බැටරි

ඉලෙක්ට්‍රෝන විද්‍යාවේදී , රසායනික ශක්තිය ලෙස ශක්තිය ගබඩා කරන ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ විද්‍යුත් ශක්තිය නිපදවිය හැකි විද්‍යුත් කෝෂ 2ක් හෝ කීපයක් බැටරියක් නම් වේ. භාවිතය නිසා එක් විද්‍යුත් කෝෂයක් ද බැටරියක් සේ හැදින්වීමට අප යොමුව ඇත. දැනට විද්‍යුත් රසායනික කෝෂ වර්ග කිහිපයක් පවතී. ගැල්වානී කෝෂය, විද්‍යුත් විච්ඡේද කෝෂ , ඉන්ධන කෝෂ හා වෝල්ටීය කෝෂ ඒවායින් කිහිපයකි. අභ්‍යන්තර රසායනය , ගලායන ධාරාව හා උෂ්ණත්වය මත බැටරියක ලක්ෂණ වෙනස් වේ.

වෝල්ට් 9 බැටරි, AA , AAA, D අතේ රඳවා ගත හැකි ගුවන් විදුලි බැටරි , රැහැන් රහිත දුරකථන බැටරි , කැම්කෝඩර් බැටරි , C ලෙස විවිධාකාර බැටරි ( විදුලි කෝෂ) පවතී.(ඉහත රූපයේ දක්වා ඇත.)

බැටරි පොදුවේ වර්ග 2කට වෙන් කරනු ලැබේ. ප්‍රාථමික (ඉවතලිය හැකි) හා ද්විතීක ( නැවත ආරෝපණය කළ හැකි) වශයෙනි. ප්‍රාථමික කෝෂවල රසායන ද්‍රව්‍ය අප්‍රතිවර්ත ලෙස ප්‍රතික්‍රියාව කර විද්‍යුතය උපදවන නිසා නිසා ඒවා රසායන ද්‍රව්‍ය අවසන් වන තෙක් ක්‍රියා කරන අතර එක් වරක් පමණක් භාවිතයට නිමවා ඇත. ද්විතීක කෝෂවල භාවිතා වන රසායනික ද්‍රව්‍ය ප්‍රතිවර්ත්‍යව ප්‍රතික්‍රියා කරන නිසා නැවත ආරෝපණය කළ හැක. ඒවා මඟින් ධාරාව ලබා දෙන දිශාවට විරුද්ධ දිශාව ඔස්සේ ධාරාවක් යැවීම මඟින් ආරෝපණය කළ හැක. ද්විතීක කෝෂ වාර ගණනාවක් නැවත ආරෝපණය කළ හැකි නිසා ඒවා ‘ආරෝපණය කළ හැකි කෝෂ’ සේද හැදින්වේ. නරක් වීමෙන් පසු සමහර බැටරි ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැක.

මුල් කාලීනව යම් බැටරි ආකාරයක් භාවිතා කරන්නට ඇති වුව ද නූතන බැටරියේ වැඩි දියුණුව ඇරඹුනේ ඉතාලි ජාතික භෞතික විද්‍යාඥ ඇලෙස්සැන්ඩ්‍රෝ වෝල්ටා විසින් 1800 දී වෝල්ටීය පුංජය සොයා ගැනී‍මත් සමගය. ඉන්පසු බැටරිය ප්‍රවාහනය(එහා මෙහා ගෙනයාම)පහසු වීම නිසාත් එමඟින් කරගත හැකි කාර්යන් බහුල වීම නිසාත් ජනප්‍රියත්වයට පත් විය. බැටරිය පුළුල්ව භාවිතයත් සමග පරිසර පිළිබඳ මහත් අවධානයක් දැක්වීමට සිදුවිය. බැටරියේ අඩංගු මඟින් සිදුවන පරිසර දූෂණය මීට හේතු විය. බොහෝ පිළිසැකසුම් සමාගම් ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කිරීම මඟින් අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීමේදී පොළවට යටවන බැටරි ප්‍රමාණය අවම කර ගැනේ.

