பேட்டரி உலகம் - பகுதி 3

நவீன பேட்டரிகளின் வரலாறு பத்தொன்பதாம் நூற்றாண்டில் தொடங்குகிறது, இந்த நூற்றாண்டிலிருந்து இன்று பயன்பாட்டில் உள்ள பெரும்பாலான வடிவமைப்புகள் உருவாகின்றன. இந்த நிலைமை ஒருபுறம், அக்கால விஞ்ஞானிகளின் சிறந்த கருத்துக்களுக்கு சாட்சியமளிக்கிறது, மறுபுறம், புதிய மாதிரிகளின் வளர்ச்சியில் எழும் சிரமங்கள்.

சில விஷயங்கள் மிகவும் நல்லவை, அவற்றை மேம்படுத்த முடியாது. இந்த விதி பேட்டரிகளுக்கும் பொருந்தும் - XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் மாதிரிகள் அவற்றின் தற்போதைய வடிவத்தை எடுக்கும் வரை பல முறை சுத்திகரிக்கப்பட்டன. இதுவும் பொருந்தும் லெக்லாஞ்ச் செல்கள்.

மேம்படுத்த இணைப்பு

பிரெஞ்சு வேதியியலாளரின் வடிவமைப்பு மாற்றப்பட்டுள்ளது கார்ல் கேஸ்னர் மிகவும் பயனுள்ள மாதிரியாக: உற்பத்தி செய்வதற்கு மலிவானது மற்றும் பயன்படுத்த பாதுகாப்பானது. இருப்பினும், இன்னும் சிக்கல்கள் இருந்தன - கிண்ணத்தை நிரப்பிய அமில எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது தனிமத்தின் துத்தநாக பூச்சு துருப்பிடித்தது, மேலும் ஆக்கிரமிப்பு உள்ளடக்கங்களை வெளியே தெறித்தால் இயங்கும் சாதனத்தை முடக்கலாம். முடிவு ஆனது ஒருங்கிணைப்பு துத்தநாக உடலின் உள் மேற்பரப்பு (மெர்குரி பூச்சு).

துத்தநாக கலவை நடைமுறையில் அமிலங்களுடன் வினைபுரிவதில்லை, ஆனால் தூய உலோகத்தின் அனைத்து மின் வேதியியல் பண்புகளையும் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. இருப்பினும், சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகள் காரணமாக, உயிரணுக்களின் ஆயுளை நீட்டிக்கும் இந்த முறை குறைவாகவும் குறைவாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது (மெர்குரி-இலவச கலங்களில், நீங்கள் கல்வெட்டைக் காணலாம் அல்லது) (1).

2. அல்கலைன் செல் தளவமைப்பு: 1) கேஸ் (கேத்தோடு ஈயம்), 2) மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு கொண்ட கத்தோட், 3) எலக்ட்ரோடு பிரிப்பான், 4) KOH மற்றும் துத்தநாக தூசி கொண்ட அனோட், 5) அனோட் டெர்மினல், 6) செல் சீல் (எலக்ட்ரோட் இன்சுலேட்டர்) . .

செல் ஆயுட்காலம் மற்றும் ஆயுளை அதிகரிக்க மற்றொரு வழி சேர்ப்பதாகும் துத்தநாக குளோரைடு ZnCl₂ கோப்பை நிரப்பும் பேஸ்ட்டிற்கு. இந்த வடிவமைப்பின் செல்கள் பெரும்பாலும் ஹெவி டியூட்டி என குறிப்பிடப்படுகின்றன மற்றும் (பெயர் குறிப்பிடுவது போல) அதிக ஆற்றல் மிகுந்த சாதனங்களுக்கு சக்தி அளிக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

1955 ஆம் ஆண்டு கட்டப்பட்ட கட்டுமானம் தான் செலவழிப்பு பேட்டரிகள் துறையில் ஒரு திருப்புமுனை கார செல். கனடிய பொறியாளரின் கண்டுபிடிப்பு லூயிஸ் உர்ரி, தற்போதைய Energizer நிறுவனத்தால் பயன்படுத்தப்படும், Leclanchet செல்லில் இருந்து சற்று வித்தியாசமான அமைப்பு உள்ளது.

