زینک کاربن بیٹری | زینک کاربن بیٹری کے قسمیں | فوائد اور نقصانات
زینک کاربن بیٹری
زینک کاربن بیٹری ماضی کے 100 سالوں میں عام طور پر استعمال ہوتی رہی ہے۔ عموماً دو قسم کی زینک کاربن بیٹری دستیاب ہوتی ہیں – لیکلینچ بیٹری اور زینک کلورائیڈ بیٹری۔ دونوں یہ بنیادی بیٹری ہیں۔ یہ بیٹری جارج لیونیل لیکلینچ نے 1866 میں دریافت کی تھی۔ یہ پہلی بیٹری تھی جس میں آمونیم کلورائیڈ جیسی کم کوروزیون والی الکٹرولائٹ استعمال ہوئی تھی۔ اس سے قبل صرف مضبوط معدنی ایسیدیں بیٹری سسٹم کی الکٹرولائٹ کے طور پر استعمال ہوتی تھیں۔
اس بیٹری سلسلے میں، ایک گلاس کا جار بطور اصل کنٹینر استعمال ہوا۔ کنٹینر کو آمونیم کلورائیڈ کے حل کے طور پر الکٹرولائٹ سے بھرا گیا تھا۔ ایک ملزج زینک کا رودہ یہ الکٹرولائٹ میں غوطہ ڈال کر منفی الیکٹروڈ یا اینوڈ کے طور پر استعمال ہوا۔ اس لیکلینچ بیٹری سلسلے میں، ایک پورس پوٹ میں منگنز ڈائی آکسائڈ اور کاربن پاؤڈر کا یکسان مکس ڈالا گیا تھا۔ ایک کاربن کا رودہ اس مکس میں داخل کیا گیا تھا۔
پورس پوٹ کے ساتھ مکس اور کاربن کا رودہ مثبت الیکٹروڈ یا کیتھوڈ کے طور پر کام کرتا تھا اور یہ جار میں آمونیم کلورائیڈ کے حل میں رکھا گیا تھا۔ 1876 میں، لیکلینچ خود نے اپنی زینک کاربن بیٹری کی ڈیزائن کو بہتر بنایا۔ وہاں اس نے منگنز ڈائی آکسائڈ اور کاربن پاؤڈر کے ساتھ رزن گم بائنڈر کو مکس کیا اور ہائیڈرولک پریشر سے مکس کو ٹھوس بلک بنایا۔ کیتھوڈ مکس کی یہ ٹھوس ڈھانچہ کی وجہ سے لیکلینچ بیٹری سلسلے میں پورس پوٹ کی ضرورت ختم ہو گئی۔ 1888 میں، ڈاکٹر کارل گاسنر نے لیکلینچ سلسلے کی تعمیر کو مزید ترقی دی۔ وہاں اس نے پلیسٹر آف پیرس اور آمونیم کلورائیڈ کے پیسٹ کو الکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا، مائع آمونیم کلورائڈ کی جگہ۔ زینک کے رودے کو گلاس کنٹینر میں الکٹرولائٹ میں داخل کرنے کے بجائے، اس نے کنٹینر کو خود زینک سے بنایا۔ اس لیے یہ کنٹینر بیٹری کا اینوڈ بھی بن گیا۔ اس نے اپنی بیٹری میں مقامی کیمیائی فعل کو کم کرنے کے لیے سلنڈر شکل کے کیتھوڈ مکس بلک کے آس پاس زینک کلورائیڈ-آمونیم کلورائیڈ سیٹریٹڈ کپڑے لپیٹ کر استعمال کیا۔
بعد میں اس نے الکٹرولائٹ مکس میں پلیسٹر آف پیرس کو گندم کے آٹے سے بدل دیا۔ یہ پہلا تجارتی ڈیزائن تھا جو کھشک زینک کاربن بیٹری سلسلے کا تھا۔ یہ لیکلینچ بیٹری کا سفر کا اختتام نہیں تھا۔ یہ بیٹری 20ویں صدی میں اپنے مستمر بازار کی مانگ کو پورا کرنے کے لیے مزید ترقی کی گئی۔ بعد میں ایسیٹیلین بلیک کاربن کو کیتھوڈ کرنٹ کالیکٹر کے طور پر استعمال کیا گیا۔ یہ گرافائٹ سے زیادہ کنڈکٹیو ہے۔ سیپریٹر ڈیزائن اور وینٹنگ سیل سسٹم میں بھی ترقی کی گئی ہے۔
