेट में वापस आ जाते हैं, तो बैटरी 100% चार्ज हो जाती है। इसे चार्जिंग पोर्ट से हटाया जा सकता है और फिर से इस्तेमाल किया जा सकता है।

बैटरी काम करने का यह सरल सिद्धांत किसी को भी घर पर बैटरी बनाने की अनुमति देता है। जबकि परिष्कृत डिजाइनों को आजमाया नहीं जा सकता है, सरल डिजाइन बनाए जा सकते हैं।

बैटरी का निर्माण कैसे होता है?

बैटरी निर्माण के पीछे का विज्ञान बहुत जटिल नहीं है, और क्योंकि बैटरी व्यापक रूप से खोजी जाने वाली तकनीक है, बैटरी को घर पर भी बनाया जा सकता है। बैटरी बनाने की सबसे सरल विधि इस प्रकार है:

1. इलेक्ट्रोड इकट्ठा करें: सबसे प्रभावी बैटरी बनाने के लिए दो प्रकार के इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होती है। एक इलेक्ट्रोड का ऑक्सीकरण होता है जबकि दूसरे का अपचयन होता है। होममेड बैटरियों के लिए, शुद्ध एल्युमिनियम की पट्टी और शुद्ध तांबे की पट्टी का उपयोग करें।
2. इलेक्ट्रोलाइट बनाएं: इलेक्ट्रोलाइट कोई भी तरल या घोल है जो प्रत्येक टर्मिनल पर प्रतिक्रियाओं की सुविधा प्रदान करेगा। होममेड बैटरियों के लिए, खारे पानी, सिरका और ब्लीच सहित तरल पदार्थों के मिश्रण का उपयोग करें।
3. जंक्शन बनाना: इलेक्ट्रोलाइट को पकड़ने के लिए प्लास्टिक या इंसुलेटिंग सामग्री का चयन करें। मिश्रण को प्लास्टिक के कटोरे या कप में भी डाला जा सकता है। इलेक्ट्रोड को कटोरे के विपरीत छोर पर रखें और एक छोर को मिश्रण में डुबोएं।
4. सिस्टम की जाँच: प्रत्येक इलेक्ट्रोड के अंत में, एक मगरमच्छ क्लिप का उपयोग करके एक तार कनेक्ट करें। वोल्टमीटर या कम वोल्टेज उपकरण से कनेक्ट करके वोल्टेज का परीक्षण करें।

उच्च शक्ति वाली बैटरी बनाने के लिए इसी विधि का उपयोग किया जाता है। अधिकांश बैटरी निर्माता अपने द्वारा प्रदान किए जाने वाले विद्युत वोल्टेज को समायोजित करने के लिए बैटरी के अंदर अणुओं और इलेक्ट्रोड की मात्रा और प्रकार को समायोजित करते हैं।

वाणिज्यिक बैटरी

ऊपर दी गई विधि बैटरी बनाने का सबसे सरल और सबसे बुनियादी तरीका है। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध बैटरी अलग-अलग परिणाम देने के लिए विभिन्न प्रसंस्करण विधियों का उपयोग करती हैं। ऊपर दी गई सरल डिज़ाइन को 100% सुरक्षित बैटरी बनाने के लिए व्यावसायिक तकनीक के साथ जोड़ा गया है जिसका उपयोग हम अपने दैनिक जीवन में कर सकते हैं।

सबसे पहले, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध बैटरियों में बाउल-टाइप होल्डर में तरल इलेक्ट्रोलाइट्स नहीं होते हैं। बाजार में उपलब्ध बैटरियां अब एब्जॉर्बेंट ग्लास मैट (एजीएम) सेपरेटर का उपयोग इलेक्ट्रोलाइट को धारण करने के लिए एक सोखने वाले के रूप में करती हैं।

दूसरा, बैटरी में उपयोग की जाने वाली प्लेटें आमतौर पर सीसा और कार्बन होती हैं। ये दो प्लेटें सबसे अच्छा इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण प्रदान करती हैं और इसलिए, वे सर्वश्रेष्ठ चार्ज ट्रांसफर की सुविधा प्रदान करती हैं। इन प्लेटों का एक मानक आयाम और वजन होता है।