ඉතිහාසය

අද සමාජයේ භහුල වශයෙන් භාවිතා කරන මෙම බැටරිය මුලින්ම සොයාගනු ලැබුයේ ඉතාලි ජාතික ,කොමෝ විශ්වවිද්‍යාලයේ මහාචාර්ය ඇලෙස්සැන්ඩ්‍රෝ වෝල්ටා විසිනි. ඉතාලි ජාතික ලුයීජි ගැල්වානි 1791දී, දිනක් ගෙම්බෙකු විච්චේදනය කරමින් සිටින විට ගෙඹි කකුලෙ එක් පසක ස්නායු තන්තුවක් තඹ කම්බියකට සවිකර, අනෙක් කෙලවර විච්චෙදන පිහියේ සවිකර පිහිය මගින් ගෙඹි කකුලෙ ඇඟිලි ස්පර්ශ කරන විට කකුල මදක් ගැස්සෙන බව නිරික්ශණය කරන ලදී. මියගිය සතකුගේ පටක වලට විද්යුනතය ලබාදුන් විට මෙලෙස ගැස්සීමක් ඇතිවන බව පෙරසිටම දැනසිටි කරුණක් විය. ඇලෙස්සැන්ඩ්‍රෝ වෝල්ටා මෙම ගෙඹි කකුලේ ගැස්සීමද සිදුවනුයේ විදුලිය නිසා යැයි උපකල්පනය කළේය. ගෙඹි කකුලේ පවතින රසායනික සහ වෙනස් ලෝහ වර්ග දෙක නිසා මෙය සිදුවන බව හෙතෙම උපකල්පනයකර, පරීක්ශන පවැත්වීය. ඇලෙස්සැන්ඩ්‍රෝ වෝල්ටා ලුණු(NaCl(aq)) පෙඟවූ කඩදාසි දෙපසට Zn සහ Cu තහඩු තබා තනි කොශයක් සාදා එවැනි කෝශ ගනනාවක් සමාන්තරගතව සවිකර බැටරියක් නිපදවූයේය. මෙය වෝල්ටා පුංජය ලෙස හදුන්වයි.

කෝශයක සිදුවන රසායනික ක්‍රියාවලිය

ප්‍රධාන ලිපිය: විද්‍යුත් කෝෂ

බැටරියක් යනු එහි පවතින රසායනික ශක්තිය කෙලින්ම විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පත් කරන උපකරණයකි. කෝශ කීපයක් එකතු වීමෙන් බැටරියක් සෑදෙයි. කෝශයක අර්ධ කෝශ දෙකකි. එක් අර්ධ කෝශයක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් සහ විද්‍යුත් විච්චේද්‍යයක් පවතියි. මෙහි පවතින ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් යනු ලෝහ තහඩුවකි. විද්යුතත් විච්චේද්‍යය යනු අයනික ද්‍රාවණයකි.

ඇනායන යනු (-) ආරෝපිත අයනයි.(උදා:-Cl^-,SO₄^2-) කැටායන යනු (+) ආරෝපිත අයනයි.(උදා:-Zn⁺,Cu²⁺)

මෙවැනි කෝශයක ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ෆැරඩේගේ සම්මතයට අනුව නම් කරයි. ඒ අනුව, ඔක්සිකරනය වන හෙවත් ඉලෙක්ට්‍රෝන පිටවන ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ඇනෝඩය ලෙසද, ඔක්සිහරණය වන ඉලෙක්ට්‍රෝඩය හෙවත් ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබාගන්නා ඉලෙක්ට්‍රෝඩය කැ‍තෝඩය ලෙසද හදුන්වයි. මේ අනුව මෙවැනි කෝශයක ඇනොඩය යනු (-) අග්ර්ය වන අතර කැතොඩය යනු (+) අග්‍රය වෙයි. සෑම අර්ධ කෝශයකම පවතින ලෝහයකට ඊටම ආවේණික වන ඔක්සිකරණ හැකියාවක් පවතියි. එය සම්මතයක් ලෙස H වල ඔක්සිකරණ හැකියාවට සාපේක්ශව ලියා දක්වයි. මෙම අගය සම්මත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ විභවය ලෙස හඳුන්වයි. මේ අනුව අදාල ඉලෙක්ට්රෝලඩ දෙකෙහි සම්මත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ විභවයන්ගේ වෙනස මගින් සමස්ත කෝශයේ වෝල්ටීයතාවය ලබාගත හැකිය.

Zn යනු Cu වලට වඩා අධික ලෙස ඔක්සිකරණය හෙවත් ඉලෙක්ට්රෝවන පිට කිරීමට නැඹුරුතාවයක් දක්වන ලෝහයකි. විද්‍යුත් රසායනික ශ්‍රේණිය අනුව එය තේරුම් ගත හැකිය. මේ නිසා Zn ඉලෙක්ට්‍රෝඩය Cu ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට වඩා සිඝ්‍රයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන පිට කරයි. ඒ නිසා Zn ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අසල ඉලෙක්ට්‍රෝන පීඩනය, Cu ඉලෙක්ට්‍රෝඩය අසලට වඩා වැඩිවෙයි. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන පීඩන වෙනස නිසා Cu තහඩුවේ සිට Zn තහඩුවට ධාරාවක් ගලයි.