1960 کے بعد، زینک کلورائیڈ بیٹری سلسلے کی ترقی میں مزید محنت کی گئی۔ یہ بھی زینک کاربن بیٹری کی مشہور قسم ہے۔ یہاں زینک کلورائیڈ کو الکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے آمونیم کلورائیڈ کی جگہ۔ یہ تیز ڈرین کے اطلاق کے لیے بہتر کارکردگی فراہم کرنے کے لیے تیار کیا گیا تھا۔ دیگر الفاظ میں، زینک کلورائیڈ بیٹری تیز ڈرین کے اطلاق میں لیکلینچ بیٹری کا بہتر جانشین ہے۔
زینک کاربن بیٹری میں کیمیائی ریاکشن
لیکلینچ بیٹری سلسلے میں، زینک کو اینوڈ کے طور پر، منگنز ڈائی آکسائڈ کو کیتھوڈ کے طور پر اور آمونیم کلورائیڈ کو اصل الکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے لیکن الکٹرولائٹ میں زینک کلورائیڈ کا کچھ فیصد ہوتا ہے۔ زینک کلورائیڈ بیٹری سلسلے میں، زینک کو اینوڈ کے طور پر، منگنز ڈائی آکسائڈ کو کیتھوڈ کے طور پر اور زینک کلورائیڈ کو الکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
دونوں زینک کاربن بیٹریوں میں، ڈسچارج کے دوران، زینک اینوڈ آکسیڈیشن ریاکشن میں شامل ہوتا ہے اور اس ریاکشن میں شامل ہر زینک ایٹم دو الیکٹران رہا کرتا ہے۔
یہ الیکٹران کیتھوڈ سے باہر کے لوڈ سرکٹ کے ذریعے آتے ہیں۔
لیکلنچ بیٹری کیسل میں امونیم کلورائیڈ (NH4Cl) الیکٹرو لائٹ میکسچر کے طور پر NH4+ اور Cl – کے طور پر موجود ہوتا ہے۔ کیتھوڈ میں MnO2 امونیم آئن (NH4+) کے ساتھ ری ایکشن میں Mn2O3 میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ اس کے علاوہ Mn2O3 کے ساتھ یہ ری ایکشن امونیا (NH3) اور پانی (H20) بھی پیدا کرتا ہے۔
لیکن اس کیمیائی عمل کے دوران کچھ امونیم آئنز (NH4+ ) الیکٹرانز کے ذریعے مستقیماً کم کر دیے جاتے ہیں اور گیسی امونیا (NH3) اور ہائیڈروجن (H2) بناتے ہیں۔
زینک کاربن بیٹری میں یہ امونیا گیس زینک کلورائیڈ (ZnCl2) کے ساتھ ری ایکشن کرتی ہے اور سolid زینک امونیم کلورائیڈ بناتی ہے اور گیسی ہائیڈروجن منگنز ڈائی آکسائڈ کے ساتھ ری ایکشن کرتا ہے اور solid di-manganese trioxide اور پانی بناتا ہے۔ یہ دو ری ایکشن بیٹری کی ڈسچارج کے دوران گیس کے دباؤ کی تشکیل کو روکتے ہیں۔
کل ری ایکشن یہ ہے،
زینک کلورائیڈ بیٹری زینک کاربن بیٹری کی محسنة نسخہ ہے۔ ان بیٹریوں کو عام طور پر heavy duty بیٹری کے طور پر لیبل کیا جاتا ہے۔ ایک زینک کلورائیڈ کیسل صرف زینک کلورائیڈ (ZnCl2) پیسٹ کو الیکٹرو لائٹ کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ یہ بیٹری زیادہ کرنٹ، زیادہ ولٹیج اور زیادہ زندگی فراہم کرتا ہے جس کے مقابلے میں عام مقصد کی زینک کاربن بیٹری ہوتی ہے۔ کیتھوڈ ری ایکشن یہ ہے،
کلی طور پر ردعمل،
زینک کاربن بیٹری کی ولٹیج ریٹنگ
زینک کاربن بیٹری کی معیاری ولٹیج ریٹنگ کو بیٹری سیل میں استعمال ہونے والے آنڈ اور کیتھوڈ مواد کی قسم کے ذریعے تعین کیا جاتا ہے۔ زینک کاربن بیٹری سیل میں، زینک آنڈ مواد ہوتا ہے اور منگنز ڈائی آکسائڈ کیتھوڈ مواد ہوتا ہے۔ زینک کی الیکٹروڈ پوٹینشل – 0.7 ولٹ ہوتی ہے جبکہ منگنز ڈائی آکسائڈ کی الیکٹروڈ پوٹینشل 1.28 ولٹ ہوتی ہے۔ لہذا، ہر سیل کی نظریاتی ولٹیج – (- 0.76) + 1.23 = 1.99 V ہونی چاہئیے لیکن کئی عملی شرائط کو مد نظر رکھتے ہوئے، معیاری زینک کاربن بیٹری کی فعلي ولٹیج آؤٹ پٹ 1.5 V سے زائد نہیں ہوتی۔
