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“मनुष्य अपने विश्वासों से बनता है,” जैसा वह विश्वास करता है वैसा ही वह है' - भागवद गीता

Science & Technology

बैटरी का इतिहास

Date : 12-Jan-2023

 1749 में, यूएस पोलीमैथ और संस्थापक पिता बेंजामिन फ्रैंकलिन ने पहली बार "बैटरी" शब्द का इस्तेमाल लिंक्ड कैपेसिटर के एक सेट का वर्णन करने के लिए किया था, जिसका इस्तेमाल उन्होंने बिजली के साथ अपने प्रयोगों के लिए किया था। ये कैपेसिटर प्रत्येक सतह पर धातु के साथ लेपित कांच के पैनल थे। इन कैपेसिटर को एक स्थिर जनरेटर से चार्ज किया गया था और धातु को उनके इलेक्ट्रोड से छूकर छुट्टी दे दी गई थी। उन्हें एक "बैटरी" में एक साथ जोड़ने से एक मजबूत निर्वहन हुआ। मूल रूप से "एक साथ काम करने वाली दो या दो से अधिक समान वस्तुओं का एक समूह" का सामान्य अर्थ है, जैसा कि आर्टिलरी बैटरी में होता है, इस शब्द का उपयोग वोल्टाइक बवासीर और इसी तरह के उपकरणों के लिए किया जाता है जिसमें फ्रैंकलिन के तरीके से कई विद्युत रासायनिक कोशिकाएं एक साथ जुड़ी हुई थीं। संधारित्र। आज भी एक एकल इलेक्ट्रोकेमिकल सेल, उर्फ ​​​​शुष्क सेल, को आमतौर पर बैटरी कहा जाता है।

आविष्कार

लुइगी गलवानी एक इतालवी चिकित्सकभौतिक विज्ञानीजीवविज्ञानी और दार्शनिक थेजिन्होंने पशु विद्युत की खोज की थी। 1780 मेंउन्होंने और उनकी पत्नी लूसिया ने पाया कि बिजली की चिंगारी की चपेट में आने से मृत मेंढकों के पैरों की मांसपेशियां मरोड़ती हैं। गलवानी का मानना ​​था कि इस संकुचन को चलाने वाली ऊर्जा पैर से ही आती है। उन्होंने "पशु बिजली" का नाम दिया जब दो अलग-अलग धातुएं एक मेंढक के पैर और एक दूसरे से श्रृंखला में जुड़ी हुई थीं।

हालांकि,  एलेसेंड्रो वोल्टा - इतालवी भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ - लुइगी गलवानी के एक मित्र और साथी वैज्ञानिकअसहमत थेयह विश्वास करते हुए कि यह घटना दो अलग-अलग धातुओं के कारण एक नम मध्यस्थ द्वारा एक साथ जुड़ गई थी। उन्होंने प्रयोग के माध्यम से इस परिकल्पना को सत्यापित कियाऔर 1791 में परिणाम प्रकाशित किए। 1800 मेंवोल्टा ने पहली वास्तविक बैटरी का आविष्कार कियाजिसे वोल्टाइक ढेर के रूप में जाना जाने लगा। वोल्टाइक पाइल में कॉपर और जिंक डिस्क के जोड़े होते हैं जो एक दूसरे के ऊपर ढेर होते हैंजो ब्राइन (यानीइलेक्ट्रोलाइट) में भिगोए हुए कपड़े या कार्डबोर्ड की एक परत से अलग होते हैं। लेडेन जार के विपरीतवोल्टाइक पाइल ने निरंतर बिजली और स्थिर धारा का उत्पादन कियाऔर उपयोग में नहीं होने पर समय के साथ थोड़ा चार्ज खो दियाहालांकि उनके शुरुआती मॉडल स्पार्क उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त वोल्टेज का उत्पादन नहीं कर सके।उन्होंने विभिन्न धातुओं के साथ प्रयोग किए और पाया कि जस्ता और चांदी ने सर्वोत्तम परिणाम दिए।