अंत में, इन वस्तुओं को रबर के आवरण में रखा जाता है। रबर के आवरण में एक झिल्ली भी होती है। वे बिजली का संचालन नहीं करते हैं, लेकिन वे शुल्क को पारित करने की अनुमति देते हैं। इसलिए, जब बैटरी चालू होती है, तो चार्ज गुजरते हैं, और बिजली आती है। इसे एक कोशिका कहते हैं। एक व्यावसायिक बैटरी में, कई सेल एक बैटरी में ढेर हो जाते हैं।

एक व्यावसायिक बैटरी बनाना

सभी बैटरियों में समान आइटम होते हैं; हालाँकि, जो एक बैटरी को दूसरी बैटरी से अलग करता है, वह है बैटरी बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया। प्रत्येक बैटरी निर्माता के पास शुरू करने के लिए समान आइटम होते हैं, लेकिन वे घरों में उपयोग की जाने वाली बैटरी के निर्माण के लिए विभिन्न और मालिकाना प्रक्रियाओं का उपयोग करते हैं। निर्माण प्रक्रिया के कुछ प्रमुख चरणों के बारे में विस्तार से बताया गया है।

तैयारी. प्रक्रिया प्रत्येक आइटम की तैयारी के साथ शुरू होती है। अधिकांश निर्माताओं के पास इलेक्ट्रोलाइट के लिए अपना अनूठा सूत्र होता है जिसमें एक बाइंडर, सक्रिय एजेंट और प्रवाहकीय एजेंट शामिल होता है। इस प्रकार, इलेक्ट्रोलाइट तैयार किया जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोड प्लेटों को तब तक काटा जाता है जब तक उनका वांछित वजन न हो।

कोटिंग और सुखाने. एजीएम विभाजक इलेक्ट्रोलाइट के साथ लेपित है। इसे घोल या घोल में तब तक डुबोया जाता है जब तक कि एजीएम विभाजक वांछित मात्रा को अवशोषित नहीं कर लेता। एक बार अवशोषण हो जाने के बाद, विभाजक सूख जाता है।

कैलेंडर. इलेक्ट्रोड प्लेट्स को एक साथ तब तक संकुचित किया जाता है जब तक कि वे एक दूसरे से चिपक न जाएं। इस प्रक्रिया के लिए, यह सुनिश्चित करने के लिए अत्यधिक बल का उपयोग किया जाता है कि प्लेटें अलग न हों। इलेक्ट्रोड प्लेटों की मोटाई कम करने के लिए उन्हें दो बड़े सिलेंडरों के बीच चलाया जाता है।

काट रहा है. एक बार जब इलेक्ट्रोड प्लेट आपस में चिपक जाती हैं और वांछित आकार की हो जाती हैं, तो उन्हें एक साथ काट दिया जाता है। प्लेटों को आवश्यक आकार में काटने के लिए सीएनसी जैसी मशीनों का उपयोग किया जाता है। अधिकांश प्लेटों को वर्गों या आयतों में काटा जाता है। कई निर्माताओं के पास अद्वितीय मोल्ड या आकार भी होते हैं जिनका उपयोग वे प्लेटों को वांछित आकार में काटने के लिए करते हैं। अधिकांश कोशिकाएँ 2V की होती हैं।

बैटरी असेंबली. एक बार काटने की प्रक्रिया पूरी हो जाने के बाद, सेल की असेंबली की जा सकती है। ज्यादातर मामलों में, इलेक्ट्रोड प्लेटों और एजीएम विभाजकों की वैकल्पिक परतों के साथ, कोशिकाओं को ढेर किया जाता है। स्टैक को एक प्लास्टिक बॉक्स में रखा जाता है और प्रत्येक सेल और टर्मिनल को जोड़ने के लिए इलेक्ट्रोलाइट को इंजेक्ट किया जाता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, कोशिकाओं की संख्या और इलेक्ट्रोलाइट्स की संख्या बैटरी के आकार पर निर्भर करती है। एक मानक आकार की बैटरी के लिए, 2V के 6 सेल स्टैक्ड होते हैं। हालांकि, बड़ी बैटरी के लिए, अधिक सेल शामिल किए जा सकते हैं।

यह मानक निर्माण प्रक्रिया है। जबकि आकार, आकार, निर्माता और यहां तक कि बैटरी का प्रकार भी बदल सकता है, ये प्रमुख चरण समान रहते हैं। हालांकि, एक उपयोगकर्ता के लिए, इससे कोई खास फर्क नहीं पड़ता; इसके बजाय, क्या मायने रखता है कि किस प्रकार की बैटरी का उपयोग किया जाता है।

बैटरी के अनुप्रयोग क्या हैं?