زینک کاربن بیٹری سیل کی توانائی کثافت
کیتھوڈ مواد، منگنز ڈائی آکسائڈ کا مولر وزن 87 g/mol ہے۔ یہاں بیٹری کی ردعمل میں دو الیکٹران دو منگنز ڈائی آکسائڈ مالیکولوں کو کم کرتے ہیں۔ لہذا، فاراڈے کے دائم کے مطابق 28.6 Ah کو یک مول یا 87 g منگنز ڈائی آکسائڈ کی مکمل کمی کے ذریعے فراہم کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، 87/26.8 = 3.24 g منگنز ڈائی آکسائڈ کی ضرورت ہوتی ہے 1 Ah بجلی فراہم کرنے کے لیے۔ آنڈ مواد، زینک کا مولر وزن 65 g/mol ہے۔ یہاں بیٹری کی ردعمل میں دو الیکٹران ایک زینک اتم کو آکسائڈ کرتے ہیں۔ لہذا، فاراڈے کے دائم کے مطابق 28.6 Ah کو یک مول یا 65/2 g یا 32.5 g زینک کی مکمل آکسائڈ کے ذریعے فراہم کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، 32.5/26.8 = 1.21 g زینک کی ضرورت ہوتی ہے 1 Ah بجلی فراہم کرنے کے لیے۔ زینک کاربن بیٹری کی کل توانائی کثافت 3.24 g/Ah + 1.21 g/Ah = 4.45 g/Ah =1 / 4.45 Ah/g = 0.224 Ah/g یا 224 Ah/Kg ہے۔ یہ بالکل نظریاتی حساب ہے، لیکن عملی طور پر کئی دیگر مواد جیسے الیکٹرولائٹ، کاربن بلیک، پانی بیٹری میں شامل ہوتے ہیں، جن کا وزن نہیں چھوڑا جا سکتا۔ ان کے علاوہ کئی دیگر عملی شرائط کو بیٹری میں مد نظر رکھنا چاہئے۔ سب کو مد نظر رکھتے ہوئے، ایک عملی کم ڈسچارج لیکلنچ بیٹری سیل کی توانائی کثافت 75 Ah/Kg ہوتی ہے اور سنگین کام کے لیے اور متوازی ڈسچارج بیٹری کی توانائی کثافت تقریباً 35 Ah/Kg ہوتی ہے۔
زینک کاربن بیٹری کی قسمیں
جب ہم نے پہلے کہا تھا، دو زینک کاربن بیٹری کی قسمیں ہیں۔
لیکلنچ بیٹری
زینک کلورائڈ بیٹری۔
پھر بھی لیکلینچ کی بیٹریوں کی دو اصل قسمیں ہوتی ہیں، عام مقاصد کی سیلز اور سنگین فرض کی سیلز۔
عام مقاصد کی کم قیمت والی لیکلینچ بیٹری میں صاف زنک آڈ کے طور پر استعمال ہوتا ہے، امونیم کلورائیڈ کو اصل الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے ساتھ ہی زنک کلورائڈ کا کچھ فیصد بھی شامل ہوتا ہے۔ یہاں طبیعی منگنز ڈائی آکسائڈ کا اُرد تیار کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔ ان بیٹریوں کو عام طور پر وہاں استعمال کیا جاتا ہے جہاں قیمت کو کارکردگی کے مقابلہ میں زیادہ اہمیت دی جاتی ہے۔
سنگین فرض کی لیکلینچ بیٹری کا استعمال زنک کلورائڈ بیٹری کے ذریعے غالب رہتا ہے لیکن کچھ صنعت کار اب بھی سنگین فرض کی لیکلینچ بیٹری تیار کرتے ہیں جن میں الیکٹرولائزڈ یا کیمیائی منگنز ڈائی آکسائڈ کو منگنز ڈائی آکسائڈ کے اُرد کے ساتھ شامل کیا جاتا ہے۔
عام مقاصد کی زنک کلورائڈ بیٹری میں صاف زنک آڈ کے طور پر استعمال ہوتا ہے؛ زنک کلورائڈ کو الیکٹرولائٹ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ بعض اوقات الیکٹرولائٹ میں امونیم کلورائڈ کی کم مقدار کو بھی شامل کیا جاتا ہے۔ یہاں بھی طبیعی منگنز ڈائی آکسائڈ کا اُرد تیار کرنے کے لئے استعمال ہوتا ہے۔
صنعتی سنگین فرض کے لئے الیکٹرولائزڈ منگنز ڈائی آکسائڈ کو طبیعی اُرد کے منگنز ڈائی آکسائڈ میں شامل کیا جاتا ہے۔ ان بیٹریوں کو سنگین فرض کی لیکلینچ بیٹری کے مقابلہ میں قیمت کے لحاظ سے تنافس کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ یہ بیٹری لیکلینچ سیل کے مقابلہ میں کم ریکیج کی حامل ہوتی ہے۔
ایکسٹرا یا سپر سنگین فرض کی زنک کلورائڈ سیل میں زنک کلورائڈ الیکٹرولائٹ میں امونیم کلورائڈ کی بہت کم مقدار شامل کی جاتی ہے۔ زنک کلورائڈ کی مقدار کا وزن کیثوڈ کے وزن کا کم از کم 1% ہونا ضروری ہے۔ منگنز آکسائڈ کا اُرد الیکٹرولائزڈ منگنز آکسائڈ سے بدل دیا جاتا ہے۔ ان سیلز میں کراس لنک یا معیاری شدہ سٹارچ سے کوٹی کردہ کاغذ کا سیپریٹر استعمال کیا جاتا ہے، جس سے ان کی الیکٹرولائٹ میں استحکام میں اضافہ ہوتا ہے۔ ایکسٹرا یا سپر سنگین فرض کی زنک کلورائڈ بیٹری کو وہاں استعمال کیا جاتا ہے جہاں بالکل کیفیت کی ضرورت ہوتی ہے، مگر خرچ کی کیفیت کے بغیر۔ یہ نسبتا کم درجہ حرارت میں بھی اچھی طرح کام کرتی ہے، جو لیکلینچ سیل کے ممکنہ نہیں ہوتا ہے۔
زینک کاربن بیٹریوں کی قسمیں سائز کے لحاظ سے
Size |
Weight |
Diameter |
Height |
Reference Figure |
N |
6.2 gram |
12 mm |
30.2 mm |
 |
AAA |
8.5 gram |
10.5 mm |
44.5 mm |
 |
AA |
15 gram |
14.5 mm |
50.5 mm |
 |
C |
41 gram |
26.2 mm |
50 mm |
 |
D |
90 gram |
34.2 mm |
61.5 mm |
 |
F |
160 gram |
34 mm |
92 mm |
 |
No – 6 |
900 gram |
67 mm |
170 mm |
 |
زینک کاربن بیٹری کے فوائد اور نقصانات
زینک کاربن بیٹری کے فوائد درج ذیل ہیں۔
لیکلنچ بیٹری کے فوائد
اس بیٹری سیل کی قیمت بہت کم ہے۔
یہ سیل مختلف شکل، سائز اور صلاحیتوں میں آسانی سے دستیاب ہیں۔
طویل مدتی موثوقیت۔
لیکلنچ بیٹری کے نقصانات
اس کی توانائی کثافت بہت کم ہے۔
یہ کم درجہ حرارت میں ضعیف خدمات فراہم کرتا ہے۔
یہ کمزور ریسٹنگ ریزسٹنس رکھتا ہے۔ریزسٹنس۔
یہ زیادہ کرنٹ ڈرین کے اپلیکیشن میں کارآمد طور پر کام نہیں کرتا۔
خود زندگی بہت اچھی نہیں ہوتی۔
اس کا ولٹیج خالی کرنے کے ساتھ مستقیماً گر جاتا ہے۔
زینک کلورائیڈ بیٹری کے فوائد
زینک کلورائیڈ بیٹری میں زیادہ توانائی کثافت دستیاب ہے۔
زینک کلورائیڈ بیٹری زبردست ڈسچارج کے تحت کارآمد ہوتا ہے۔
یہ کم درجہ حرارت میں بہتر کارکردگی دکھاتا ہے۔
چھوٹا ریکنگ ریزسٹنس۔
زینک کاربن بیٹری کے نقصانات
اس بیٹری کا گیسنگ ریٹ زیادہ ہے۔
یہ زیادہ آکسیجن حساس ہے۔
بیانیہ: اصل کو تحفظ دیں، اچھے مضامین شئیر کرنے کے قابل ہیں، اگر کوئی نارائندگی ہو تو متعلقہ حذف کے لئے رابطہ کریں۔