वोल्टा का मानना ​​था कि करंट दो अलग-अलग सामग्रियों का परिणाम था जो केवल एक-दूसरे को छूते थे - एक अप्रचलित वैज्ञानिक सिद्धांत जिसे संपर्क तनाव के रूप में जाना जाता है - न कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं का परिणाम। एक परिणाम के रूप मेंउन्होंने जस्ता प्लेटों के क्षरण को एक असंबंधित दोष के रूप में माना जो शायद सामग्री को किसी तरह बदलकर ठीक किया जा सकता है। हालांकिकोई भी वैज्ञानिक इस क्षरण को रोकने में कभी सफल नहीं हुआ। वास्तव मेंयह देखा गया कि जब एक उच्च धारा खींची जाती है तो क्षरण तेज होता है। इसने सुझाव दिया कि जंग वास्तव में बैटरी की करंट पैदा करने की क्षमता का अभिन्न अंग था। यह आंशिक रूप से विद्युत रासायनिक सिद्धांत के पक्ष में वोल्टा के संपर्क तनाव सिद्धांत की अस्वीकृति का कारण बना।

वोल्टा के मूल पाइल मॉडल में कुछ तकनीकी खामियां थींउनमें से एक में इलेक्ट्रोलाइट का रिसाव शामिल था और डिस्क के वजन के कारण शॉर्ट-सर्किट होता था जो नमकीन-भिगोए हुए कपड़े को संकुचित करता था। एक स्कॉटिश सैन्य सर्जन और रसायनशास्त्री विलियम क्रुकशांक ने तत्वों को एक ढेर में ढेर करने के बजाय एक बॉक्स में रखकर इस समस्या को हल किया। इसे गर्त बैटरी के रूप में जाना जाता था।वोल्टा ने स्वयं एक संस्करण का आविष्कार किया जिसमें नमक के घोल से भरे कपों की एक श्रृंखला शामिल थीजो धातु के चापों द्वारा एक साथ तरल में डूबा हुआ था। इसे क्राउन ऑफ कप्स के नाम से जाना जाता था। ये चाप दो अलग-अलग धातुओं (जैसेजस्ता और तांबे) से मिलकर बने थे। यह मॉडल उनके मूल पाइल्स से भी ज्यादा कारगर साबित हुआहालांकि यह उतना लोकप्रिय साबित नहीं हुआ।

वोल्टा की बैटरी के साथ एक और समस्या कम बैटरी जीवन (एक घंटे का सबसे अच्छा मूल्य) थीजो दो घटनाओं के कारण हुई थी। पहला यह था कि उत्पादित विद्युत-अपघट्य विलयन विद्युत अपघटित हो जाता हैजिसके परिणामस्वरूप तांबे पर हाइड्रोजन के बुलबुले बनते हैंजो बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध को लगातार बढ़ाता है (यह प्रभावजिसे  ध्रुवीकरण कहा जाता है अतिरिक्त उपायों द्वारा आधुनिक कोशिकाओं में प्रतिक्रियात्मक है)। दूसरी घटना  स्थानीय क्रिया कहलाती है जिसमें जिंक में अशुद्धियों के आसपास मिनट शॉर्ट-सर्किट बन जाते हैंजिससे जिंक खराब हो जाता है। बाद की समस्या को 1835 में अंग्रेजी आविष्कारक  विलियम स्टर्जन द्वारा हल किया गया था जिन्होंने पाया कि समामेलित जस्ताजिसकी सतह को कुछ पारा के साथ इलाज किया गया थास्थानीय कार्रवाई से ग्रस्त नहीं था।

इसकी खामियों के बावजूदवोल्टा की बैटरियां लेडेन जार की तुलना में एक स्थिर प्रवाह प्रदान करती हैंऔर कई नए प्रयोगों और खोजों को संभव बनाती हैंजैसे कि अंग्रेजी सर्जन  एंथनी कार्लिस्ले  और अंग्रेजी रसायनज्ञ  विलियम निकोलसन द्वारा पानी का पहला इलेक्ट्रोलिसिस ।

पहली व्यावहारिक बैटरी

डेनियल सेल

जॉन फ्रेडरिक डेनियल नाम के रसायन विज्ञान के एक अंग्रेजी प्रोफेसर ने  पहले द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन का उपभोग करने के लिए दूसरे इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके वोल्टाइक पाइल में हाइड्रोजन बुलबुले की समस्या को हल करने का एक तरीका खोजा। 1836 मेंउन्होंने डेनियल सेल का आविष्कार कियाजिसमें कॉपर सल्फेट के घोल से भरा एक तांबे का बर्तन होता हैजिसमें सल्फ्यूरिक एसिड और जिंक इलेक्ट्रोड से भरा एक बिना चमकता हुआ मिट्टी का बर्तन डूबा होता है। मिट्टी के बरतन अवरोध झरझरा हैजो आयनों को पार करने की अनुमति देता हैलेकिन मिश्रण को मिलाने से रोकता है।