முதலில், நீங்கள் அங்கு ஒரு கிராஃபைட் கேத்தோட் அல்லது ஜிங்க் கோப்பையைக் காண முடியாது. இரண்டு மின்முனைகளும் ஈரமான, பிரிக்கப்பட்ட பசைகள் (தடிப்பாக்கிகள் மற்றும் எதிர்வினைகள்: கேத்தோடில் மாங்கனீசு டை ஆக்சைடு மற்றும் கிராஃபைட் கலவை உள்ளது, பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு கலவையுடன் துத்தநாக தூசியின் நேர்மின்வாயில்) மற்றும் அவற்றின் முனையங்கள் உலோகத்தால் செய்யப்பட்டவை ( 2) இருப்பினும், செயல்பாட்டின் போது ஏற்படும் எதிர்வினைகள் லெக்லான்செட் கலத்தில் ஏற்படுவதைப் போலவே இருக்கும்.

ஒரு பணி. ஒரு அல்கலைன் கலத்தில் "ரசாயன பிரேத பரிசோதனை" செய்து, உள்ளடக்கங்கள் உண்மையில் காரத்தன்மை கொண்டவை என்பதை கண்டறியவும் (3). அதே முன்னெச்சரிக்கைகள் Leclanchet கலத்தை அகற்றுவதற்கும் பொருந்தும் என்பதை நினைவில் கொள்ளுங்கள். அல்கலைன் கலத்தை எவ்வாறு கண்டறிவது என்பதை அறிய பேட்டரி குறியீடு புலத்தைப் பார்க்கவும்.

3. அல்கலைன் கலத்தின் "பிரிவு" காரம் உள்ளடக்கத்தை உறுதிப்படுத்துகிறது.

வீட்டில் தயாரிக்கப்பட்ட பேட்டரிகள்

4. உள்நாட்டு Ni-MH மற்றும் Ni-Cd பேட்டரிகள்.

பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு ரீசார்ஜ் செய்யக்கூடிய செல்கள் மின்சார அறிவியலின் வளர்ச்சியின் தொடக்கத்திலிருந்தே வடிவமைப்பாளர்களின் குறிக்கோளாக இருந்தன, எனவே அவற்றில் பல வகைகள் உள்ளன.

தற்போது, ​​சிறிய வீட்டு உபகரணங்களை இயக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் மாதிரிகளில் ஒன்று நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரிகள். 1899 இல் ஒரு ஸ்வீடிஷ் கண்டுபிடிப்பாளர் அதைச் செய்தபோது அவர்களின் முன்மாதிரி தோன்றியது. எர்ன்ஸ்ட் ஜங்னர் வாகனத் துறையில் ஏற்கனவே பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரிகளுடன் போட்டியிடக்கூடிய நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரிக்கான காப்புரிமைக்கு விண்ணப்பித்தது. முன்னணி அமில பேட்டரி.

கலத்தின் அனோட் காட்மியம், கேத்தோட் ஒரு ட்ரிவலன்ட் நிக்கல் கலவை, எலக்ட்ரோலைட் என்பது பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைட்டின் ஒரு தீர்வு (நவீன "உலர்" வடிவமைப்புகளில், KOH கரைசலில் நிறைவுற்ற ஈரமான தடிப்பாக்கி பேஸ்ட்). Ni-Cd பேட்டரிகள் (இது அவர்களின் பதவி) இயக்க மின்னழுத்தம் தோராயமாக 1,2 V - இது செலவழிப்பு செல்களை விட குறைவாக உள்ளது, இருப்பினும், பெரும்பாலான பயன்பாடுகளுக்கு இது ஒரு பிரச்சனை அல்ல. பெரிய நன்மை என்பது குறிப்பிடத்தக்க மின்னோட்டத்தை (பல ஆம்பியர்கள் கூட) மற்றும் பரந்த அளவிலான இயக்க வெப்பநிலைகளை உட்கொள்ளும் திறன் ஆகும்.

5. சார்ஜ் செய்வதற்கு முன், வெவ்வேறு வகையான பேட்டரிகளுக்கான தேவைகளைச் சரிபார்க்கவும்.

நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரிகளின் தீமை ஒரு சுமையான "நினைவக விளைவு" ஆகும். பகுதியளவு டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட Ni-Cd பேட்டரிகளை அடிக்கடி ரீசார்ஜ் செய்யும் போது இது நிகழ்கிறது: கணினி அதன் திறன் ரீசார்ஜ் செய்வதன் மூலம் நிரப்பப்படும் கட்டணத்திற்கு சமமாக இருக்கும். சில வகையான சார்ஜர்களில், செல்களை சிறப்பு முறையில் சார்ஜ் செய்வதன் மூலம் "நினைவக விளைவு" குறைக்கப்படலாம்.

