बैटरी समझना

आधुनिक समाज में बैटरी स्मार्टफोन, लैपटॉप, इलेक्ट्रिक वाहनों आदि विभिन्न उपकरणों को बिजली आपूर्ति करके महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। इस लेख में हम बैटरी के प्रकार, कार्य सिद्धांत और रखरखाव के तरीकों आदि के बारे में जानेंगे।

लिथियम आयन बैटरी (Lithium-ion Battery)

उच्च ऊर्जा घनत्व और लंबे जीवन के साथ लिथियम आयन बैटरी सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बैटरी प्रकार है। इसका उपयोग मुख्य रूप से स्मार्टफोन, लैपटॉप और इलेक्ट्रिक वाहनों में किया जाता है। यहाँ लिथियम आयन बैटरी के मुख्य लाभ और नुकसान दिए गए हैं।

लाभ

• उच्च ऊर्जा घनत्व: समान आकार और वजन में अधिक बिजली संग्रहीत कर सकती है।
• लंबा जीवन: कई चार्जिंग चक्रों का सामना कर सकती है, जिससे यह लंबे समय तक चलती है।
• कम स्व-निर्वहन दर: उपयोग न करने पर भी बैटरी की बिजली बहुत कम कम होती है।

नुकसान

• आग का खतरा: अधिक चार्ज करने या अधिक गरम होने पर आग लगने का खतरा होता है।
• लागत: अन्य बैटरियों की तुलना में अपेक्षाकृत महंगी होती है।

निकेल-कैडमियम बैटरी (Nickel-Cadmium Battery)

निकेल-कैडमियम बैटरी का उपयोग अक्सर उच्च-शक्ति उपकरणों जैसे पावर टूल्स में किया जाता है। उच्च चार्जिंग गति और स्थायित्व इसकी ताकत है, लेकिन मेमोरी प्रभाव के कारण इसे बार-बार पूरी तरह से चार्ज करने की आवश्यकता होती है।

लाभ

• उच्च चार्जिंग गति:तेजी से चार्ज हो सकती है।
• स्थायित्व:कई चार्जिंग चक्रों का सामना कर सकती है।

नुकसान

• मेमोरी प्रभाव:बैटरी की क्षमता कम हो सकती है।
• पर्यावरण प्रदूषण:कैडमियम विषाक्त है और पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकता है।

निकेल-हाइड्राइड बैटरी (Nickel-Metal Hydride Battery)

निकेल-हाइड्राइड बैटरी निकेल-कैडमियम बैटरी की तुलना में पर्यावरण के लिए कम हानिकारक है, और इसमें मेमोरी प्रभाव कम होता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से हाइब्रिड कारों जैसे अनुप्रयोगों में किया जाता है।

लाभ

• पर्यावरण के अनुकूल:कैडमियम का उपयोग नहीं करती है, इसलिए यह पर्यावरण के लिए कम हानिकारक है।
• कम मेमोरी प्रभाव: बैटरी की क्षमता कम होने की समस्या कम होती है।

नुकसान

• चार्जिंग गति: निकेल-कैडमियम बैटरी की तुलना में चार्जिंग गति धीमी होती है।
• स्व-निर्वहन दर: उपयोग न करने पर भी बैटरी स्वतः निर्वाहन करती है।

बैटरी का कार्य सिद्धांत और घटक

बैटरी रासायनिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में बदलकर बिजली प्रदान करती है। यह प्रक्रिया निम्नलिखित घटकों के माध्यम से होती है:

• धनात्मक इलेक्ट्रोड (Cathode): बैटरी का धनात्मक इलेक्ट्रोड आमतौर पर लिथियम ऑक्साइड या निकेल ऑक्साइड से बना होता है। धनात्मक इलेक्ट्रोड से लिथियम आयन निकलते हैं।
• ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (Anode):ऋणात्मक इलेक्ट्रोड मुख्य रूप से ग्रेफाइट (ग्रेफाइट) से बना होता है, और लिथियम आयन संग्रहीत होते हैं।
• इलेक्ट्रोलाइट (Electrolyte):इलेक्ट्रोलाइट धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों को स्थानांतरित करने का काम करता है। आयनों की गति इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को प्रेरित करती है जिससे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है।
• सेपरेटर (Separator):धनात्मक और ऋणात्मक इलेक्ट्रोड को शॉर्ट सर्किट से बचाने के लिए, और लिथियम आयनों को गुजरने देने के लिए एक पतली फिल्म।

बैटरी रखरखाव के तरीके

बैटरी के जीवन को लम्बा करने और प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए उचित रखरखाव आवश्यक है। यहाँ बैटरी के रखरखाव में मदद करने के लिए कुछ सुझाव दिए गए हैं:

• उचित चार्जिंग: बैटरी को बहुत बार पूरी तरह से चार्ज या डिस्चार्ज न करें। लिथियम आयन बैटरी को लगभग 20-80% की सीमा में रखना सबसे अच्छा है।
• तापमान नियंत्रण: बैटरी को अत्यधिक तापमान पर न रखें। बहुत अधिक तापमान या बहुत कम तापमान बैटरी के प्रदर्शन पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है।
• नियमित उपयोग: बैटरी का नियमित रूप से उपयोग करें और चार्ज करें। बहुत लंबे समय तक उपयोग न करने से बैटरी का प्रदर्शन कम हो सकता है।
• भंडारण विधि: लंबे समय तक उपयोग न करने पर बैटरी को ठंडी और सूखी जगह पर रखें। बैटरी को लगभग 50% चार्ज करके रखना सबसे अच्छा है।

निष्कर्ष

हाल ही में बैटरी तकनीक तेजी से विकसित हो रही है। सॉलिड-स्टेट बैटरी (Solid-state Battery), ग्रेफीन बैटरी (Graphene Battery)आदि क्रांतिकारी बैटरी तकनीकें सामने आ रही हैं, जिससे ऊर्जा दक्षता और सुरक्षा में और सुधार हो रहा है। यह नई तकनीक भविष्य में अधिक उपकरणों में लागू होगी जिससे हमारे जीवन और अधिक सुविधाजनक बनेंगे।