डेनियल सेल बैटरी विकास के शुरुआती दिनों में उपयोग की जाने वाली मौजूदा तकनीक पर एक बड़ा सुधार था और बिजली का पहला व्यावहारिक स्रोत था। यह वोल्टाइक सेल की तुलना में अधिक लंबा और अधिक विश्वसनीय करंट प्रदान करता है। यह सुरक्षित और कम संक्षारक भी है। इसमें लगभग 1.1 वोल्ट का ऑपरेटिंग वोल्टेज है। यह जल्द ही उपयोग के लिए उद्योग मानक बन गयाखासकर नए टेलीग्राफ नेटवर्क के साथ।

डेनियल सेल का उपयोग वोल्ट की परिभाषा के लिए पहले कार्य मानक के रूप में भी किया गया थाजो इलेक्ट्रोमोटिव बल की इकाई है।

चिड़िया की कोशिका

डेनियल सेल के एक संस्करण का आविष्कार 1837 में गाय के अस्पताल के चिकित्सक  गोल्डिंग बर्ड  द्वारा किया गया थाजिन्होंने समाधान को अलग रखने के लिए प्लास्टर ऑफ पेरिस बैरियर का उपयोग किया था। इस सेल के साथ बर्ड के प्रयोग इलेक्ट्रोमेटालर्जी के नए अनुशासन के लिए कुछ महत्वपूर्ण थे।

झरझरा पॉट सेल

डैनियल सेल के झरझरा पॉट संस्करण का आविष्कार  1838 में एक लिवरपूल उपकरण निर्माता जॉन डांसर द्वारा किया गया था । इसमें एक केंद्रीय जस्ता एनोड होता है जो एक झरझरा मिट्टी के बर्तन में डूबा होता है जिसमें जिंक सल्फेट घोल होता है। झरझरा बर्तनबदले मेंतांबे के डिब्बे में निहित कॉपर सल्फेट के घोल में डूब जाता हैजो सेल के कैथोड के रूप में कार्य करता है। झरझरा अवरोध का उपयोग आयनों को गुजरने की अनुमति देता है लेकिन मिश्रण को मिलाने से रोकता है।

 

ग्रेविटी सेल

1860 के दशक मेंकैलौड नाम के एक फ्रांसीसी ने डेनियल सेल के एक प्रकार का आविष्कार किया जिसे ग्रेविटी सेल कहा जाता है। झरझरा अवरोध के बिना यह सरल संस्करण। यह सिस्टम के आंतरिक प्रतिरोध को कम करता है और इस प्रकारबैटरी एक मजबूत धारा उत्पन्न करती है। यह जल्दी से अमेरिकी और ब्रिटिश टेलीग्राफ नेटवर्क के लिए पसंद की बैटरी बन गई और 1950 के दशक तक इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा।

ग्रेविटी सेल में एक ग्लास जार होता हैजिसमें एक कॉपर कैथोड तल पर बैठता है और रिम के नीचे एक जिंक एनोड निलंबित होता है। कॉपर सल्फेट क्रिस्टल को कैथोड के चारों ओर बिखेर दिया जाता है और फिर जार को आसुत जल से भर दिया जाता है। जैसे ही करंट खींचा जाता हैएनोड के चारों ओर शीर्ष पर जिंक सल्फेट घोल की एक परत बन जाती है। इस शीर्ष परत को निचली कॉपर सल्फेट परत से इसके निचले घनत्व और कोशिका की ध्रुवता द्वारा अलग रखा जाता है।

गहरे नीले रंग की कॉपर सल्फेट परत के विपरीत जिंक सल्फेट परत स्पष्ट होती हैजो एक तकनीशियन को बैटरी जीवन को एक नज़र से मापने की अनुमति देती है। दूसरी ओरइस सेटअप का अर्थ है कि बैटरी का उपयोग केवल एक स्थिर उपकरण में किया जा सकता हैअन्यथा समाधान मिश्रित या फैल जाते हैं। एक और नुकसान यह है कि दो समाधानों को प्रसार द्वारा मिश्रण से रखने के लिए एक धारा को लगातार खींचना पड़ता हैइसलिए यह आंतरायिक उपयोग के लिए अनुपयुक्त है।