எனவே, டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரிகள் முழு சுழற்சியில் சார்ஜ் செய்யப்பட வேண்டும்: முதலில் முழுமையாக டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்டு (பொருத்தமான சார்ஜர் செயல்பாட்டைப் பயன்படுத்தி) பின்னர் ரீசார்ஜ் செய்ய வேண்டும். அடிக்கடி ரீசார்ஜ் செய்வது 1000-1500 சுழற்சிகளின் மதிப்பிடப்பட்ட ஆயுளைக் குறைக்கிறது (பல செலவழிப்பு செல்கள் அதன் ஆயுட்காலத்தின் போது ஒரு பேட்டரி மூலம் மாற்றப்படும், எனவே அதிக கொள்முதல் செலவு பல மடங்கு அதிகமாக செலுத்தப்படும், பேட்டரியில் குறைவான அழுத்தத்தைக் குறிப்பிடவில்லை. ) செல்கள் உற்பத்தி மற்றும் அகற்றலுடன் சூழல்).

நச்சு காட்மியம் கொண்ட Ni-Cd தனிமங்கள் மாற்றப்பட்டுள்ளன நிக்கல்-உலோக ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள் (Ni-MH பதவி). அவற்றின் அமைப்பு Ni-Cd பேட்டரிகளைப் போன்றது, ஆனால் காட்மியத்திற்கு பதிலாக, ஹைட்ரஜனை உறிஞ்சும் திறன் கொண்ட ஒரு நுண்துளை உலோக கலவை (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, அரிதான பூமி உலோகங்கள்) பயன்படுத்தப்படுகிறது (4). Ni-MH கலத்தின் இயக்க மின்னழுத்தம் சுமார் 1,2 V ஆகும், இது அவற்றை NiCd பேட்டரிகளுடன் ஒன்றுக்கொன்று மாற்றாகப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. நிக்கல்-மெட்டல் ஹைட்ரைடு செல்களின் திறன் அதே அளவுள்ள நிக்கல்-காட்மியம் செல்களை விட அதிகமாக உள்ளது. இருப்பினும், NiMH அமைப்புகள் சுய-வெளியேற்றத்தை வேகமாகச் செய்கின்றன. இந்த குறைபாடு இல்லாத நவீன வடிவமைப்புகள் ஏற்கனவே உள்ளன, ஆனால் அவை நிலையான மாதிரிகளை விட அதிகமாக செலவாகும்.

நிக்கல்-மெட்டல் ஹைட்ரைடு பேட்டரிகள் "நினைவக விளைவை" வெளிப்படுத்தாது (பகுதி டிஸ்சார்ஜ் செய்யப்பட்ட செல்களை ரீசார்ஜ் செய்யலாம்). இருப்பினும், சார்ஜருக்கான வழிமுறைகளில் (5) ஒவ்வொரு வகையின் சார்ஜிங் தேவைகளை எப்போதும் சரிபார்க்க வேண்டியது அவசியம்.

Ni-Cd மற்றும் Ni-MH பேட்டரிகளின் விஷயத்தில், அவற்றைப் பிரிப்பதை நாங்கள் பரிந்துரைக்கவில்லை. முதலில், அவற்றில் பயனுள்ள எதையும் நாம் காண மாட்டோம். இரண்டாவதாக, நிக்கல் மற்றும் காட்மியம் பாதுகாப்பான கூறுகள் அல்ல. தேவையில்லாமல் ஆபத்துக்களை எடுக்காதீர்கள் மற்றும் பயிற்சி பெற்ற நிபுணர்களிடம் அகற்றுவதை விட்டுவிடாதீர்கள்.

திரட்டிகளின் ராஜா, அதாவது...

6. வேலையில் "பேட்டரிகளின் ராஜா".

… ஈய-அமில பேட்டரி1859 இல் ஒரு பிரெஞ்சு இயற்பியலாளரால் கட்டப்பட்டது காஸ்டன் பிளான்டெகோ (ஆம், சாதனம் இந்த ஆண்டு 161 ஆண்டுகள் பழமையானது!). பேட்டரி எலக்ட்ரோலைட் சுமார் 37% சல்பூரிக் அமிலம் (VI) கரைசல் ஆகும், மேலும் மின்முனைகள் ஈயம் (அனோட்) மற்றும் லெட் டையாக்சைடு PbO அடுக்குடன் ஈயம் பூசப்பட்டிருக்கும்.₂ (கேத்தோடு). செயல்பாட்டின் போது, ​​மின்முனைகளில் ஈயம்(II)(II)PbSO சல்பேட்டின் வீழ்படிவு உருவாகிறது.₄. சார்ஜ் செய்யும் போது, ​​ஒரு செல் 2 வோல்ட்களுக்கு மேல் மின்னழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது.

