ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਬੈਟਰੀ

ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਬੈਟਰੀ (Lead-acid batteries) ਸਭ ਤੋਂ ਜ਼ਿਆਦਾ ਵਰਤੀਆਂ ਜਾਣ ਵਾਲੀਆਂ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਹੈ। ਇਸਦੀ ਕਾਢ ਸੰਨ 1859 ਵਿੱਚ ਫ਼ਰਾਂਸੀਸੀ ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਗੈਸਟਨ ਪਲੈਂਟੀ (Gaston Planté) ਨੇ ਕੀਤੀ ਸੀ। ਦੋਬਾਰਾ ਚਾਰਜ ਕਰਨ ਯੋਗ ਬੈਟਰੀਆਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇਹ ਸਭ ਤੋਂ ਪੁਰਾਣੀ ਬੈਟਰੀ ਹੈ।

ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਬੈਟਰੀ

ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਕਾਰ ਬੈਟਰੀ
ਖ਼ਾਸ ਊਰਜਾ	33–42 Wh/kg
ਊਰਜਾ ਘਣਤਾ	60–110 Wh/L
ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਪਾਵਰ	180 W/kg
ਚਾਰਜ/ਡਿਸਚਾਰਜ ਸਮਰੱਥਾ	50–95%
ਊਰਜਾ/ਗਾਹਕ-ਮੁੱਲ	7 (sld) to 18 (fld) Wh/US$
ਖ਼ੁਦ-ਡਿਸਚਾਰਜ ਗਤੀ	3–20%/ਮਹੀਨਾ
ਸਾਈਕਲ ਸਥਿਰਤਾ	<350 ਸਾਈਕਲ
ਨੌਮੀਨਲ ਸੈੱਲ ਵੋਲਟੇਜ	2.1 V
ਚਾਰਜ ਤਾਪਮਾਨ ਅੰਤਰਾਲ	ਘੱਟੋ-ਘੱਟ −35 °C, ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ 45 °C

ਸਭ ਤੋਂ ਘੱਟ ਊਰਜਾ ਤੋਂ ਭਾਰ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਦੇ ਪੱਖ ਤੋਂ ਨਿਕਲ-ਕੈਡਮੀਅਮ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਪਿੱਛੋਂ ਦੂਜੇ ਨੰਬਰ ਤੇ ਆਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਵਿੱਚ ਥੋੜ੍ਹੇ ਸਮੇਂ ਦੇ ਲਈ ਵੱਧ ਬਿਜਲੀ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਉਪਰੋਕਤ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਇਲਾਵਾ ਇਹ ਬਹੁਤ ਸਸਤੀ ਵੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸਦੇ ਕਾਰਨ ਕਾਰਾਂ, ਟਰੱਕਾਂ ਅਤੇ ਹੋਰ ਗੱਡੀਆਂ ਦੇ ਇਲਾਵਾ ਇਹ ਯੂ.ਪੀ.ਐਸ. ਵਿੱਚ ਵੀ ਵਰਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।

ਬਣਤਰ

ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਜਾਂ ਇੱਕ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸੈੱਲ ਸ਼੍ਰੇਣੀਬੱਧ ਤਰੀਕੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਨ ਦੇ ਲਈ 12 ਵੋਲਟ ਦੀ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ 6 ਸੈੱਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਹਰੇਕ ਸੈੱਲ ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ (ਪਾਜ਼ੀਟਿਵ ਅਤੇ ਨੈਗੇਟਿਵ) ਤੋਂ ਮਿਲ ਕੇ ਬਣਿਆ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਦੋ ਪਲੇਟਾਂ ਦੇ ਵਿੱਚ ਬਿਜਲਈ ਕੁਚਾਲਕ ਰੱਖੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਤਾਂ ਕਿ ਦੋਵੇਂ ਪਲੇਟਾਂ ਆਪਸ ਵਿੱਚ ਜੁੜ ਨਾ ਸਕਣ। ਪਲੇਟਾਂ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਅਲੱਗ ਰੱਖਣ ਵਾਲਾ ਕੁਚਾਲਕ ਆਦਿ ਸਭ ਕੁਝ ਪਾਣੀ ਅਤੇ ਐਸਿਡ ਦੇ ਘੋਲ (ਜਿਸਦਾ ਅਨੁਪਾਤ 3:1 ਹੁੰਦਾ ਹੈ) ਵਿੱਚ ਡੁੱਬੇ ਰਹਿੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਨੂੰ ਇਲੈੱਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਕਹਿੰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਬੈਟਰੀ ਵਿੱਚ ਇਲੈੱਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੇ ਤੌਰ ਤੇ ਸਲਫ਼ਿਊਰਿਕ ਐਸਿਡ (H₂SO₄) ਨੂੰ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਾਜ਼ੀਟਿਵ ਪਲੇਟ ਲੈੱਡ-ਪੈਰਾਆਕਸਾਈਡ (PbO2) ਦੀ ਬਣੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ ਨੈਗੇਟਿਵ ਪਲੇਟ ਲੈੱਡ (Pb) ਦੀ ਬਣੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।