पोगेनडॉर्फ सेल जर्मन वैज्ञानिक  जोहान क्रिस्चियन पोगेनडॉर्फ ने 1842 में एक झरझरा मिट्टी के बर्तन का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइट और डीपोलराइज़र को अलग करने की समस्याओं पर काबू पा लिया । अम्ल और विध्रुवणकर्ता क्रोमिक अम्ल है। झरझरा बर्तन को खत्म करनेदो एसिड शारीरिक रूप से एक साथ मिश्रित होते हैं। सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) दो कार्बन प्लेटें होती हैंजिनके बीच एक जस्ता प्लेट (नकारात्मक या एनोड) स्थित होती है। जस्ता के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए एसिड मिश्रण की प्रवृत्ति के कारणएसिड से स्पष्ट जस्ता इलेक्ट्रोड को ऊपर उठाने के लिए एक तंत्र प्रदान किया जाता है।

सेल 1.9 वोल्ट प्रदान करता है। यह अपने अपेक्षाकृत उच्च वोल्टेज के कारण कई वर्षों तक प्रयोगकर्ताओं के बीच लोकप्रिय साबित हुआएक सुसंगत करंट उत्पन्न करने की अधिक क्षमता और किसी भी धुएं की कमीलेकिन इसके पतले कांच के बाड़े की सापेक्ष नाजुकता और सेल के उपयोग में नहीं होने पर जिंक प्लेट को ऊपर उठाने की आवश्यकता ने अंततः देखा कि यह पक्ष से बाहर हो गया है। सेल को 'क्रोमिक एसिड सेलके रूप में भी जाना जाता थालेकिन मुख्य रूप से 'बाइक्रोमेट सेलके रूप में। यह बाद वाला नाम पोटेशियम डाइक्रोमेट में सल्फ्यूरिक एसिड जोड़कर क्रोमिक एसिड के उत्पादन के अभ्यास से आया हैभले ही सेल में कोई डाइक्रोमेट न हो।

फुलर सेल का विकास पोगेंडॉर्फ सेल से हुआ था । हालांकि रसायन विज्ञान मुख्य रूप से एक ही हैदो एसिड एक बार फिर एक झरझरा कंटेनर से अलग हो जाते हैं और जस्ता को पारे के साथ इलाज करके अमलगम बनाया जाता है।

ग्रोव सेल

ग्रोव सेल का  आविष्कार 1839 में वेल्शमैन  विलियम रॉबर्ट ग्रोव द्वारा किया गया था  । इसमें सल्फ्यूरिक एसिड में डूबा हुआ जिंक एनोड और नाइट्रिक एसिड में डूबा हुआ प्लैटिनम कैथोड होता हैजिसे झरझरा मिट्टी के बर्तन से अलग किया जाता है। ग्रोव सेल एक उच्च धारा प्रदान करता है और डेनियल सेल के लगभग दोगुना वोल्टेज प्रदान करता हैजिसने इसे एक समय के लिए अमेरिकी टेलीग्राफ नेटवर्क का पसंदीदा सेल बना दिया। हालांकिसंचालित होने पर यह जहरीले नाइट्रिक ऑक्साइड धुएं को छोड़ देता है। जैसे-जैसे चार्ज कम होता हैवोल्टेज भी तेजी से गिरता हैजो एक दायित्व बन गया क्योंकि टेलीग्राफ नेटवर्क अधिक जटिल हो गए। प्लेटिनम था और अभी भी बहुत महंगा है।

रिचार्जेबल बैटरी और ड्राई सेल

लेड-एसिड

इस बिंदु तकसभी मौजूदा बैटरियों को स्थायी रूप से खाली कर दिया जाएगा जब उनकी सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं समाप्त हो जाएंगी। 1859 में,  गैस्टन प्लांटे  ने लेड-एसिड बैटरी का आविष्कार कियायह पहली ऐसी बैटरी थी जिसे इसके माध्यम से एक रिवर्स करंट पास करके रिचार्ज किया जा सकता था। एक लेड एसिड सेल में सल्फ्यूरिक एसिड में डूबे हुए लेड एनोड और लेड डाइऑक्साइड कैथोड होते हैं। दोनों इलेक्ट्रोड लीड सल्फेट का उत्पादन करने के लिए एसिड के साथ प्रतिक्रिया करते हैंलेकिन लीड एनोड पर प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनों को छोड़ती हैजबकि लीड डाइऑक्साइड पर प्रतिक्रिया उन्हें खपत करती हैइस प्रकार वर्तमान का उत्पादन करती है। इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बैटरी के माध्यम से एक रिवर्स करंट पास करके उलटा किया जा सकता हैजिससे इसे रिचार्ज किया जा सकता है।

