लीड-एसिड बैटरी पॉजिटिव इलेक्ट्रोड सक्रिय सामग्री और मरम्मत के तरीके: एक पूर्ण गाइड

1. लीड-एसिड बैटरी पॉजिटिव सक्रिय सामग्री: लीड डाइऑक्साइड की गुण और भूमिका (PBO)

1.1 रचना और संरचना

लीड डाइऑक्साइड (PBO₂) सकारात्मक इलेक्ट्रोड की प्राथमिक सक्रिय सामग्री है सीसा-एसिड बैटरी । यह दो मुख्य क्रिस्टल रूपों के साथ एक गहरे भूरे रंग का ठोस है:

α-PBO, (Orthorhombic) : एक घनी संरचना की सुविधा है, जो लंबे समय तक बैटरी जीवन की पेशकश करती है लेकिन अपेक्षाकृत कमजोर डिस्चार्ज प्रदर्शन।

β-PBO) (टेट्रागोनल): उच्च प्रतिक्रियाशीलता और बेहतर डिस्चार्ज प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, लेकिन बैटरी में एक सामान्य विफलता मोड को नरम और बहाने के लिए अधिक प्रवण है।

1.2 विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया तंत्र

सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर चार्ज और डिस्चार्ज प्रक्रियाओं में प्रतिवर्ती रासायनिक प्रतिक्रियाएं शामिल हैं:

डिस्चार्ज (कमी):

Pbo₂ + so₄ ₄⁻ + 4H⁺ + 2e⁻ → pbso₄ + 2h₂o

चार्ज (ऑक्सीकरण):

Pbso₄ + 2h₂o → pbo₂ + so₄ ₄ ⁻ + 4h⁺ + 2e⁻

ये प्रतिक्रियाएं बैटरी की ऊर्जा भंडारण और रिलीज को रेखांकित करती हैं।

1.3 प्रमुख विशेषताएं

उच्च ऑक्सीकरण क्षमता: PBO₂ एक मजबूत ऑक्सीडाइज़र है और स्थिरता के लिए एक अम्लीय वातावरण (सल्फ्यूरिक एसिड इलेक्ट्रोलाइट) की आवश्यकता होती है।

शेडिंग के लिए प्रवण: साइकिल चलाने के दौरान वॉल्यूम में परिवर्तन और सक्रिय सामग्री के नरम होने और शेडिंग का कारण बनता है, जिससे क्षमता हानि और बैटरी की विफलता होती है।

गरीब चालकता: PBO₂ में ही सीमित विद्युत चालकता है, इसलिए यह इलेक्ट्रॉन चालन और यांत्रिक समर्थन के लिए लीड-आधारित ग्रिड मिश्र धातुओं (लीड-कैल्सियम या लीड-एंटीमोनी) पर निर्भर करता है।

1.4 विफलता मोड और मरम्मत चुनौतियां

नरम/शेडिंग: आमतौर पर अपरिवर्तनीय, बैटरी या प्लेट प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।

सल्फेशन: मोटे PBSO₄ क्रिस्टल का गठन जो आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाता है; आंशिक मरम्मत desulfation विधियों के माध्यम से संभव है।

मरम्मत की सीमाएँ: गंभीर सकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षति अक्सर सक्रिय सामग्री अखंडता को बहाल करने की कठिनाई के कारण बैटरी प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।

2। आम लीड-एसिड बैटरी के मुद्दे और मरम्मत के तरीके

2.1 सामान्य समस्याएं और इसी मरम्मत

लक्षणों की मरम्मत जारी करें

मुद्दा	लक्षण	मरम्मत सिद्धांत
सल्फेशन	प्लेटों पर सफेद क्रिस्टल, आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि हुई	लीड सल्फेट क्रिस्टल को हटाने के लिए उच्च-आवृत्ति पल्स डिसुल्फेशन या रासायनिक विघटन का उपयोग करें
पानी की हानि	कम इलेक्ट्रोलाइट स्तर, उजागर प्लेटें	आसुत जल या इलेक्ट्रोलाइट के साथ फिर से भरना
प्लेट शेडिंग	स्थायी क्षमता हानि	अपरिवर्तनीय; प्लेट या बैटरी प्रतिस्थापन की आवश्यकता है
शार्ट सर्किट	असामान्य सेल वोल्टेज, तेजी से आत्म-निर्वहन	मलबे को हटा दें या विभाजक को बदलें

2.2 व्यावहारिक मरम्मत के तरीके

शारीरिक मरम्मत (सल्फेशन, पानी की हानि):