ਕਾਰਜਵਿਧੀ

ਡਿਸਚਾਰਜ ਹੋਣ ਤੇ ਲੈੱਡ-ਐਸਿਡ ਸੈੱਲ ਦੀਆਂ ਦੋਵੇਂ ਪਾਜ਼ੀਟਿਵ ਅਤੇ ਨੈਗੇਟਿਵ ਪਲੇਟਾਂ ਲੈੱਡ-ਸਲਫ਼ੇਟ (PbSO4) ਬਣ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ ਅਤੇ ਇਲੈੱਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਵਿੱਚ ਸਲਫ਼ਿਊਰਿਕ ਐਸਿਡ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਬਹੁਤ ਘਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਡਿਸਚਾਰਜ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਿ4ਚ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਅੰਤਰ ਇਲੈੱਕਟ੍ਰੌਨ ਪਾਜ਼ੀਟਿਵ ਪਲੇਟ ਤੋਂ ਨੈਗੇਟਿਵ ਪਲੇਟ ਦੇ ਵੱਲ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਲੋਡ ਨੂੰ ਬਿਜਲੀ ਦਿੰਦੀ ਹੈ (ਮਤਲਬ ਕਿ ਡਿਸਚਾਰਜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ), ਤਾਂ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ-

ਨੈਗੇਟਿਵ ਟਰਮੀਨਲ ਉੱਪਰ:

$\mathrm {Pb+SO_{4}^{2-}\longrightarrow PbSO_{4}+2\,e^{-}}$

ਪੌਜ਼ੀਟਿਵ ਟਰਮੀਨਲ ਉੱਪਰ:

$\mathrm {PbO_{2}+SO_{4}^{2-}+4\,H_{3}O^{+}+2\,e^{-}\longrightarrow PbSO_{4}+6\,H_{2}O}$

ਜਦੋਂ ਬੈਟਰੀ ਨੂੰ ਚਾਰਜ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਉਪਰੋਕਤ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹੀ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਪਰ ਉਲਟੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ।

ਸੰਪੂਰਨ ਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਹੇਠ ਲਿਖੀ ਸਮੀਕਰਨ ਨਾਲ ਲਿਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ-

$\mathrm {Pb+PbO_{2}+2\,H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2\,PbSO_{4}+2\,H_{2}O}$ + ਬਿਜਲਈ ਊਰਜਾ

ਸਲਫ਼ਰ ਦੇ ਟੁੱਟਣ ਵਿੱਚ ਲੈੱਡ ਆਕਸਾਈਡ ਅਸਥਾਈ(Unstable) ਹੁੰਦਾ ਹੈ।

ਸਾਰ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਿਸਚਾਰਜ ਅਤੇ ਚਾਰਜ ਦੀਆਂ ਕਿਰਿਆਵਾਂ ਹੇਠ ਲਿਖੀ ਸਾਰਨੀ ਵਿੱਚ ਦਿੱਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਹਨ-

	ਡਿਸਚਾਰਜ ਹੁੰਦੇ ਸਮੇਂ	ਚਾਰਜ ਹੁੰਦੇ ਸਮੇਂ
ਨੈਗੇਟਿਵ ਟਰਮੀਨਲ ਉੱਪਰ	${\rm {Pb+SO_{4}^{2-}\longrightarrow PbSO_{4}+2e^{-}}}$	${\rm {PbSO_{4}+2e^{-}\longrightarrow Pb+SO_{4}^{2-}}}$
ਪੌਜ਼ੀਟਿਵ ਟਰਮੀਨਲ ਉੱਪਰ	${\rm {PbO_{2}+4H^{+}+SO_{4}^{2-}+2e^{-}\longrightarrow PbSO_{4}+2H_{2}O}}$	${\rm {PbSO_{4}+2H_{2}O\longrightarrow PbO_{2}+4H^{+}+SO_{4}^{2-}+2e^{-}}}$

ਆਮ ਉਪਯੋਗ ਵਿੱਚ ਆਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਵੋਲਟੇਜਾਂ

ਹੇਠ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਵੋਲਟੇਜ, 6 ਸੈੱਲਾਂ ਵਾਲੀ ਲੈੱਡ ਐਸਿਡ ਬੈਟਰੀ ਦੇ ਲਈ ਹਨ-

• ਪੂਰਨ ਚਾਰਜ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ 'ਓਪਨ ਸਰਕਟ' ਵੋਲਟੇਜ : 12.6 V (2.1V ਪ੍ਰਤੀ ਸੈੱਲ)
• ਪੂਰਨ ਡਿਸਚਾਰਜ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ 'ਓਪਨ ਸਰਕਟ' ਵੋਲਟੇਜ : 11.7 V
• ਪੂਰਨ ਡਿਸਚਾਰਜ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਲੋਡ ਕਰਨ ਤੇ ਵੋਲਟੇਜ  : 10.5 V.
• ਫ਼ਲੋਟ ਚਾਰਜਿੰਗ ਵੋਲਟ : 13.4 V (gelled electrolyte); 13.5 V (AGM (absorbed glass mat)) ਅਤੇ 13.9 V (flooded cells)
• ਗੈਸਿੰਗ ਥਰੈਸ਼ਹੋਲਡ (Gassing threshold) : 14.4 V