प्लांटे के पहले मॉडल में रबर स्ट्रिप्स द्वारा अलग की गई दो लीड शीट शामिल थीं और एक सर्पिल में लुढ़की हुई थीं। उनकी बैटरियों का इस्तेमाल पहली बार किसी स्टेशन पर रुकने के दौरान ट्रेन के डिब्बों में रोशनी करने के लिए किया गया था। 1881 में,  केमिली अल्फोन्स फॉरे  ने एक उन्नत संस्करण का आविष्कार किया जिसमें एक लीड ग्रिड जाली होती है जिसमें एक प्लेट बनाने के लिए एक लीड ऑक्साइड पेस्ट दबाया जाता है। अधिक प्रदर्शन के लिए एकाधिक प्लेटों को ढेर किया जा सकता है। यह डिज़ाइन बड़े पैमाने पर उत्पादन करना आसान है।

अन्य बैटरियों की तुलना मेंप्लांटे की ऊर्जा की मात्रा के लिए भारी और भारी है। हालांकियह उछाल में उल्लेखनीय रूप से बड़ी धाराएं उत्पन्न कर सकता है। इसका आंतरिक प्रतिरोध भी बहुत कम हैजिसका अर्थ है कि एक ही बैटरी का उपयोग कई सर्किटों को बिजली देने के लिए किया जा सकता है। [5]

लेड-एसिड बैटरी का उपयोग आज भी ऑटोमोबाइल और अन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है जहां वजन एक बड़ा कारक नहीं है। मूल सिद्धांत 1859 के बाद से नहीं बदला है। 1930 के दशक की शुरुआत मेंएक चार्ज सेल में सिलिका जोड़कर उत्पादित एक जेल इलेक्ट्रोलाइट (तरल के बजाय) का उपयोग पोर्टेबल वैक्यूम-ट्यूब रेडियो की एलटी बैटरी में किया गया था। 1970 के दशक में, "सीलबंद" संस्करण आम हो गए (आमतौर पर "जेल सेल" या "एसएलए" के रूप में जाना जाता है)जिससे बैटरी को बिना किसी विफलता या रिसाव के विभिन्न स्थितियों में इस्तेमाल किया जा सकता है।

आज कोशिकाओं को "प्राथमिक" के रूप में वर्गीकृत किया जाता है यदि वे अपने रासायनिक अभिकारकों के समाप्त होने तक केवल एक धारा उत्पन्न करते हैंऔर "द्वितीयक" यदि सेल को रिचार्ज करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उलटा किया जा सकता है। लेड-एसिड सेल पहली "द्वितीयक" सेल थी।

लेकलेंच सेल

1866 में,  जॉर्जेस लेकलेंच  ने एक बैटरी का आविष्कार किया जिसमें एक झरझरा सामग्री में लिपटे एक जस्ता एनोड और एक मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड होते हैंजो अमोनियम क्लोराइड समाधान के एक जार में डूबा हुआ है। मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड में थोड़ा कार्बन भी मिला हुआ हैजो चालकता और अवशोषण में सुधार करता है। इसने 1.4 वोल्ट का वोल्टेज प्रदान किया। इस सेल ने टेलीग्राफीसिग्नलिंग और इलेक्ट्रिक बेल के काम में बहुत तेजी से सफलता हासिल की।

ड्राई सेल फॉर्म का उपयोग शुरुआती टेलीफोनों को बिजली देने के लिए किया जाता था - आमतौर पर टेलीफोन लाइन से ही बिजली खींचने से पहले बैटरी को फिट करने के लिए चिपकाए गए एक आसन्न लकड़ी के बक्से से। लेकलेंच सेल बहुत लंबे समय तक निरंतर करंट प्रदान नहीं कर सकता है। लंबी बातचीत मेंबैटरी खत्म हो जाएगीजिससे बातचीत सुनाई नहीं देगी। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेल में कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाती हैं और इस प्रकार वोल्टेज कम करती हैं। बैटरी के निष्क्रिय रहने पर ये प्रतिक्रियाएँ स्वयं को उलट देती हैंइसलिए यह केवल आंतरायिक उपयोग के लिए अच्छा है।