मुख्य रूप से बाढ़ के लिए सीसा-एसिड बैटरी जैसे कार स्टार्टर बैटरी। लीड-एसिड बैटरी बहाली समाधान, स्वच्छ सल्फेशन जमा के साथ इलेक्ट्रोलाइट लेव ईएलएस की जाँच करें और फिर से रिफिल करें, फिर क्षमता को बहाल करने के लिए नियंत्रित चार्ज/डिस्चार्ज चक्र का प्रदर्शन करें।

पल्स डिसल्फेशन:

लीड सल्फेट क्रिस्टल को तोड़ने के लिए उच्च-आवृत्ति वाले विद्युत दालों का उपयोग करता है। बैटरी वोल्टेज से मिलान किए गए विशेष पल्स डिसुल्फेटर उपकरण की आवश्यकता होती है। अति प्रयोग प्लेटों को नुकसान पहुंचा सकता है, इसलिए सावधानी की सलाह दी जाती है।

रासायनिक योजक:

EDTA या सोडियम सल्फेट जैसे सल्फेट-विघटित एजेंटों को जोड़ने से सल्फेशन को भंग करने में मदद मिल सकती है। हालांकि, अनुचित उपयोग प्लेटों को खारिज कर सकता है और बैटरी जीवन को छोटा कर सकता है।

हल्के सल्फेशन के लिए गहरी साइकिलिंग:

बैटरी को लगभग 10.5V (12V बैटरी के लिए) के लिए डिस्चार्ज करें, फिर 12+ घंटे के लिए 0.1C पर धीमी गति से चार्ज करें, 2-3 चक्रों को फिर से जीवंत करने के लिए दोहराएं।

इलेक्ट्रोलाइट प्रतिस्थापन:

संदूषण या उम्र बढ़ने के लिए, पुराने इलेक्ट्रोलाइट को नाली, आसुत जल के साथ कुल्ला, ताजा इलेक्ट्रोलाइट (विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण 1.28–1.30), और रिचार्ज के साथ फिर से भरना। बाढ़ के लिए सबसे उपयुक्त सीसा-एसिड बैटरी.

3। किस लीड-एसिड बैटरी की मरम्मत की जा सकती है? सर्वश्रेष्ठ मरम्मत के तरीके

3.1 मरम्मत योग्य मामले

50% से कम क्षमता हानि के साथ हल्के सल्फेशन।

पूरी तरह से उजागर प्लेटों के बिना पानी की हानि, जहां रिफिलिंग फ़ंक्शन को फिर से भरता है।

हटाने योग्य मलबे के कारण प्रारंभिक चरण के लघु सर्किट।

3.2 गैर-मरम्मत करने योग्य मामले

गंभीर प्लेट क्षति या प्रतिस्थापन की आवश्यकता है।

क्रैक या लीक बैटरी के मामले सुरक्षा खतरों को प्रस्तुत करते हैं।

3.3 सबसे प्रभावी मरम्मत विधि

पल्स डिसुल्फेशन प्लस वाटर रिफिल का संयोजन कार और यूपीएस बैटरी जैसे सल्फेटेड बाढ़ वाले लीड-एसिड बैटरी के इलाज के लिए सबसे प्रभावी है। प्रक्रिया में शामिल हैं:

1। आसुत जल के साथ इलेक्ट्रोलाइट की जाँच और टॉपिंग।

2। 12-24 घंटे के लिए पल्स डिसल्फेशन लागू करना।

3। पूरी तरह से रिचार्जिंग और परीक्षण बैटरी क्षमता।

4। रोकथाम और रखरखाव युक्तियाँ

डीप डिस्चार्ज से बचें: सल्फेशन को रोकने के लिए महीने में कम से कम एक बार बैटरी रिचार्ज करें।

सही चार्जर्स का उपयोग करें: प्लेटों को नुकसान पहुंचाने वाले ओवरचार्जिंग या गहरी डिस्चार्जिंग को रोकें।

उचित वेंटिलेशन सुनिश्चित करें: उच्च तापमान से त्वरित सल्फेशन को कम करने के लिए शांत, शुष्क स्थानों में बैटरी स्टोर करें।

नियमित निरीक्षण: शुरुआती समस्याओं का पता लगाने के लिए इलेक्ट्रोलाइट स्तर और बैटरी वोल्टेज की निगरानी करें।

लीड-एसिड बैटरी लाइफ का विस्तार करने के लिए शुरुआती हस्तक्षेप महत्वपूर्ण है। प्रारंभिक चरण के सल्फेशन के लिए सबसे अच्छा मरम्मत दृष्टिकोण पल्स डिसुल्फेशन के साथ संयुक्त है लीड-एसिड बैटरी बहाली समाधान । हालांकि, जब सकारात्मक इलेक्ट्रोड को गंभीर क्षति होती है जैसे कि प्लेट शेडिंग, प्रतिस्थापन आवश्यक है। लगातार रखरखाव और उचित उपयोग विफलता दर और परिचालन लागत को काफी कम कर देते हैं।