लीड एसिड और लिथियम आयन बैटरी में क्या अंतर है

2024 लेखक: Alex Aldridge | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 13:39

लीड एसिड और लिथियम आयन बैटरी के बीच मुख्य अंतर यह है कि लेड एसिड बैटरी को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है, इसका जीवनकाल छोटा होता है, और यह सस्ती होती है, जबकि लिथियम आयन बैटरी का जीवनकाल लंबा, उच्च दक्षता और महंगी होती है।

रिचार्जेबल बैटरी उद्योग में लीड एसिड बैटरी और लिथियम आयन बैटरी महत्वपूर्ण प्रौद्योगिकियां हैं। इन दो प्रकारों में अलग-अलग रासायनिक और भौतिक विशेषताएं हैं।

लीड एसिड बैटरी क्या है?

लीड एसिड बैटरी एक रिचार्जेबल बैटरी है जिसका आविष्कार 1859 में फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी गैस्टन प्लांट ने किया था।यह पहली प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी थी जिसे कभी बनाया गया था। यह बैटरी आधुनिक बैटरियों से अलग है, और इन बैटरियों में अपेक्षाकृत कम ऊर्जा घनत्व होता है। इसके अलावा, ये बैटरी उच्च वृद्धि धाराओं की आपूर्ति करने में सक्षम हैं, जिसका अर्थ है कि कोशिकाओं में एक बड़ा शक्ति-से-भार अनुपात होता है। इसके अलावा, लेड एसिड बैटरियां कम खर्चीली होती हैं, जो उन्हें ऑटोमोबाइल उद्योग में आकर्षक बनाती हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह स्टार्टर मोटर्स द्वारा आवश्यक उच्च मात्रा में करंट प्रदान कर सकता है।

चित्र 01: एक लीड एसिड कार बैटरी

चूंकि इस प्रकार की बैटरी आधुनिक बैटरियों की तुलना में सस्ती होती है, ये तब भी उपयोगी होती हैं जब सर्ज करंट नगण्य होता है, और अन्य डिज़ाइन उच्च ऊर्जा घनत्व प्रदान करने में सक्षम होते हैं।1999 में लेड एसिड बैटरियों की बिक्री दुनिया भर में बिकने वाली बैटरियों के कुल मूल्य का लगभग 40-50% थी।

एक सामान्य लेड एसिड बैटरी में लेड सल्फेट (PbSO₄) और तनु सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO_{) होता है। 4}). डिस्चार्ज की स्थिति में, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्लेटें PbSO_{4,बन जाती हैं और इलेक्ट्रोलाइट मुख्य रूप से पानी बनाने के लिए अधिकांश घुले हुए सल्फ्यूरिक एसिड को खो देता है। नकारात्मक प्लेट प्रतिक्रिया इस प्रकार है:}

पीबी(एस) +एचएसओ₄^–(एक्यू) → पीबीएसओ₄(एस) + एच^{+(एक्यू) + 2ई}

इस चरण पर दो संवाहक इलेक्ट्रॉन निकलते हैं जो इस इलेक्ट्रोड को ऋणात्मक आवेश देता है। इन इलेक्ट्रॉनों का संचय एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो हाइड्रोजन आयनों को आकर्षित कर सकता है और सल्फेट आयनों को पीछे हटा सकता है। यह, बदले में, सतह के पास एक दोहरी परत के गठन का कारण बनता है।

सकारात्मक प्लेट अभिक्रिया के संबंध में, इसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है;

PbO₂(s) + HSO₄^–(aq) + 3H ⁺(aq) + 2e → PbSO₄(s) + 2H_2O(l)

इसलिए, लेड एसिड बैटरी के अंदर होने वाली समग्र प्रतिक्रिया है;

पीबी(एस) +एचएसओ4^–(एक्यू) + 3एच^{+(एक्यू) → 2पीबीएसओ4(एस) +2एच2ओ(एल)}

हालाँकि, पूरी तरह से आवेशित अवस्था में, ऋणात्मक प्लेट में लेड होता है, और धनात्मक प्लेट में लेड डाइऑक्साइड होता है। जलीय सल्फ्यूरिक एसिड की उच्च सांद्रता वाला इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान होता है। यह इलेक्ट्रोलाइट अधिकांश रासायनिक ऊर्जा को संग्रहीत करता है।

लिथियम आयन बैटरी क्या है?