முன்னணி பேட்டரி இது உண்மையில் அனைத்து குறைபாடுகளையும் கொண்டுள்ளது: குறிப்பிடத்தக்க எடை, வெளியேற்றத்திற்கான உணர்திறன் மற்றும் குறைந்த வெப்பநிலை, சார்ஜ் செய்யப்பட்ட நிலையில் சேமிக்க வேண்டிய அவசியம், ஆக்கிரமிப்பு எலக்ட்ரோலைட் கசிவு மற்றும் நச்சு உலோகத்தின் பயன்பாடு. கூடுதலாக, இதற்கு கவனமாக கையாளுதல் தேவை: எலக்ட்ரோலைட்டின் அடர்த்தியை சரிபார்த்தல், அறைகளில் தண்ணீரைச் சேர்ப்பது (காய்ச்சி வடிகட்டிய அல்லது டீயோனைஸ்டு மட்டுமே பயன்படுத்தவும்), மின்னழுத்த கட்டுப்பாடு (ஒரு அறையில் 1,8 V க்கு கீழே குறைவது மின்முனைகளை சேதப்படுத்தும்) மற்றும் ஒரு சிறப்பு சார்ஜிங் பயன்முறை.

அப்படியென்றால் பழங்கால கட்டிடம் ஏன் இன்னும் பயன்பாட்டில் உள்ளது? "பேட்டரிகளின் ராஜா" ஒரு உண்மையான ஆட்சியாளரின் பண்பு - சக்தி. அதிக மின்னோட்ட நுகர்வு மற்றும் 75% வரை அதிக ஆற்றல் திறன் (சார்ஜிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படும் இந்த அளவு ஆற்றல் செயல்பாட்டின் போது மீட்டெடுக்கப்படும்), அத்துடன் வடிவமைப்பின் எளிமை மற்றும் குறைந்த உற்பத்தி செலவுகள் முன்னணி பேட்டரி இது உள் எரிப்பு இயந்திரங்களைத் தொடங்குவதற்கு மட்டுமல்லாமல், அவசர மின்சார விநியோகத்தின் ஒரு அங்கமாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. 160 ஆண்டுகால வரலாறு இருந்தபோதிலும், லீட் பேட்டரி இன்னும் சிறப்பாக செயல்படுகிறது மற்றும் இந்த சாதனங்களின் பிற வகைகளால் மாற்றப்படவில்லை (மற்றும் அதனுடன், முன்னணி தானே, இது பேட்டரிக்கு நன்றி, மிகப்பெரிய அளவில் உற்பத்தி செய்யப்படும் உலோகங்களில் ஒன்றாகும்) . உள் எரிப்பு இயந்திரங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மோட்டார்மயமாக்கல் தொடர்ந்து உருவாகும் வரை, அதன் நிலை அச்சுறுத்தப்பட வாய்ப்பில்லை (6).

லீட்-அமில பேட்டரிக்கு மாற்றாக உருவாக்கும் முயற்சியை கண்டுபிடிப்பாளர்கள் நிறுத்தவில்லை. சில மாதிரிகள் பிரபலமடைந்து இன்றும் வாகனத் துறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பத்தொன்பதாம் மற்றும் இருபதாம் நூற்றாண்டுகளின் தொடக்கத்தில், எச் கரைசல் பயன்படுத்தப்படாத வடிவமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டன.₂SO₄ஆனால் அல்கலைன் எலக்ட்ரோலைட்டுகள். மேலே காட்டப்பட்டுள்ள எர்ன்ஸ்ட் ஜங்னரின் நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரி ஒரு உதாரணம். 1901 இல் தாமஸ் அல்வா எடிசன் காட்மியத்திற்கு பதிலாக இரும்பை பயன்படுத்த வடிவமைப்பை மாற்றினார். அமில பேட்டரிகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​அல்கலைன் பேட்டரிகள் மிகவும் இலகுவானவை, குறைந்த வெப்பநிலையில் செயல்படக்கூடியவை மற்றும் கையாள கடினமாக இல்லை. இருப்பினும், அவற்றின் உற்பத்தி மிகவும் விலை உயர்ந்தது, மேலும் ஆற்றல் திறன் குறைவாக உள்ளது.