बैटरी का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों जैसे घर, टॉर्च, दीवार घड़ी, रेलवे, ऑटोमोबाइल वाहन आदि में किया जाता है।

बैटरी के प्रकार:

बैटरियों को दो व्यापक प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

1. प्राथमिक बैटरी: प्राथमिक बैटरियों को आमतौर पर यूज़ एंड थ्रो बैटरी के रूप में जाना जाता है। इनका उपयोग किसी भी उपकरण में किया जा सकता है और एक बार चार्ज का उपयोग करने के बाद इनका निपटान करना होता है। उदाहरण के लिए, AA बैटरियों का उपयोग रिमोट कंट्रोल में किया जाता है।
2. माध्यमिक बैटरी: सेकेंडरी बैटरी को रिचार्जेबल बैटरी भी कहा जाता है। इन बैटरियों को उपकरण या बैटरी को बिना किसी नुकसान के कई बार इस्तेमाल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, लैपटॉप, मोबाइल फोन, या किसी अन्य रिचार्जेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में बैटरी।

बड़े उपकरणों के लिए प्राथमिक बैटरियों का उपयोग नहीं किया जाता है। इसके बजाय, उन्हें अलग-अलग एए बैटरी के रूप में बेचा जाता है। पिछले कुछ दशकों में माध्यमिक बैटरी अधिक लोकप्रिय हो गई हैं। अपने रिचार्जेबल प्रकृति के कारण, वे पर्यावरण के पदचिह्न को कम करते हैं और कम प्रदूषण का कारण बनते हैं। इन बैटरियों का उपयोग अक्सर सौर प्रणालियों और इनवर्टर सहित सभी उपकरणों में किया जाता है।

वर्तमान बाजार में, आवासीय अनुप्रयोगों के लिए अनुशंसित तीन प्रकार की बैटरी हैं:

1. लीड-एसिड बैटरी।

लेड-एसिड बैटरी सबसे पुरानी प्रकार की बैटरी है, जिसका आविष्कार 1859 में किया गया था। ये बाजार में उपलब्ध सबसे सस्ती बैटरी हैं। वे बहुत शक्तिशाली, रिचार्जेबल और आसानी से उपलब्ध हैं, जो उन्हें भारत में सबसे लोकप्रिय बैटरी बनाते हैं। वे किसी भी घर में निर्माण और स्थापित करना भी आसान है।

हालाँकि, इन बैटरियों में कम बिजली घनत्व होता है। इससे लेड-एसिड बैटरियां बहुत भारी और बहुत बड़ी हो जाती हैं। इसके अलावा, लेड-एसिड बैटरियां पर्यावरण के अनुकूल नहीं हैं क्योंकि उन्हें खराब नहीं किया जा सकता है। वे पानी का सामना नहीं कर सकते हैं और इसलिए, बारिश के परिणामस्वरूप क्षतिग्रस्त हो जाते हैं।

2. मुहरबंद रखरखाव मुक्त (एसएमएफ) बैटरी।

सीलबंद रखरखाव मुक्त बैटरी एक प्रकार की लेड-एसिड बैटरी हैं। हालांकि, लेड-एसिड बैटरियों को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है, लेकिन ऐसा नहीं होता है। एक पारंपरिक लेड-एसिड बैटरी में, इलेक्ट्रोलाइट (एसिड) को नियमित अंतराल पर टॉप-अप करने की आवश्यकता होती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बैटरी ठीक से काम कर रही है। एक SMF बैटरी में, टॉप अप करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

