यदि आपने हाल ही में अपने उपयोगिता दराज में देखा है, तो आपने विभिन्न आकार, आकार और बैटरी के प्रकारों पर ध्यान दिया होगा जो आपके इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को शक्ति प्रदान करते हैं। सबसे पहले, आपकी घड़ियों और छोटी वस्तुओं के लिए गोल, गैर-रिचारेबल बटन कोशिकाएं हैं। कैलकुलेटर, घड़ियों और रिमोट के लिए लोकप्रिय एए और एएए बेलनाकार बैटरी भी है। फिर आपके पास अपने लैपटॉप और फोन में रिचार्जेबल लिथियम-आयन बैटरी है। और अपनी कार में लीड-एसिड बैटरी के बारे में मत भूलना।
पहली बैटरी 1800 के दशक में बनाई गई थी, और वे काफी सरल थे। पहले प्रदर्शनों में से एक ब्राइन में भिगोए गए धातु डिस्क की एक श्रृंखला थी, जिसे इतालवी वैज्ञानिक एलेसेंड्रो वोल्टा ने एक विद्युत प्रवाह बनाया। पहली लीड-एसिड बैटरी सल्फ्यूरिक एसिड के एक जार में सीसे के कुछ टुकड़ों से बनी थी। आधुनिक संस्करण अलग नहीं हैं। वे प्रदर्शन में सुधार करने के लिए विभिन्न एडिटिव्स का निर्माण और शामिल हैं।
सभी मामलों में, बैटरी एक ही तरीके से प्रदर्शन करती हैं: दो असमान इलेक्ट्रोड के बीच एक वोल्टेज अंतर एक विद्युत प्रवाह का उत्पादन करता है, जिसे डिवाइस को पावर करने के लिए डिस्चार्ज किया जा सकता है। रिचार्जेबल बैटरी तब वापस चार्ज करने के लिए इस करंट को उलट सकती है। बैटरी के अंदर, विद्युत प्रवाह एक तरल, इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से आयनों के प्रवाह के साथ होता है।
वर्तमान में प्रत्येक इलेक्ट्रॉन का मार्ग इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक आयन के परिवहन के साथ होता है। इलेक्ट्रोड जो अधिक आयनों को स्टोर कर सकते हैं, वे बैटरी को ले जाते हैं जो अधिक चार्ज कर सकते हैं और इसलिए एक ही चार्ज पर लंबे समय तक रह सकते हैं। इलेक्ट्रोड जो तेजी से आयन स्टोरेज के लिए इंजीनियर होते हैं, बैटरी के लिए नेतृत्व करते हैं जो उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए तेजी से डिस्चार्ज कर सकते हैं। अंत में, बिना किसी बार चार्ज करने और डिस्चार्ज करने में सक्षम होने के कारण लंबे जीवनकाल के साथ बैटरी की ओर जाता है।
सीसा-एसिड बैटरी
लीड-एसिड बैटरी 1859 में गैस्टन प्लांट द्वारा वापस आविष्कार की गई पहली रिचार्जेबल बैटरी थी, जिसने एक अम्लीय समाधान में लीड प्लेटों के साथ प्रयोग किया और पाया कि विद्युत प्रवाह का प्रवाह और भंडारण उलट हो सकता है।
एक कार शुरू करने के लिए पर्याप्त चार्ज प्रदान करने के लिए एक लीड-एसिड बैटरी को काफी बड़ा होना चाहिए। यह ठंडी जलवायु और कई वर्षों तक भी उपयोग करने योग्य होना चाहिए। चूंकि इलेक्ट्रोलाइट एक संक्षारक एसिड है, इसलिए बाहरी आवरण लोगों और कार भागों को किसी भी संभावित नुकसान से बचाने के लिए कठिन होना चाहिए। यह सब जानने के बाद, यह समझ में आता है कि आधुनिक लीड-एसिड बैटरी अवरुद्ध और भारी हैं।
क्षारीय बैटरी
दूसरी ओर, घरेलू उपकरण जैसे कि कैलकुलेटर और डिजिटल स्केल छोटी बैटरी का उपयोग कर सकते हैं क्योंकि उन्हें बहुत अधिक चार्ज की आवश्यकता नहीं होती है। ये मुख्य रूप से गैर-रिसीनेबल क्षारीय बैटरी हैं जो दशकों से उपयोग की गई हैं। मानकीकृत सेल आकार AAAA, AAA, AA, C और D, साथ ही बटन और सिक्का कोशिकाओं और कई अन्य हैं। आकार इस बात से संबंधित हैं कि वे कितना चार्ज करते हैं - बैटरी जितनी बड़ी होती है, उतना ही अधिक होता है - और उन उपकरणों के आकार जो वे शक्ति करते हैं।
