लीड का कार्य सिद्धांत-एसिड बैटरी चार्जर

एक लेड{0}}एसिड बैटरी में, एनोड (PbO2) और कैथोड (Pb) को एक इलेक्ट्रोलाइट (पतला सल्फ्यूरिक एसिड) में डुबोया जाता है। दो इलेक्ट्रोडों के बीच 2V करंट उत्पन्न होता है। यह लेड-एसिड बैटरियों के सिद्धांत पर आधारित है। चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के माध्यम से, एनोड, कैथोड और इलेक्ट्रोलाइट निम्नलिखित परिवर्तनों से गुजरते हैं: लेड सल्फेट के पहले मामले में, लेड की ऑक्सीकरण अवस्था बढ़ जाती है, और यह ऑक्सीकृत हो जाता है, जिसमें सकारात्मक चार्ज सकारात्मक इलेक्ट्रोड में प्रवाहित होते हैं; लेड सल्फेट के दूसरे मामले में, लेड की ऑक्सीकरण अवस्था कम हो जाती है, और यह कम हो जाती है, साथ ही नकारात्मक चार्ज नकारात्मक इलेक्ट्रोड में प्रवाहित होते हैं।

1. डिस्चार्ज के दौरान रासायनिक परिवर्तन
जब बैटरी को डिस्चार्ज के लिए बाहरी सर्किट से जोड़ा जाता है, तो पतला सल्फ्यूरिक एसिड एनोड और कैथोड प्लेटों पर सक्रिय सामग्रियों के साथ प्रतिक्रिया करके एक नया यौगिक, 'लेड सल्फेट' बनाता है। डिस्चार्ज के दौरान इलेक्ट्रोलाइट से सल्फ्यूरिक एसिड निकलता है। डिस्चार्ज जितना लंबा होगा, सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता उतनी ही कम हो जाएगी। सल्फ्यूरिक एसिड की खपत की मात्रा डिस्चार्ज की मात्रा के समानुपाती होती है। इलेक्ट्रोलाइट में सल्फ्यूरिक एसिड की सांद्रता, यानी इसके विशिष्ट गुरुत्व को मापकर, डिस्चार्ज या शेष चार्ज की मात्रा निर्धारित की जा सकती है।

2. चार्जिंग के दौरान रासायनिक परिवर्तन
चार्जिंग के दौरान, एनोड और कैथोड प्लेटों पर उत्पादित लेड सल्फेट विघटित हो जाता है और सल्फ्यूरिक एसिड, लेड और लेड पेरोक्साइड में बदल जाता है। इसलिए, बैटरी में इलेक्ट्रोलाइट की सांद्रता धीरे-धीरे बढ़ती है, जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रोलाइट का विशिष्ट गुरुत्व बढ़ जाता है, और यह धीरे-धीरे डिस्चार्ज होने से पहले एकाग्रता में वापस आ जाता है। यह परिवर्तन इंगित करता है कि बैटरी में सक्रिय सामग्री उस स्थिति में कम हो गई है जहां वे फिर से बिजली की आपूर्ति कर सकते हैं। जब दोनों इलेक्ट्रोडों पर लेड सल्फेट अपनी मूल सक्रिय सामग्री में कम हो जाता है, तो चार्जिंग पूरी हो जाती है। कैथोड प्लेट पर हाइड्रोजन का उत्पादन होता है, और एनोड प्लेट पर ऑक्सीजन का उत्पादन होता है। चार्जिंग के अंतिम चरण में, लगभग सभी करंट का उपयोग जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोलाइट स्तर कम हो जाता है। इस बिंदु पर, इसे शुद्ध पानी से भर दिया जाना चाहिए।