Zn ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සහිත අර්ධ කෝශයේ සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව. Zn  Zn²⁺ --- E0_Zn = -0.76V

Cu ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සහිත අර්ධ කෝශයේ සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව. Cu  Cu²⁺ --- E0_Cu = +0.34V

සමස්ථ කෝශ ප්‍රතික්‍රියාව. Cu²⁺ + Zn Cu + Zn²⁺

ෆැරඩේ ගේ නියම වලට අනුව සමස්ථ කෝශයේ විද්‍යුත් ගාමක බලය. E = E0_Zn - E0_Cu E = +0.34 – (-0.76) = +1.10

වර්ගීකරණය

බැටරි වර්ගීකරණය කිරිම ආකාර කීපයකටම සිදුකළ හැකිය. ප්‍රධාන වශයෙන් ප්‍රාථමික සහ ද්විතීක කෝශ ලෙස කොටස් දෙකකට බෙදයි. ඊට අමතරව,

• බැටරි වල ප්‍රමාණය.(Sizes)
• නැවත භාවිතා කිරීමේ හැකියාව.(Reusable)
• බැටරි වල ශක්ති ඝනත්වය.(Energy Density)
• විශිෂ්ට ශක්තිය.(Specific Energy)

යන කරුණු මත පදනම්වද බැටරි කාණ්ඩ වලට වෙන් කළ හැකිය.

ප්‍රථමික සහ ද්විතීක කෝශ ලෙස වර්ගීකරණය

ප්‍රාථමික කෝශ

ප්‍රාථමික බැටරි යනු එක් වරක් පමණක් භාවිතා කළ හැකි බැටරිය. මෙම බැටරි නැවත ආරෝපණය කළ නොහැකිය. මක්නිසාදයත්, මෙම බැටරි වල සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව ප්‍රත්‍යාවර්ත නොවීමයි. නමුත් විශාල ශක්තියක් වැය කර ආරෝපණ ප්‍රතික්‍රියාව සිදුකළ හැකිය. නමුත් එය ආර්ථික අතින් අවාසිදායක ක්‍රියාවලියකි. මෙම බැටරි බොහෝවිට ජංගම උපකරණ වලට යොදාගනියි. නමුත් එකවර විශාල ධාරාවක් ලබාගන්න උපකරණ වලට මෙම බැටරි යොදාගැනීම අපහසුය. බහුලව භාවිතාවන මෙම ඛාන්ඩයට අයත් වන බැටරි වර්ග ලෙස ඇල්කලයින් සහ සින්ක්-කාබන් බැටරි පෙන්වාදිය හැකිය. පහත දැක්වෙන බැටරි වර්ගද නැවත ආරෝපණය කළ නොහැකි ප්‍රාතමික බැටරිය.

ද්විතික කෝශ

ද්විතික බැටරි යනු එක් වරකට වඩා භාවිතා කළහැකි බැටරිය. මෙම බැටරි වර්ගය වර්ථමානයේ ඉතා සිඝ්‍රයෙන් දියුණු වෙමින් පවතින වර්ගයකි. මෙහි පැරණිතම බැටරියකට දිය හැකි උදාහරණයක් වණුයේ ඊයම්-අම්ල කෝශයයි. දැනට භහුලව භාවිතාවන මෙම ඛාණ්ඩයට අයත් බැටරිය වනුයේ LI¬¬¬+ බැටරියයි. Ni-Cd,Ni-MH යන බැටරි වර්ග තවමත් දියුණු වෙමින් පවතියි. ප්‍රාථමික කෝශ වලට වඩා මෙම බැටරි වල ධාරිතාවය ඉහළය. එමෙන්ම විශිෂ්ට ශක්තිය(Specific Energy) ඉහළය. එම නිසා වැඩි කාලයක්, වැඩි ධාරාවක් ලබාගන්නා උපකරණ වලට මෙම බැටරි උචිතය. මෙම බැටරි වල 10Ah-100Ah වැනි අධික ධාරාවක් ලබාගැනීමේ හැකියාව ඇත.

