લીડ એસિડ બેટરી શું છે?

ફ્રેન્ચ ચિકિત્સકે શોધ કરી હતી ગેસ્ટન પ્લાન્ટે1859માં, લીડ એસિડ એ કોમર્શિયલ ઉપયોગ માટે પ્રથમ રિચાર્જેબલ બેટરી હતી.તેની અદ્યતન ઉંમર હોવા છતાં, મુખ્ય રસાયણશાસ્ત્ર આજે પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.તેની લોકપ્રિયતા માટે સારા કારણો છે;લીડ એસિડ કિંમત-દીઠ-વોટ આધાર પર ભરોસાપાત્ર અને સસ્તું છે.બીજી કેટલીક બેટરીઓ છે જે લીડ એસિડ જેટલી સસ્તી રીતે જથ્થાબંધ પાવર પહોંચાડે છે અને આ બેટરીને ઓટોમોબાઈલ, ગોલ્ફ કાર, ફોર્કલિફ્ટ્સ, મરીન અને અનટ્રપ્ટીબલ પાવર સપ્લાય (UPS) માટે ખર્ચ-અસરકારક બનાવે છે.

લીડ એસિડ બેટરીનું ગ્રીડ માળખું લીડ એલોયમાંથી બનાવવામાં આવે છે.શુદ્ધ લીડ ખૂબ નરમ હોય છે અને તે પોતાને ટેકો આપતું નથી, તેથી યાંત્રિક શક્તિ મેળવવા અને વિદ્યુત ગુણધર્મો સુધારવા માટે અન્ય ધાતુઓની થોડી માત્રા ઉમેરવામાં આવે છે.સૌથી સામાન્ય ઉમેરણો એન્ટિમોની, કેલ્શિયમ, ટીન અને સેલેનિયમ છે.આ બેટરીઓ ઘણીવાર "લીડ-એન્ટિમની" અને "લીડકેલ્શિયમ" તરીકે ઓળખાય છે.

એન્ટિમોની અને ટીન ઉમેરવાથી ડીપ સાયકલિંગમાં સુધારો થાય છે પરંતુ આનાથી પાણીનો વપરાશ વધે છે અને તેની જરૂરિયાત વધે છે.બરાબરી.કેલ્શિયમ સ્વ-ડિસ્ચાર્જ ઘટાડે છે, પરંતુ પોઝિટિવ લીડ-કેલ્શિયમ પ્લેટ જ્યારે વધુ ચાર્જ કરવામાં આવે ત્યારે ગ્રીડ ઓક્સિડેશનને કારણે વધવાની આડઅસર ધરાવે છે.આધુનિક લીડ એસિડ બેટરીઓ પણ એન્ટિમોની અને કેલ્શિયમ સામગ્રીને ઘટાડવા માટે સેલેનિયમ, કેડમિયમ, ટીન અને આર્સેનિક જેવા ડોપિંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ કરે છે.

લીડ એસિડ ભારે હોય છે અને જ્યારે ડીપ સાયકલ ચલાવવામાં આવે ત્યારે તે નિકલ- અને લિથિયમ-આધારિત સિસ્ટમો કરતાં ઓછું ટકાઉ હોય છે.સંપૂર્ણ ડિસ્ચાર્જ તાણનું કારણ બને છે અને દરેક ડિસ્ચાર્જ/ચાર્જ ચક્ર કાયમી ધોરણે થોડી ક્ષમતાની બેટરીને છીનવી લે છે.જ્યારે બેટરી સારી ઓપરેટિંગ સ્થિતિમાં હોય ત્યારે આ નુકસાન નાનું હોય છે, પરંતુ જ્યારે કામગીરી નજીવી ક્ષમતા કરતાં અડધી થઈ જાય ત્યારે ફેડિંગ વધે છે.આ વેર-ડાઉન લાક્ષણિકતા વિવિધ ડિગ્રીમાં તમામ બેટરીઓને લાગુ પડે છે.

ડિસ્ચાર્જની ઊંડાઈ પર આધાર રાખીને, ડીપ-સાયકલ એપ્લિકેશન માટે લીડ એસિડ 200 થી 300 ડિસ્ચાર્જ/ચાર્જ ચક્ર પ્રદાન કરે છે.તેના પ્રમાણમાં ટૂંકા ચક્ર જીવન માટેના પ્રાથમિક કારણો હકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોડ પર ગ્રીડ કાટ, સક્રિય સામગ્રીની અવક્ષય અને હકારાત્મક પ્લેટોનું વિસ્તરણ છે.આ વૃદ્ધત્વની ઘટના એલિવેટેડ ઓપરેટિંગ તાપમાને અને જ્યારે ઉચ્ચ સ્રાવ પ્રવાહો દોરવામાં આવે ત્યારે ઝડપી બને છે.

લીડ એસિડ બેટરી ચાર્જ કરવી સરળ છે, પરંતુ યોગ્ય વોલ્ટેજ મર્યાદાઓ અવલોકન કરવી આવશ્યક છે.નીચા વોલ્ટેજની મર્યાદા પસંદ કરવાથી બેટરીને આશ્રય મળે છે, પરંતુ આ નબળી કામગીરી પેદા કરે છે અને નકારાત્મક પ્લેટ પર સલ્ફેશનના નિર્માણનું કારણ બને છે.ઉચ્ચ વોલ્ટેજ મર્યાદા કામગીરીમાં સુધારો કરે છે પરંતુ હકારાત્મક પ્લેટ પર ગ્રીડ કાટ બનાવે છે.જો સમયસર સેવા આપવામાં આવે તો સલ્ફેશન ઉલટાવી શકાય છે, કાટ કાયમી છે.

લીડ એસિડ પોતાને ઝડપી ચાર્જિંગ માટે ઉધાર આપતું નથી અને મોટાભાગના પ્રકારો સાથે, સંપૂર્ણ ચાર્જ થવામાં 14-16 કલાકનો સમય લાગે છે.બેટરી હંમેશા સંપૂર્ણ ચાર્જની સ્થિતિમાં સંગ્રહિત હોવી જોઈએ.ઓછો ચાર્જ સલ્ફેશનનું કારણ બને છે, એવી સ્થિતિ જે બેટરીની કામગીરીને છીનવી લે છે.નકારાત્મક વિદ્યુતધ્રુવ પર કાર્બન ઉમેરવાથી આ સમસ્યા ઓછી થાય છે પરંતુ આ ચોક્કસ ઉર્જા ઘટાડે છે.

લીડ એસિડનું આયુષ્ય મધ્યમ હોય છે, પરંતુ નિકલ-આધારિત સિસ્ટમો હોવાથી તે મેમરીને આધીન નથી, અને રિચાર્જ કરી શકાય તેવી બેટરીઓમાં ચાર્જ રીટેન્શન શ્રેષ્ઠ છે.જ્યારે NiCd ત્રણ મહિનામાં તેમની સંગ્રહિત ઊર્જાના આશરે 40 ટકા ગુમાવે છે, ત્યારે એક વર્ષમાં લીડ એસિડ સ્વ-ડિસ્ચાર્જ થાય છે.લીડ એસિડ બેટરી ઠંડા તાપમાને સારી રીતે કામ કરે છે અને સબઝીરો સ્થિતિમાં કામ કરતી વખતે લિથિયમ-આયન કરતાં શ્રેષ્ઠ છે.RWTH, Aachen, Germany (2018) મુજબ, પૂરમાં ભરાયેલા લીડ એસિડની કિંમત લગભગ $150 પ્રતિ kWh છે, જે બેટરીમાં સૌથી ઓછી છે.