लिथियम आयन बैटरी कोशिकाओं के साथ एक रिचार्जेबल बैटरी है जिसमें लिथियम आयन डिस्चार्जिंग के दौरान इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड से सकारात्मक इलेक्ट्रोड तक जाता है। चार्ज करते समय रिवर्स प्रक्रिया होती है। आमतौर पर, लिथियम आयन कोशिकाएं एक इंटरकलेटेड लिथियम यौगिक का उपयोग करती हैं जो सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर सामग्री के रूप में कार्य करती है। आमतौर पर, ग्रेफाइट का उपयोग ऋणात्मक इलेक्ट्रोड पर किया जाता है।

चित्र 02: लिथियम आयन बैटरी

इसके अलावा, लिथियम आयन बैटरी में उच्च ऊर्जा घनत्व होता है। लेकिन इसका कोई स्मृति प्रभाव नहीं है और कम स्व-निर्वहन है। बैटरी की कोशिकाओं का निर्माण ऊर्जा या शक्ति घनत्व को प्राथमिकता देते हुए किया जाता है। हालांकि, लिथियम आयन बैटरी सुरक्षा के लिए खतरा हो सकती हैं क्योंकि उनमें ज्वलनशील इलेक्ट्रोलाइट्स होते हैं, जो क्षति या गलत चार्जिंग पर विस्फोट और आग का कारण बन सकते हैं।

आमतौर पर, पारंपरिक लिथियम-आयन सेल का नकारात्मक इलेक्ट्रोड कार्बन से बना होता है। धनात्मक इलेक्ट्रोड एक धातु ऑक्साइड है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइट एक कार्बनिक विलायक में लिथियम नमक है। सेल के माध्यम से वर्तमान प्रवाह की दिशा के आधार पर, इलेक्ट्रोड की विद्युत रासायनिक भूमिकाएं एनोड और कैथोड के बीच उलट जाती हैं। एक व्यावसायिक पैमाने में, सबसे आम एनोड ग्रेफाइट है, जबकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड तीन सामग्रियों में से एक है: एक स्तरित ऑक्साइड, एक पॉलीअनियन, या एक स्पिनल।

लीड एसिड और लिथियम आयन बैटरी में क्या अंतर है?

लीड एसिड बैटरी सबसे पहली रिचार्जेबल बैटरी थी जिसे कभी बनाया गया था। लिथियम आयन बैटरी एक अन्य प्रकार की रिचार्जेबल बैटरी है। लेड एसिड और लिथियम आयन बैटरी के बीच मुख्य अंतर यह है कि लेड एसिड बैटरी को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है, लंबे समय तक नहीं चलती है, और सस्ती होती है, जबकि लिथियम आयन बैटरी में उच्च दक्षता होती है, इसकी उम्र लंबी होती है, और यह महंगी होती है।

सारांश - लीड एसिड बनाम लिथियम आयन बैटरी

आम तौर पर, लिथियम आयन बैटरी अक्सर अपनी सापेक्षता और दक्षता के कारण लीड एसिड बैटरी से बेहतर होती हैं। लेड एसिड और लिथियम आयन बैटरी के बीच मुख्य अंतर यह है कि लेड एसिड बैटरी को नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है और यह लंबे समय तक नहीं चलती है, और सस्ती है, जबकि लिथियम आयन बैटरी में उच्च दक्षता, लंबी उम्र और महंगी होती है।