रासायनिक बैटरी की ओवरचार्जिंग (अत्यधिक चार्जिंग)

Question

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D: उपरोक्त सभी

Explanation & Concepts:
ओवरचार्जिंग तब होती है जब बैटरी अपनी पूर्ण क्षमता तक पहुँचने के बाद भी चार्जिंग करंट प्राप्त करना जारी रखती है। यह अतिरिक्त ऊर्जा गर्मी के रूप में निकलती है और ऐसी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करती है जो आंतरिक बैटरी घटकों को खराब कर देती हैं, जिससे सूचीबद्ध सभी प्रभाव सही हो जाते हैं।

Working Principle: ओवरचार्जिंग के दौरान, इलेक्ट्रोलाइट का इलेक्ट्रोलिसिस होता है, जहाँ $2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$ होता है। यह अत्यधिक गैसिंग पैदा करता है। गैसों और गर्मी का निकलना आंतरिक दबाव और रासायनिक अस्थिरता पैदा करता है, जो प्लेटों से सक्रिय सामग्री को नरम और ढीला कर देता है। इसके अलावा, गर्मी थर्मल विस्तार और लेड ग्रिड के मुड़ने का कारण बनती है, जिसे आमतौर पर प्लेट बकलिंग (buckling) के रूप में जाना जाता है।

Key Formulas: $Q = \int I dt$ — रेटेड क्षमता $C$ से अधिक बैटरी को दिया गया कुल चार्ज; $P_{heat} = I_{charge}^2 R_{int}$ — ओवरचार्ज अवस्था के दौरान गर्मी के रूप में नष्ट हुई शक्ति

Key Points: ओवरचार्जिंग लेड-एसिड बैटरी के तेजी से खराब होने का कारण बनती है।; गैसिंग के कारण इलेक्ट्रोलाइट (पानी) का नुकसान होता है जिसे फिर से भरने की आवश्यकता होती है।; प्लेट बकलिंग बैटरी सेल के भीतर आंतरिक शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकती है।; सक्रिय सामग्री का झड़ना बैटरी की प्रभावी सतह और क्षमता को कम करता है।

Disadvantages: बैटरी क्षमता का स्थायी नुकसान; आंतरिक शॉर्ट सर्किट का जोखिम; खतरनाक गैस उत्सर्जन (हाइड्रोजन); थर्मल रनवे का जोखिम

Additional Info: आधुनिक बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) वोल्टेज सीमाओं की निगरानी करके ओवरचार्जिंग को रोकने के लिए आवश्यक हैं।. विकल्प A इलेक्ट्रोलिसिस का परिणाम है; विकल्प B रासायनिक गिरावट का परिणाम है; विकल्प C थर्मल विस्तार का परिणाम है।

Answer: D सही है — ओवरचार्जिंग इलेक्ट्रोलिसिस शुरू करती है, अत्यधिक गर्मी उत्पन्न करती है, और बैटरी प्लेटों के यांत्रिक क्षरण का कारण बनती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि बैटरी को उसके कटऑफ वोल्टेज (फ्लोट वोल्टेज) से अधिक चार्ज करना सल्फेशन-संबंधी विफलताओं और शारीरिक बैटरी क्षति का प्राथमिक कारण है।

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Option A: अत्यधिक गैसिंग उत्पन्न करती है

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Option B: सक्रिय सामग्री (active material) को ढीला करती है

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Option C: तापमान बढ़ाती है जिसके परिणामस्वरूप प्लेटें मुड़ जाती हैं (buckling)

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