इसका एक और फायदा है: SMF बैटरियों को ले जाया जा सकता है। ये बैटरियां 100% सील हैं, और अंदर का एसिड लीक नहीं होगा, जिससे वे परिवहन के लिए सुरक्षित हो जाएंगे। सीलिंग गैसों या धुएं के उत्सर्जन को कम करने में भी मदद करती है।

3. लिथियम बैटरी या लिथियम-आयन बैटरी।

लिथियम बैटरी अप-एंड-आने वाला स्टार्टर है। उनके पास उच्च घनत्व, कम स्व-निर्वहन दर है और वे बेहद हल्के हैं। इस बैटरी का एक बड़ा फायदा यह है कि सभी प्रकार की बैटरी में इनकी रखरखाव की आवश्यकता सबसे कम होती है।

लिथियम-आयन बैटरी के ये फायदे यही कारण हैं कि वे अब ऑटोमोबाइल और आवासीय अनुप्रयोगों में लीड-एसिड और एसएमएफ बैटरी की जगह ले रहे हैं। सोलर पैनल सिस्टम, इलेक्ट्रिक वाहन और कई उपकरण अब लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करते हैं।

घर के लिए बैटरी कैसे चुनें?

बैटरियों का जीवनकाल 3-5 साल का होता है, जिससे वे अधिकांश घर के मालिकों के लिए एक दीर्घकालिक निवेश बन जाते हैं। यदि घर में इन्वर्टर है, तो बैटरी द्वारा अनुशंसित आह रेंज के आधार पर बैटरी का चयन किया जा सकता है। बैटरी खरीदते समय चार बातों का ध्यान रखना चाहिए:

1. बैटरी की क्षमता: बैटरी की क्षमता बताती है कि बैटरी में कितनी ऊर्जा जमा है। औसत आवासीय घरों के लिए, 150 आह क्षमता की बैटरी की आवश्यकता होती है। हालांकि, 80-220 आह क्षमता वाली बैटरियां भी उपलब्ध हैं।
2. बैटरी की वारंटी: बैटरी की वारंटी 2 साल से लेकर 5 साल तक होती है। यह बैटरी के प्रकार (फ्लैट प्लेट, ट्यूबलर, या लिथियम) और निर्माता पर निर्भर करता है।
3. बैटरी की बैकअप शक्ति: बैटरी पावर बैकअप दर्शाता है कि पावर कट के बाद बैटरी कितने घंटे बैटरी को सपोर्ट कर सकती है। उदाहरण के लिए, एक 150 आह बैटरी 7 घंटे के लिए 200 वाट, 5 घंटे के लिए 300 वाट या 3.5 घंटे के लिए 400 वाट प्रदान कर सकती है।
4. बैटरी का जीवनकाल: बैटरी का जीवनकाल बैटरी के प्रकार पर निर्भर करता है। लेड-एसिड बैटरी को 500-1200 बार चार्ज किया जा सकता है, जबकि लिथियम बैटरी को 1000-2000 बार चार्ज किया जा सकता है।

सर्वोत्तम बैटरी के विकल्पों की समीक्षा करते समय, इन पॉइंटर्स का उपयोग विकल्पों को कम करने के लिए किया जा सकता है।

बैटरी को चार्ज करने में कितना समय लगता है?

यह बैटरी के आकार पर निर्भर करता है लेकिन आमतौर पर, बैटरी 10-15% चार्जिंग के साथ काम करना शुरू कर देती है। आमतौर पर होम बैटरी में 3 से 4 घंटे लगते हैं जबकि ऑटोमोबाइल बैटरी कम समय में चार्ज हो जाती है। अब कुशल मोबाइल बैटरी चार्जर उपलब्ध है इसलिए यह एक घंटे से भी कम समय में बैटरी को बहुत तेजी से चार्ज करता है। 

आह द्वारा बैकअप समय की गणना करना

पावर बैकअप पूरी तरह से बैटरी के आकार (आह x वोल्ट) पर निर्भर करता है, इसका मतलब है कि अधिक आह बैटरी लंबे समय में अधिक बैकअप देगी।

इन्वर्टर के लिए बैटरी क्षमता की गणना कैसे करें?