බැටරි වල ප්‍රමාණය

නොයෙක් ප්‍රමාණවල බැටරි වෙලදපොලේ ලබා ගැනීමට හැකිය. මෙම බැටරි වල ප්‍රමාණයන් නියමිත සම්මතයකට අනුව සකසා ඇත. කුමන සමාගමකින් නිපද වුවද මෙම සම්මතයන්ට අනුව බැටරි නිපද විය යුතුය. නමුත් විවිද සමාගම් අනුව බැටරි වල කල්පැවැත්ම, වෝල්ටීයතාවය ආදී කරුණු වෙනස් විය හැකිය. සම්මත ප්‍රමාණ කීපයක් පහත දැක්වෙයි.

1. 4.5V (3R12) battery
2. D cell
3. C cell
4. AA cell
5. AAA cell
6. AAAA call
7. A23 cell
8. 9V PP3 battery
9. Button cell (CR2032,LR44)

නැවත භාවිතා කිරීමේ හැකියාව

ද්විතීක බැටරි නැවත ආරොපණය කළ හැකිය. මෙසේ ආරෝපණය කිරීමේදී සිදුවනුයේ කෝශයේ ආරෝපණ ක්‍රියාවලියයි. එනම් මෙහිදී සිදුවන කෝශ ප්‍රතික්‍රියාව ප්‍රත්‍යාවර්ත වෙයි. බැටරියේ පවතින වියෝජනය වූ රසායනික භාහිර විද්‍යුත් ශක්තිය ලබාගෙන නැවත මුල් ආකාරයට සැකසෙයි.

බැටරි වල විශිෂ්ට ශක්තිය

ශක්ති ඝනත්වය යනු යම් බැටරියක ඒකක ස්කන්ධයක පවතින විද්‍යුත් ශක්තියයි. මෙය JKg-1 හෝ WhKg-1වලින් මනිනු ලබයි. ජංගම උපකරණ වැනි කුඩා, සැහැල්ලු උපකරණ නිපදවන විට මෙම සාධකය ගැන අවධානය යොමු කිරීම වැදගත් වෙයි.

විශිෂ්ට ශක්තිය = බැටරියේ මුලු ශක්තිය/ බැටරියේ පරිමාව

බැටරි වල ශක්ති ඝනත්වය

බැටරියක ශක්ති ඝනත්වය යනු එම බැටරියේ ඒකක පරිමාවක ඇතුළත්ව ඇති ශක්තියයි. ශක්ති ඝනත්වය වැඩි බැටරි යනු කුඩා සහ වැඩි ශක්තියක් පවතින බැටරි වෙයි. ජංගම දුරකතන, GPS උපාංග වැනි කුඩා මෙන්ම වැඩි කාලයක් තුළ ශක්තිය ලබාදීමට අවශ්‍ය උපකරණ වලට මෙම බැටරි ගැලපෙයි. මෙම ගුණාංගය Jm-3 හෝ Whl-1වලින් මනිනු ලබයි.

ශක්ති ඝනත්වය = බැටරියේ මුලු ශක්තිය/ බැටරියේ මුලු ස්කන්ධය

වර්ග

කෝශයක් (Battery) යනු, විදයුත් ශක්තිය ලබාදිය හැකි උපකරණයකි. කෝශයක් හෙවත් බැටරියක් සෑදි ඇත්තේ කුඩා කොටස් (Cells) එකක් හෝ කිහිපයක් එකතු වීමෙනි. මෙහිදී පිටතට ලබාදෙන විද්යුිත් ශක්තිය ජනනය කරනු ලබන්නේ කෝශය මගිනි. කෝශයේ පවතින රසායනික, යාන්ත්‍රික, න්‍යශ්ටික හෝ වෙනත් ශක්තියක් එහිදී විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වෙයි. අද භාවිතයේ පවතින බොහෝ බැටරි වල සිදු වනුයේ රසායනික ශක්තිය, විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පත් වීමයි.

ඇල්කලයින් බැටරි

මෙය ප්‍රාථමික බැටරි විශේයකි. මෙම බැටරිය Zn සහ MnO2 රසායනික මගින් විද්‍යුත් ශක්තිය උත්පාදනය කරයි. මෙහි නැවත ආරෝපණය කළහැකි වර්ගයක්ද පවතියි. සින්ක්-කාබන් සහ සින්ක්-ක්ලෝරයිඩ් බැටරි සමග සසඳන කළ මෙම වර්ගයේ වැඩි ශක්ති ඝණත්වයක් පවතියි. ඇල්කලයින් බැටරිය Union Carbide Corporation සමාගම වෙනුවෙන් Lewis Urry විසින් 1950 දී නිපදවන ලදී. මෙම බැටරිය Everady යන වෙලඳ නාමයෙන් ප්‍රසිද්ද විය. 1957දී මෙම බැටරිය සඳහා පේටන්ට් බලපත්‍රය ලබාගන්නා ලදී. මෙම බැටරියෙ - අග්‍රය හෙවත් ඇනෝඩය Zn කුඩු වලින් නිර්මිතය. එය බැටරිය වටා විසිරී පැවතීම නිසා වැඩි ධාරාවක් ලබා ගත හැකිය. කැ‍තෝඩය හෙවත් + අග්‍රය MnO2 සහ KOH මිශ්‍රණයකි. KOH මෙහිදි කෝශ ප්‍රතික්‍රිවයාවට සහභාගී නොවන නමුත්, කෝශ ප්‍රතික්‍රියාව(රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියාව) වීමට අවශ්‍ය භාෂ්මික මාධ්‍ය සපයයි.

Zn(s) + 2OH−(aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e− [e° = -1.28 V]

2MnO2(s) + H2O(l) + 2e− → Mn2O3(s) + 2OH−(aq) [e° = +0.15 V]

E = E0_MnO²(s) - E0 Zn_(s)=+0.15-(-1.28)=+1.43

මේ අනුව සාමාන්‍ය ඇල්කලයින් බැටරියක විද්‍යුත් ගාමක බලය 1.5V පමණ වන බව පෙනීයයි. මෙම බැටරි විවිධ ප්‍රමාණ වලින් ඇති නිසා එම ප්‍රමාණ අනුව ලබාගත හැකි උපරිම ධාරාව තීරණය වෙයි. සාමාන්‍යයෙන් AA බැටරියකින් 700mA පමණ ධාරාවක් ලබාගත හැකිය. AAA, AA, C, sub-C, D යන සම්මත ප්‍රමාණ වලින් මෙම බැටරි නිපදවයි.

ඊයම්-අම්ල බැටරි

මෙය ලෙඩ්-අම්ල ඇකියුමිලෙටරය, ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරිය යන නම් වලින්ද හඳුන්වයි. මෙය මුලින්ම සොයාගත් ද්විතික කෝශයයි. මෙය කිහිප වරක් නැවත ආරෝපණය කල හැකිය. මෙම බැටරි මෝටර් රථ, හදිසි විදුලි ඇනහි‍ටුම් පරිපත, නවීන හයිබ්රිතඩ් මෝටර් රථ, සූර්ය කෝශ වල ශක්තිය ගබඩාකර තබාගැනීම, පරිගණක වල UPS(Uninterruptible Power Supplies) සඳහා භාවිතා කරයි. මෙම බැටරි තෙත් කෝශ (Wet Cell) වෙයි. මෙහි තනුක H2SO4 අම්ලය සහිතය. ඉලෙක්ට්රෝoඩ ලෙස ඊයම්(Pb) තහඩු ඇත. බැටරියෙන් ධාරාවක් ලබාගැනීමෙදී මෙම Pb තහඩු H2SO4 සමග ප්‍රතික්‍රිහයාකර PbSO4 සාදයි. තවද ජලයද නිපදවයි.

Pb(s) + H2SO4(aq) → PbSO4(s) + 2H+(aq) + 2e

PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2H+(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)

නැවත ආරෝපණය කිරීමේදී ,පෙරදී සෑදුනු PbSO4, නැවත Pb සහ PbO2 බවට පරිවර්ථනය වෙයි. නමුත් මෙහිදී නැවත H2SO4 සෑදීමක් සිදු නොවේ. මෙනිසා මෙම බැටරි වලට නඩත්තුවක් අවශ්‍යම වෙයි.

PbSO4(s) + 2H+(aq) + 2e → Pb(s) + H2SO4(aq)

PbSO4(s) + 2H2O(l) → PbO2(s) + H2SO4(aq) + 2H+(aq) + 2e

යම් හෙයකින් නැවත ආරොපණය කිරිමෙදී වැඩිපුර ආරෝපණයක් සිදුවුවහොත් O2 සහ H2 සෑදී කෝශය විනාශ වෙයි.

ලිතියම් අයන බැටරි

මෙම බැටරි විශේෂය වර්ථමානයේ භහුලව භාවිතා වෙමින් පවතියි. ජංගම උපාංග, වෛද්‍ය උපකරණ වල, කුඩා ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග (Strip Watch,MP3/4 player, BIOS memory)Electric මෝටර් රථ වල සහ නවීන චන්ද්‍රිකාවල මෙම බැටරි භාවිතා වෙයි. මෙම බැටරි මෙසේ ජනප්‍රිය වීමට හේතුව එහි පවතින වැඩි ශක්ති ඝනත්වයයි. එමෙන්ම මෙහි කාර්යක්ශමතාවය හා සැසඳූ විට මෙහි නිෂ්පාදන වියදම ද පහලය. වෙනත් බැටරි වර්ග වලට සාපේක්ශව මෙම බැටරි වල සිදුවන රසායනික ක්‍රියාවලිය සංකීර්ණය. මෙහි ඇනෝඩය ලෙස කාබන් C වල එක් ස්වරූපයක් වන Graphite භාවිතා කරයි. කැතොඩය ලෙස ලෝහ වර්ග කීපයක ඔක්සයිඩ භාවිතා කරයි.

• lithium cobalt oxide
• lithium iron phosphate
• lithium manganese oxide

විද්‍යුත්විචේද්‍යය ලෙස ද රසායනික මිශ්‍රන කීපයක් භාවිතා කරයි. නමුත් මෙම රසායනික ජලීය ඒවා (aqueous) නොවෙයි. මක්නිසාදයත්, Li යනු ජලය සමග ප්‍රතික්‍රියා කරන ලෝහයකි. එමනිසා කාබනික ද්‍රාවණයක දියකරන ලද Li යොදා ගනියි. මෙම කාබනික ද්රායවක වර්ග තුනකි.

• ethylene carbonate
• diethyl carbonate
• complexes of lithium ions

මෙම ද්‍රාවණ වල දිය කරනු ලබන Li ලවණ වර්ග කිහිපයකි.

• lithium hexafluorophosphate (LiPF6)
• lithium hexafluoroarsenate monohydrate (LiAsF6)
• lithium perchlorate (LiClO4)
• lithium tetrafluoroborate (LiBF4)
• lithium triflate (LiCF3SO3)

බැටරිය නිපදවීමේදී යොදාගන්නා ඉලෙක්ට්‍රොOඩ, විද්‍යුත්විච්චේද්‍යය අනුව බැටරියේ කොශ වෝල්ටීයතාවය, ශක්ති ඝනත්වය, ආරෝපණය කළහැකි වාර ගනන යනාදිය තීරණය වෙයි.

නිකල්-කැඩ්මියම් බැටරි

මෙම බැටරි ඇල්කලයින් බැටරි වලට කදිම ආදේශකයකි. මෙම බැටරි වල සාමාන්‍යකෝශ වෝල්ටීයතාවය 1.2V පමණ වෙයි. මෙම බැටරි Sealed සහ Vented යන වර්ග දෙකකින් පවතියි. Sealed බැටරි භහුලව භාවිතාකරයි. කුඩා සෙල්ලම් උපාංග, විදුලි පන්දම්, Emergency light system යනාදියට කුඩා බැටරි භාවිතා කරයි. මෙම බැටරි වල Button type cells පරිගණක වල BIOS memory, කුඩා කැමරා වල Flasher unit යනාදියෙදි භාවිතා කරයි. Ni-Cd cells එකතු කර සාදන ලද විශාල බැටරි Standby Power Supply, ගුවන්යානා, බොට්ටුද, Electrical මෝටර් රථ, චන්ද්‍රිකා යනාදියේදී භාවිතා කරයි.

පළමු Ni–Cd බැටරිය නිපදවන ලද්දේ ස්වීඩන් ජාතික Waldemar Jungner විසින් 1899 දීය. එකල පැවති ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරියට තරගයක් වශයෙන් මෙම බැටරිය නිපදවන ලදී. මෙම බැටරි ආරෝපණය කිරීමට අධික ධාරාවක් සහ අධික කාලයක් අවශ්‍ය වෙයි. Ni-Cd බැටරියේ කැතොඩය(3) nickel(III) oxide-hydroxide වලින්ද, ඇනෝඩය(4) කැඩ්මියම් වලින්ද, විද්‍යුත්විච්චේද්‍යය I potassium hydroxide(KOH)(2) ද වෙයි. මෙහි විද්‍යුත්විච්චේද්‍යයි සහ ඇනෝඩය, කැතොඩය එකම ආවරණයකින් වෙන් කරයි. සියල්ල ලෝහ ආවරණයකින් ආවරණයකර ඇත.(1) ආරෝපණ සහ විසර්ජණ ක්‍රියාවලියේදී සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවන්.