எனவே, அடுத்தது என்ன?

நிச்சயமாக, பேட்டரிகள் பற்றிய கட்டுரைகள் கேள்விகளை தீர்ந்துவிடாது. உதாரணமாக, கால்குலேட்டர்கள் அல்லது கம்ப்யூட்டர் மதர்போர்டுகள் போன்ற வீட்டு உபயோகப் பொருட்களை இயக்குவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் லித்தியம் செல்களின் சிக்கல்களைப் பற்றி அவர்கள் விவாதிப்பதில்லை. கடந்த ஆண்டு வேதியியலுக்கான நோபல் பரிசு பற்றிய ஜனவரி கட்டுரையிலும், நடைமுறைப் பகுதியைப் பற்றியும் - ஒரு மாதத்தில் (இடித்தல் மற்றும் அனுபவம் உட்பட) பற்றி மேலும் அறியலாம்.

செல்கள், குறிப்பாக பேட்டரிகளுக்கு நல்ல வாய்ப்புகள் உள்ளன. உலகம் மேலும் மேலும் மொபைலாக மாறுகிறது, அதாவது மின் கேபிள்களிலிருந்து சுயாதீனமாக மாற வேண்டிய அவசியம். மின்சார வாகனங்களுக்கு திறமையான ஆற்றல் வழங்கலை உறுதி செய்வதும் ஒரு பெரிய சவாலாக உள்ளது. - அதனால் அவர்கள் செயல்திறன் அடிப்படையில் உள் எரிப்பு இயந்திரங்களைக் கொண்ட கார்களுடன் போட்டியிட முடியும்.

திரட்டல் பேட்டரி

செல் வகை அடையாளத்தை எளிதாக்க, ஒரு சிறப்பு எண்ணெழுத்து குறியீடு அறிமுகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. சிறிய உபகரணங்களுக்கு பொதுவாக நம் வீடுகளில் காணப்படும் வகைகளுக்கு, இது எண்-எழுத்து-எழுத்து-எண் என்ற வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது.

மற்றும் அந்த:

முதல் இலக்கம் - கலங்களின் எண்ணிக்கை; ஒற்றை செல்களுக்கு புறக்கணிக்கப்பட்டது;

- முதல் எழுத்து செல் வகையைக் குறிக்கிறது. அவர் இல்லாத போது, ​​நீங்கள் Leclanche இணைப்பைக் கையாளுகிறீர்கள். பிற செல் வகைகள் பின்வருமாறு பெயரிடப்பட்டுள்ளன:

C - லித்தியம் செல் (மிகவும் பொதுவான வகை),

H - Ni-MH பேட்டரி,

K - நிக்கல்-காட்மியம் பேட்டரி,

L - அல்கலைன் செல்;

- பின்வரும் கடிதம் இணைப்பின் வடிவத்தைக் குறிக்கிறது:

F - தட்டு,

R - உருளை,

P - உருளை வடிவத்தைத் தவிர வேறு வடிவத்தைக் கொண்ட இணைப்புகளின் பொதுவான பதவி;

- இறுதி எண் அல்லது எண்கள் இணைப்பு அளவைக் குறிக்கின்றன (பட்டியல் மதிப்புகள் அல்லது நேரடியாக பரிமாணங்களைக் குறிக்கும்) (7).

7. பிரபலமான செல்கள் மற்றும் பேட்டரிகளின் பரிமாணங்கள்.

குறிக்கும் எடுத்துக்காட்டுகள்:

R03
- ஒரு துத்தநாக-கிராஃபைட் செல் ஒரு சிறிய விரல் அளவு. மற்றொரு பதவி AAA அல்லது.

LR6 - ஒரு விரல் அளவு கார செல். மற்றொரு பதவி AA அல்லது.

HR14 - Ni-MH பேட்டரி; C என்ற எழுத்து அளவைக் குறிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கே.ஆர் .20 – Ni-Cd பேட்டரி, இதன் அளவும் D என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்பட்டுள்ளது.

3LR12 - 4,5 V மின்னழுத்தம் கொண்ட ஒரு தட்டையான பேட்டரி, மூன்று உருளை அல்கலைன் செல்கள் கொண்டது.

6F22 - ஆறு பிளாட் லெக்லாஞ்ச் செல்களைக் கொண்ட 9-வோல்ட் பேட்டரி.

CR2032 - 20 மிமீ விட்டம் மற்றும் 3,2 மிமீ தடிமன் கொண்ட லித்தியம் செல்.

மேலும் காண்க: