क्षारीय बैटरी का निर्माण और कार्यक्रम

बैटरी आजकल सबसे महत्वपूर्ण और सबसे अधिक प्रयोग किए जाने वाले उपकरणों में से एक बन गई हैं। बैटरी उन स्थितियों में प्रयोग की जाती हैं जहाँ विद्युत सप्लाई नियमित नहीं होती, जहाँ कम वोल्टेज (यानी, सप्लाई वोल्टेज से कम) की आवश्यकता होती है; घड़ियाँ, मोबाइल फोन और कई अन्य छोटे उपकरण, जिनके लिए कम वोल्टेज की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से बैटरी पर चलते हैं। बैटरी का मुख्य लाभ यह है कि उन्हें चार्ज किया जा सकता है और उपयोग किया जा सकता है यदि विद्युत प्रदान करने की क्षमता कम हो जाए। सेल बैटरी की इकाई है, कई सेल एक बैटरी को पूरा करते हैं। मुख्य रूप से दो प्रकार की बैटरी होती हैं, लीड-एसिड बैटरी और अल्कलाइन बैटरी।
पहली अल्कलाइन बैटरी एवरीडी बैटरी, टोरंटो द्वारा बाजार में लाई गई थी। इसे लेव यूरी द्वारा विकसित किया गया था, जो इस कंपनी से जुड़े एक रसायन इंजीनियर थे।

लेव यूरी ने 1949 में छोटी अल्कलाइन बैटरी विकसित की। आविष्कारक पार्मा, ओहायो में अपने शोध प्रयोगशाला में एवरीडी बैटरी कंपनी के लिए काम कर रहे थे। अल्कलाइन बैटरी जिंक-कार्बन सेल, उनके पूर्वज, की तुलना में पांच से आठ गुना अधिक समय तक चलती हैं।

अल्कलाइन बैटरी

ये बैटरी लीड प्लेटों के वजन और यांत्रिक कमजोरी को दूर करने के लिए पेश की गई हैं। अल्कलाइन बैटरी का मुख्य कार्य अल्कलाइन बैटरी का कार्य सिद्धांत जिंक (Zn) और मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) के बीच की प्रतिक्रिया पर आधारित है। अल्कलाइन बैटरी इसलिए इस नाम से जानी जाती है क्योंकि इसमें पोटेशियम हाइड्रोक्साइड, एक शुद्ध अल्कलाइन पदार्थ, का उपयोग किया जाता है।

अल्कलाइन बैटरी के लाभ

1. इसकी ऊर्जा घनत्व उच्च है।

2. यह बैटरी निरंतर और असंतत अनुप्रयोगों में समान रूप से अच्छा प्रदर्शन करती है।

3. यह कम और उच्च डिस्चार्ज दरों पर समान रूप से अच्छा प्रदर्शन करती है।

4. यह सामान्य तापमान और कम तापमान पर समान रूप से अच्छा प्रदर्शन करती है।

5. अल्कलाइन बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध भी कम होता है।

6. इसका आत्म-जीवन लंबा होता है।

7. इसमें रिसाव कम होता है।

8. इसकी विमाओं की स्थिरता बेहतर होती है।

अल्कलाइन बैटरी के नुकसान

व्यावहारिक रूप से इस प्रकार की बैटरी का कोई नुकसान नहीं है, बशर्ते उच्च कीमत को छोड़कर।

अल्कलाइन बैटरी का निर्माण

बैटरी का शरीर एक खोखले स्टील ड्रम से बना होता है। यह ड्रम बैटरी के सभी सामग्रियों को संतुलित करता है, और यह बैटरी का कैथोड भी बनाता है। बैटरी का धनात्मक टर्मिनल इस ड्रम के शीर्ष से बाहर निकलता है। फाइन-ग्रेन मैंगनीज डाइऑक्साइड (MnO2) पाउडर और कोयला धूल के मिश्रण को खाली बेलनाकार ड्रम के आंतरिक परिधीय सतह पर ढाला जाता है। यह ढाला गया मिश्रण अल्कलाइन बैटरी का कैथोड मिश्रण के रूप में कार्य करता है। गाढ़े कैथोड मिश्रण के आंतरिक सतह को कागज के सेपरेटर से ढका जाता है। इस कागज सेपरेटर के अंदर केंद्रीय स्थान, जिंक पाउडर और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड इलेक्ट्रोलाइट से भरा जाता है। जिंक एनोड के रूप में कार्य करता है, और इसका पाउडर रूप विद्युत संपर्क सतह को बढ़ाता है। कागज सेपरेटर, जो पोटेशियम हाइड्रोक्साइड से भिगोया जाता है, इलेक्ट्रोलाइट को कैथोड (MnO2) और एनोड (Zn) के बीच रखता है। एक धातु की नीडल (पसंदीदा तांबे से बनी) अल्कलाइन बैटरी के केंद्रीय अक्ष के साथ डाली जाती है ऋणात्मक चार्ज को एकत्रित करने के लिए। इस नीडल को ऋणात्मक कलेक्टर नीडल कहा जाता है। यह नीडल एक धातु के अंतिम सील्ड कैप के साथ संपर्क में होता है। धातु के अंतिम सील्ड कैप के ठीक अंदर एक प्लास्टिक कवर होता है, जो धनात्मक स्टील ड्रम और ऋणात्मक अंतिम कैप को विद्युत रूप से अलग करता है।

एक अल्कलाइन बैटरी सेल में, पाउडर जिंक एनोड के रूप में कार्य करता है; मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड के रूप में और पोटेशियम हाइड्रोक्साइड इलेक्ट्रोलाइट के रूप में कार्य करता है।
पहला आधा प्रतिक्रिया है,

दूसरा आधा प्रतिक्रिया है,

कुल प्रतिक्रिया,

एक अल्कलाइन बैटरी सेल 1.5 V के लिए ग्रेडेड होता है। एक नया अनिर्दिष्ट अल्कलाइन सेल 1.50 से 1.65 V का वोल्टेज दिखाता है। लोड स्थिति में औसत वोल्टेज 1.1 से 1.3 V हो सकता है। AA अल्कलाइन सेल आमतौर पर 700 mA के लिए ग्रेडेड होता है।
कई प्रकार की अल्कलाइन बैटरी होती हैं जो विभिन्न पैरामीटरों पर निर्भर करती हैं।
प्लेटों के सक्रिय सामग्रियों के रचना पर निर्भर करके, चार प्रकार की बैटरी होती हैं। वे इस प्रकार हैं,

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