कभी -कभी, आपको आयताकार आकृतियों में बेची जाने वाली क्षारीय बैटरी मिल सकती है, जैसे कि सामान्य 9- वोल्ट बैटरी, लेकिन बाहरी आवरण खोलें और आप पाएंगे कि वे बस कुछ बेलनाकार कोशिकाएं हैं जो एक साथ एक साथ जुड़ी हुई हैं। बेलनाकार बैटरी इतने लंबे समय तक रही है और इतनी व्यापक रूप से उपयोग की गई है कि यह सिर्फ कंपनियों के लिए कुछ भी अलग -अलग निर्माण करने के लिए समझ में नहीं आता है - इसे अपनी विनिर्माण सुविधाओं को बदलने के लिए एक निवेश की आवश्यकता होगी, कुछ ऐसा जो वे नहीं करेंगे।
लिथियम आयन बैटरी
निकेल-कैडमियम बैटरी घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए पहले व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रिचार्जेबल बैटरी थे और 20 वीं शताब्दी के अंत में लोकप्रिय थे। लेकिन उनके पास उनके नुकसान थे। कैडमियम बहुत विषाक्त है, और बैटरी एक "मेमोरी इफेक्ट" से पीड़ित थी, जिससे उनके जीवनकाल में कमी आई।
कई दशकों के लिए, लिथियम को रिचार्जेबल बैटरी में संभावित उपयोग के लिए अध्ययन किया गया था क्योंकि एक हल्के धातु के रूप में इसके अद्वितीय गुणों के कारण जो बहुत अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है। सोनी ने पहली बार 1991 में लिथियम-आयन बैटरी का व्यवसायीकरण किया।
कंपनी ने बेलनाकार कोशिकाएं बनाईं क्योंकि ये निर्माण के लिए सबसे आसान थे। 1990 के दशक में, सोनी बहुत सारे कैमकॉर्डर्स और टेप बना रहा था, और इस तरह रोल-टू-रोल मैन्युफैक्चरिंग के लिए बहुत सारे उपकरण थे। बैटरी इलेक्ट्रोड के रोल का उत्पादन करने के लिए इस उपकरण को पुन: पेश करना स्वाभाविक था, जो कॉपर या एल्यूमीनियम की चादरों पर फिल्मों को कास्टिंग करके और फिर उन्हें "जेली रोल" सिलेंडर में रोल करके बनाया जाता है।
इन बेलनाकार कोशिकाओं का मोटा आवरण यंत्रवत् मजबूत होता है, और सुरक्षा की एक और परत जोड़ने के लिए उनके पास एक दबाव राहत वाल्व है। बहुत जल्दी, इन शुरुआती लिथियम-आयन कोशिकाओं ने पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार पर कब्जा कर लिया, विशेष रूप से लैपटॉप और सेलफोन के लिए, क्योंकि वे अधिक ऊर्जा संग्रहीत करते थे और निकेल-कैडमियम रिचार्जेबल बैटरी की तुलना में अधिक समय तक चलते थे।
बैटरी को आकार देने वाले कारक
लागत और विनिर्माणता के कारणों के लिए कुछ आकारों और आकारों में बैटरी बनाई जाती है, लेकिन विरासत निर्माण प्रक्रियाओं के कारण अन्य मामलों में। बाजार की मांग भी एक भूमिका निभाती है।
उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक वाहनों ने तब तक बंद नहीं किया जब तक कि टेस्ला ने आयताकार थैली या प्रिज्मीय कोशिकाओं के बजाय अन्य ईवी निर्माताओं का उपयोग करने के बजाय बेलनाकार लिथियम-आयन बैटरी कोशिकाओं का उपयोग करके कारों को बनाना शुरू कर दिया। पाउच और प्रिज्मीय कोशिकाओं को एक साथ बारीकी से पैक किया जा सकता है, लेकिन क्योंकि बेलनाकार कोशिकाओं को पहले से ही पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादित किया जा रहा था, टेस्ला 2010 के दशक में कम लागत वाले ईवीएस बनाने में सक्षम था।
भविष्य में क्या आकार और आकार की बैटरी लगेगी न केवल इस बात पर निर्भर करता है कि वे कितनी ऊर्जा को स्टोर करते हैं, बल्कि बाजार अर्थशास्त्र पर भी - प्रत्येक प्रकार की सेल बनाना कितना आसान है, उन्हें बनाने में कितना खर्च होता है और वे किसके लिए उपयोग करते हैं। और वे कारक नवाचार और इतिहास का मिश्रण हैं।