ඇනෝඩය අසල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව

Cd + 2OH- Cd(OH)2 + 2e

කැ‍තෝඩය අසල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව. 2NiO(OH) + 2H2O + 2e  2Ni(OH)2 + 2OH-

2Ni(OH) + Cd +2 H2O  2Ni(OH)2 + Cd(OH)2

මෙය ජලීය මාධ්‍යක සිදුවන නිසා ජලය පවතියි. මෙහි KOH මගින් ප්‍රතික්‍රියාව සිදුවීමට අවශ්‍ය භාශ්මික මාධ්‍යය සපයයි. ප්‍රතික්‍රියාව ප්‍රත්‍යාවර්ථ නිසා ආරෝපණය වීමෙදී මෙයම අනෙක් දිශාවට සිදු වෙයි.

නිකල්-මෙට්ල් හයිඩ්‍රයිඩ් බැටරි

මෙය බොහෝ දුරට Ni-Cd බැටරියට සමානය. මෙහිදීද කැතොඩය ලෙස nickel oxyhydroxide (NiOOH) යොදාගනියි. නමුත් ඇනෝඩය ලෙස මෙහිදී යොදාගනු ලබන්නේ H+ අවශෝෂනය කළහැකි මිශ්‍ර ලෝහයකි. මෙයද නැවත ආරොපණය කළහැකි ද්විතික බැටරියකි. Ni-Cd බැටරියකමෙන් තුන් ගුණයක පමණ ධාරිතාවයක් මෙම බැටරි වල පවතියි. AA-Size බැටරියක 1100mAh - 3100mAh පමණ ධාරිතාවක්ද, කෝෂ වෝල්ටීයතාවය 1.2V ද පමණ වෙයි. සාමාන්‍ය ශක්ති ඝනත්වය ලිතියම් අයන බැටරියකට සමානය. මෙම බැටරිවල පවතින අධික ධාරිතාවය නිසා මෙම බැටරි Electric motarcar වලට බහුලව භාවිතාවෙයි.(General Motors EV1, Honda EV Plus, Ford Ranger EV,Vectrix) හයිබ්‍රිඩ් මෝටර් රථ වලටද භාවිතා කරයි.(Toyota Prius, Honda Insight, Ford Escape Hybrid, Chevrolet Malibu Hybrid,Honda Civic Hybrid ). මෙහි රසායනික ක්‍රියාවලියද Ni-Cd බැටරි වලට බොහෝ දුරට සමානය.

ඇනෝඩය අසල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව.

H2O + M + e  OH- + MH

(M යනු මිශ්‍ර ලෝහයයි. මිශ්‍ර ලෝහයේ හයිඩ්ර්යිඩ්රහයිඩය MH ය.)

කැ‍තෝඩය අසල සිදුවන ප්‍රතික්‍රියාව.

Ni(OH)2 + OH-  NiOOH + H2O + e

ඉහත දැක්වෙන ප්‍රතික්‍රියා විසර්ජනය වීමේදී සිදු වෙයි. ප්‍රතික්‍රියාව ප්‍රත්‍යාවර්ත නිසා ආරෝපණය වීමෙදී මෙයම අනෙක් දිශාවට සිදු වෙයි.

රසදිය ඔක්ස්යිඩ් බැටරි

( Mercury oxide)

Uthpala Adeesha bandara warshakoon 8- B

සිල්වර් ඔක්සයිඩ් බැටරි

මෙම බැටරි ප්‍රාථමික කෝශ විශේෂයකි. නැවත ආරෝපණය කළ නොහැකිය. මෙහි විෂිශ්ට ශක්තිය ඉහළ අගයකි. එනිසා මෙය සැහැල්ලු විදුලි උපාංග සඳහා භාවිතා කරයි. මිල අධික Strap watch වලට භාවිතා කරයි. තවද, Mark 37 ටොර්පිඩෝව, Alfa class සබ්මැරීන වල මෙම බැටරිය සහිතය. මෙම බැටරි මිලෙන් අධිකය. ලිතියම් බැටරියකට සාපෙක්ශව මෙහි 40% ආයු කාලයක් පවතියි. විසර්ජනය වීම සාමාන්‍ය ඇල්කලයින් බැටරියකට වඩා සීඝ්‍රයෙන් සිදුවෙයි. මෙහි ඇනෝඩය ලෙස ZnO2 කුඩු භාවිතාවෙයි. කැතොඩය පිරිසිදු Ag වලින් නිර්මිතය. විද්‍යුත්විච්චේද්‍යය ලෙස KOH හෝ NaOH භාවිතා වෙයි.