जिंक-कार्बन सेलपहला ड्राई सेल

कई प्रयोगकर्ताओं ने इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के इलेक्ट्रोलाइट को उपयोग करने के लिए इसे और अधिक सुविधाजनक बनाने के लिए स्थिर करने की कोशिश की। 1812 का  ज़ाम्बोनी पाइल  एक हाई-वोल्टेज ड्राई बैटरी है लेकिन केवल मिनट करंट देने में सक्षम है। सेल्युलोजचूराकाता हुआ कांचएस्बेस्टस फाइबर और जिलेटिन के साथ कई प्रयोग किए गए।

1886 में,  कार्ल गैस्नर  ने एक जर्मन पेटेंट प्राप्त किया लेकलेंच सेल के एक प्रकार परजिसे शुष्क सेल के रूप में जाना जाने लगा क्योंकि इसमें मुक्त तरल इलेक्ट्रोलाइट नहीं होता है। इसके बजायपेस्ट बनाने के लिए अमोनियम क्लोराइड को प्लास्टर ऑफ पेरिस के साथ मिलाया जाता हैजिसमें शेल्फ लाइफ बढ़ाने के लिए थोड़ी मात्रा में जिंक क्लोराइड मिलाया जाता है। इस पेस्ट में मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड को डुबोया जाता है और दोनों को जिंक शेल में बंद कर दिया जाता हैजो एनोड के रूप में भी काम करता है। नवंबर 1887 मेंउन्होंने उसी उपकरण के लिए यूएस पेटेंट 373,064 प्राप्त किया।

पिछली गीली कोशिकाओं के विपरीतगैस्नर की सूखी कोशिका अधिक ठोस होती हैरखरखाव की आवश्यकता नहीं होती हैफैलती नहीं हैऔर किसी भी अभिविन्यास में इसका उपयोग किया जा सकता है। यह 1.5 वोल्ट की क्षमता प्रदान करता है। पहला बड़े पैमाने पर उत्पादित मॉडल कोलंबिया ड्राई सेल थाजिसे पहली बार 1896 में नेशनल कार्बन कंपनी द्वारा विपणन किया गया था। NCC ने प्लास्टर ऑफ पेरिस को कुंडलित कार्डबोर्ड से बदलकर गैस्नर के मॉडल में सुधार कियाएक नवाचार जिसने कैथोड के लिए अधिक जगह छोड़ी और बैटरी को इकट्ठा करना आसान बना दिया। यह जनता के लिए पहली सुविधाजनक बैटरी थी और पोर्टेबल विद्युत उपकरणों को व्यावहारिक बना दियाऔर सीधे टॉर्च के आविष्कार का नेतृत्व किया।

समानांतर में, 1887 में  विल्हेम हेलसेन  ने अपना स्वयं का शुष्क सेल डिज़ाइन विकसित किया। यह दावा किया गया है कि हेलसन का डिजाइन गैस्नर से पहले का था।

1887 मेंजापान के याई सकिज़ो द्वारा एक ड्राई-बैटरी विकसित की गई थी  जिसे 1892 में पेटेंट कराया गया था। 1893 में, Yai Sakizō की ड्राई-बैटरी को विश्व के कोलंबियाई प्रदर्शनी में प्रदर्शित किया गया था और इसने काफी अंतरराष्ट्रीय ध्यान आकर्षित किया था।

राष्ट्रीय संचारी रोग संस्थानपहली क्षारीय बैटरी

1899 मेंवाल्डेमर जुंगनर नाम के एक स्वीडिश वैज्ञानिक ने   निकल-कैडमियम बैटरी का आविष्कार कियाएक रिचार्जेबल बैटरी जिसमें पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान में निकल और कैडमियम इलेक्ट्रोड होते हैंक्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने वाली पहली बैटरी। 1910 में स्वीडन में इसका व्यावसायीकरण किया गया और 1946 में संयुक्त राज्य अमेरिका पहुंचा। पहले मॉडल मजबूत थे और लीड-एसिड बैटरी की तुलना में काफी बेहतर ऊर्जा घनत्व थेलेकिन बहुत अधिक महंगे थे।