इसे आह, यानी एम्पीयर-ऑवर से आसानी से देखा जा सकता है।

बैटरी और कैपेसिटर विभिन्न प्रकार के होते हैं, एक बैटरी विद्युत ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहीत करती है जबकि एक संधारित्र विद्युत ऊर्जा को संग्रहीत करता है।

अधिकांश भारतीय घरों में इनवर्टर और बैटरी सिस्टम हैं। बैटरी के आकार की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है:

बैटरी क्षमता: (कुल लोड x बैकअप समय) / इनपुट वोल्टेज

इस सूत्र का उपयोग करके गणना की गई बैटरी क्षमता घंटों में होगी।

बैटरी कितने समय तक चलेगी?

इन्वर्टर बैटरी बैकअप समय की गणना कैसे करें?

बैटरी बैकअप समय की गणना करने के लिए सूत्र को भी समायोजित किया जा सकता है:

बैटरी बैकअप समय = (बैटरी क्षमता x इनपुट वोल्टेज) / कुल भार

इस सूत्र का उपयोग करके परिकलित बैटरी बैकअप समय घंटों में होगा।

इन फ़ार्मुलों का उपयोग किसी भी घर के लिए बैटरी का चयन करने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, यह बिजली कटौती के बाद घर चलाने के लिए आवश्यक भार के वाट की संख्या पर भी निर्भर करता है। रेफ्रिजरेटर, पंखे, लैपटॉप आदि जैसे सभी सामान्य उपकरणों वाले अधिकांश घरों को चलाने के लिए 200-300 वाट की आवश्यकता होती है।

इसलिए, यदि 150 एम्पीयर (12 वी) की बैटरी खरीदी जाती है, तो बैटरी की गणना इस प्रकार है:

एम्पीयर: 150

वोल्टेज: 12 वी

बैटरी की वाट भंडारण क्षमता = एम्पीयर x वोल्ट = 150 x 12 = 1800 वाट

अधिकांश बैटरी केवल 80-90% कुशल होती हैं। इसलिए आप 1800 वाट = 1400 से 1500 वाट का केवल 80-90% ही उपयोग कर पाएंगे।

इसलिए, बैटरी की क्षमता 1400-1500 वाट है।

आपकी बैटरी का बैकअप समय आपके उपयोग पर निर्भर करता है:

200 वाट - 7 घंटे

300 वाट - 5 घंटे

400 वाट – 3-4 घंटे

बैटरी एक दीर्घकालिक निवेश है। केवल दो समस्याएं हैं जो बैटरी को स्थायी रूप से नष्ट कर सकती हैं:

1. ओवरचार्जिंग: जब इन्वर्टर में नियंत्रक टूट जाता है, तो बैटरी कम या अधिक चार्ज हो सकती है। यदि बैटरी अधिक चार्ज हो जाती है, तो अंदर की कोशिकाएँ गर्म हो जाती हैं और प्लेट का ऑक्साइड पिघल जाता है। एक बार सेल क्षतिग्रस्त हो जाने के बाद, इसे ठीक नहीं किया जा सकता है।
2. ड्राई सेल चार्जिंग: प्रत्येक निर्माता की बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट या जल स्तर संकेतक होता है। यदि स्तर बनाए नहीं रखा जाता है, तो कोशिकाएं सूख जाती हैं। यदि बैटरी चार्ज करना जारी रखती है, तो सेल क्षतिग्रस्त हो जाती है। लेड-एसिड बैटरी में यह समस्या आम है।

स्क्रैप बैटरी का क्या करें?

एक पुरानी बैटरी को पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है ताकि हम इसे निर्माता को रियायती मूल्य पर बेच सकें, या इसे एक नई बैटरी से भी बदला जा सकता है।

यदि आप एक स्थापित करना चाह रहे हैं सौर पैनल प्रणाली और सिस्टम को इन्वर्टर और बैटरी से जोड़ना चाहते हैं, तो आपको किसी विशेषज्ञ से भी सलाह लेनी चाहिए। एक सौर विशेषज्ञ आपके सिस्टम के लिए सही बैटरी खोजने में आपकी मदद कर सकेगा। चूंकि कई विकल्प उपलब्ध हैं, इसलिए हम बैटरी में निवेश करने से पहले गहन शोध करने की सलाह देते हैं।