මෙහි විසර්ජණ ක්‍රියාවලියේදී,

Zn + Ag2O  ZnO + 2 Ag සිදුවෙයි.

ආරෝපණයේදී Ag නැවත ඔක්සිහරණය වෙයි,

2Ag + 2OH– → Ag2O + H2O + 2e Ag + 2OH– → 2AgO + H2O + 2e

Button Cells

මෙම බැටරි බොහෝ කුඩා උපකරණ වල දැකිය හැකිය. වෛද්‍ය උපකරණ, සෙල්ලම් උපාංග සහ නොයෙක් තාක්ශනික උපකරණ වල දැකිය හැකිය. මෙම බැටරි වලටම විශේෂ රසායනික ක්‍රියාවලියක් නොමැත. මෙම බැටරි සිල්වර්-ඔක්සයිඩ්, ලිතියම්, ඇල්කලයින් වැනි බැටරිම වේ.

සූර්යය කෝශ

සූර්ය ශක්තිය මගින් විදුලිය නිපදවයි. න්‍යෂ්ටික කෝශ න්‍යෂ්ටික ශක්තියද, මෙතනෝල්/එතනෝල් සහිත කෝශ ඒවායේ පවතින රසායනික ශක්තියද විද්‍යුත් ශක්තිය බවට පරිණාමනය කරයි.

බැටරි ප්‍රතිචක්‍රීකරණය

සියලුම බැටරි වර්ගවල සිදුවනුයේ රසායනික ක්‍රියාවලියකි. මෙම රසායනික ක්‍රියාවලිය නිම වීමෙන් පසුව එම බැටරිය නිසි අයුරින් ඉවත දැමිය යුතුය. මක්නිසාදයත් බැටරි වල පවතින රසායනික ද්‍රව්‍ය පරිසරයට සහ සත්ත්වයන්ට අහිතකර බැවිනි. බොහෝ බැටරි වල පවතින Hg, Cd, Ni, Mn, Cr වැනි ලෝහ බැර ලෝහ ඝණයට අයත් වේ. මෙම බැර ලෝහ බැටරි අක්‍රමවත් ලෙස පරිසරයට බැහැරලීමෙන් එම ලෝහ ශාක මගින් උරාගනු ලබයි. මෙම ශාක ආහාරයට ගන්නා මිනිසුන් සහ සතුන් අධික ලෙස බැර ලෝහ තම ශරීරයට ඇතුළු කර ගනියි.

විවිද බැටරි වර්ග වල පවතින රසායනික ද්‍රව්‍ය නිසා මිනිසුන්ට අක්මාවේ විවිධ රෝග, වකුගඩු රෝග ආදිය සහ සමහර පිලිකාවන්ද සෑදීමේ ප්‍රවණතාවයක් ඇත. Zn, C සහ විවිද ඔක්සයිඩ මෙන්ම නවීන ලිතියම් බැටරි වල භාවිතා කරන කාබනික ද්‍රව්‍යද මිනිසාට අහිතකරය. මෙම නිසා ඉවතලන බැටරි ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා නියමිත වැඩ පිළිවලක් අත්‍යවශය. භාවිතා කරන බැටරි වලින් 90% ම ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කල හැකිය. විශේෂයෙන් ලෙඩ්-ඇසිඩ් බැටරි, ඇල්කලයින් බැටරි සහ Button type බැටරි කාර්යක්ශමව ප්‍රතිචක්‍රීකරණය කළ හැකිය. යම් බැටරියක් යොදා යම් නිශ්පාදනයක් කරන සමාගමක් (උදා:-ජංගම දුරකථන) එම උපාංගයේ ආයු කාලය අවසන වූ පසුව එය නැවත ලබාගෙන ප්‍රතිචක්‍රීකරණයකට ලක් කළ යුතු බවට නීති දැන් ක්‍රියාත්මක වෙයි. මෙම නීති යුරෝපා සංගමය තුළ දැඩිව ක්‍රියාත්මක වෙමින් පවත්යි. ජපානය, කොරියාව, ජර්මනිය, එක්සත් රාජධානිය, ඇමෙරිකාව සහ තවත් නොයෙක් රටවල් වල පවතින NOKIA, SONY, TOSHIBA, SAMSUNG, General Electrical වැනි සමාගම් මෙම නීතිය අනුව තම නිෂ්පාදන නැවත ලබාගෙන ප්‍රතිචක්‍රීකරණය සඳහා මධ්‍යස්ථාන ද පිහි‍ටුවා ඇත.