20वीं सदी: नई प्रौद्योगिकियां और सर्वव्यापकता

"एक्साइड" ब्रांड के तहत 1972 और 1975 के बीच निर्मित निकेल-आयरन बैटरीमूल रूप से 1901 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित की गई थी ।

वाल्डेमर जुंगनर ने 1899 में निकल-लौह बैटरी का पेटेंट कराया थाउसी वर्ष नी-कैड बैटरी पेटेंट के रूप मेंलेकिन इसे अपने कैडमियम समकक्ष से कमतर पाया और इसके परिणामस्वरूपइसे विकसित करने की कभी परवाह नहीं की। चार्ज होने पर इसने बहुत अधिक हाइड्रोजन गैस का उत्पादन कियाजिसका अर्थ है कि इसे सील नहीं किया जा सकता थाऔर चार्जिंग प्रक्रिया कम कुशल थी (हालांकियह सस्ती थी)।

पहले से ही प्रतिस्पर्धी सीसा-एसिड बैटरी बाजार में लाभ कमाने का एक तरीका देखते हुएथॉमस एडिसन ने 1890 के दशक में एक क्षारीय आधारित बैटरी विकसित करने पर काम कियाजिस पर उन्हें पेटेंट मिल सकता था। एडिसन ने सोचा कि अगर वह हल्की और टिकाऊ बैटरी वाली इलेक्ट्रिक कारों का उत्पादन करते हैंतो यह उनकी फर्म के मुख्य बैटरी विक्रेता के रूप में मानक बन जाएगी। कई प्रयोगों के बादऔर शायद जुंगनर के डिजाइन से उधार लेकरउन्होंने 1901 में एक क्षारीय आधारित निकल-लौह बैटरी का पेटेंट कराया। हालांकिग्राहकों ने एल्कलाइन निकेल-आयरन बैटरी के अपने पहले मॉडल को रिसाव के लिए प्रवण पायाजिससे बैटरी का जीवन छोटा हो गयाऔर इसने लेड-एसिड सेल को भी बहुत अधिक मात नहीं दी। हालांकि एडिसन सात साल बाद एक अधिक विश्वसनीय और शक्तिशाली मॉडल का उत्पादन करने में सक्षम थेइस समय तक सस्ती और विश्वसनीय मॉडल टी फोर्ड ने गैसोलीन इंजन कारों को मानक बना लिया था। फिर भीएडिसन की बैटरी ने इलेक्ट्रिक और डीजल-इलेक्ट्रिक रेल वाहनों जैसे अन्य अनुप्रयोगों मेंरेलवे क्रॉसिंग सिग्नल के लिए बैकअप पावर प्रदान करनेया खानों में उपयोग किए जाने वाले लैंप के लिए शक्ति प्रदान करने में बड़ी सफलता हासिल की।

सामान्य क्षारीय बैटरी

1950 के दशक के अंत तकजिंक-कार्बन बैटरी एक लोकप्रिय प्राथमिक सेल बैटरी बनी रहीलेकिन इसकी अपेक्षाकृत कम बैटरी लाइफ ने बिक्री में बाधा डाली। 1955 मेंनेशनल कार्बन कंपनी पर्मा रिसर्च लेबोरेटरी में यूनियन कार्बाइड के लिए काम कर रहे लुईस उरी नाम के एक इंजीनियर को जिंक-कार्बन बैटरी के जीवन को बढ़ाने का तरीका खोजने का काम सौंपा गया थालेकिन उरी ने इसके बजाय फैसला किया कि क्षारीय बैटरी अधिक वादा करती है। उस समय तकलंबे समय तक चलने वाली क्षारीय बैटरियां अव्यवहारिक रूप से महंगी थीं। उरी की बैटरी में एक मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड और एक अल्कलाइन इलेक्ट्रोलाइट के साथ एक पाउडर जिंक एनोड होता है। पाउडर जस्ता का उपयोग करने से एनोड को अधिक सतह क्षेत्र मिलता है। इन बैटरियों को 1959 में बाजार में उतारा गया था।

निकेल-हाइड्रोजन और निकेल मेटल-हाइड्राइड

निकेल-हाइड्रोजन बैटरी ने वाणिज्यिक संचार उपग्रहों के लिए ऊर्जा-भंडारण सबसिस्टम के रूप में बाजार में प्रवेश किया।

छोटे अनुप्रयोगों के लिए पहला उपभोक्ता ग्रेड निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी (NiMH) 1989 में बाजार में 1970 के निकल-हाइड्रोजन बैटरी की भिन्नता के रूप में दिखाई दिया। NiMH बैटरियों की उम्र NiCd बैटरियों की तुलना में अधिक होती है (और उनका जीवनकाल बढ़ता रहता है क्योंकि निर्माता नई मिश्र धातुओं के साथ प्रयोग करते हैं) और चूंकि कैडमियम विषैला होता है, NiMH बैटरियां पर्यावरण के लिए कम हानिकारक होती हैं।

लिथियम और लिथियम-आयन बैटरी

लिथियम सबसे कम घनत्व वाली धातु है और सबसे बड़ी विद्युत रासायनिक क्षमता और ऊर्जा-से-भार अनुपात के साथ है। कम परमाणु भार और इसके आयनों का छोटा आकार भी इसके प्रसार को गति देता हैयह सुझाव देता है कि यह बैटरी के लिए एक आदर्श सामग्री बना देगा।जीएन लुईस के तहत 1912 में लिथियम बैटरी के साथ प्रयोग शुरू हुआ  लेकिन वाणिज्यिक लिथियम बैटरी 1970 के दशक तक बाजार में नहीं आई। तीन वोल्ट लिथियम प्राथमिक सेल जैसे कि CR123A प्रकार और तीन वोल्ट बटन सेल अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैंखासकर कैमरों और बहुत छोटे उपकरणों में।

1980 के दशक में लिथियम बैटरी के संबंध में तीन महत्वपूर्ण विकास हुए। 1980 मेंएक अमेरिकी रसायनज्ञ,  जॉन बी गुडएनफ ने लीकोओ 2  कैथोड (पॉजिटिव लेड) की खोज की और एक मोरक्को के शोध वैज्ञानिक  रचिड याज़ामी ने ठोस इलेक्ट्रोलाइट के साथ ग्रेफाइट एनोड (नेगेटिव लेड) की खोज की। 1981 मेंजापानी रसायनज्ञ  टोकियो यामाबे  और  शिज़ुकुनी याता  ने एक उपन्यास नैनो-कार्बोनियस-पीएएस (पॉलीसीन) की खोज की। और पाया कि यह पारंपरिक तरल इलेक्ट्रोलाइट में एनोड के लिए बहुत प्रभावी था। इसने   1985 में पहली लिथियम-आयन बैटरी प्रोटोटाइप बनाने के लिए असाही केमिकलजापान के अकीरा योशिनो द्वारा प्रबंधित एक शोध दल का नेतृत्व कियाजो लिथियम बैटरी का एक रिचार्जेबल और अधिक स्थिर संस्करण थासोनी ने 1991 में लिथियम-आयन बैटरी का व्यावसायीकरण किया।

1997 में, Sony और Asahi Kasei द्वारा लिथियम पॉलीमर बैटरी जारी की गई थी। ये बैटरियां अपने इलेक्ट्रोलाइट को एक तरल विलायक के बजाय एक ठोस बहुलक सम्मिश्र में रखती हैंऔर इलेक्ट्रोड और विभाजक एक दूसरे से टुकड़े टुकड़े होते हैं। बाद वाला अंतर बैटरी को एक कठोर धातु के आवरण के बजाय एक लचीले आवरण में बंद करने की अनुमति देता हैजिसका अर्थ है कि ऐसी बैटरी को किसी विशेष उपकरण को फिट करने के लिए विशेष रूप से आकार दिया जा सकता है। इस लाभ ने पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे मोबाइल फोन और व्यक्तिगत डिजिटल सहायकों और रेडियो-नियंत्रित विमानों के डिजाइन में लिथियम पॉलिमर बैटरी का समर्थन किया हैक्योंकि ऐसी बैटरी अधिक लचीली और कॉम्पैक्ट डिजाइन की अनुमति देती हैं। सामान्य लिथियम-आयन बैटरी की तुलना में उनमें आमतौर पर कम ऊर्जा घनत्व होता है।

 

2019 में,  जॉन बी. गुडएनफ ,  एम. स्टेनली व्हिटिंगम और  अकीरा योशिनो को लिथियम-आयन बैटरी के विकास के लिए रसायन विज्ञान 2019 में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

 
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