बैटरी का इतिहास

19वीं शताब्दी के अंत के चारो ओर विद्युत जनरेटर और विद्युत ग्रिड के विकास से पहले विद्युत उत्पन्न करने वाला विद्युत का प्राथमिक स्रोत प्रदान करती थी। बैटरी प्रौद्योगिकी में निरंतर  सुधारों ने प्रारंभिक वैज्ञानिक अध्ययनों से लेकर टेलीग्राफ और टेलीफ़ोन के उदय तक प्रमुख विद्युत प्रगति को सुविधाजनक बनाया है, जिससे अंततः पोर्टेबल कंप्यूटर, चल दूरभाष, इलेक्ट्रिक कार और अनेक अन्य विद्युत उपकरण सामने आए है।

इस प्रकार से छात्रों और इंजीनियरों ने व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण अनेक प्रकार की बैटरी विकसित कीं है। नम सेल खुले कंटेनर होते थे जिनमें तरल इलेक्ट्रोलाइट और धातु इलेक्ट्रोड होते थे। जब इलेक्ट्रोड पूर्ण रूप से से नष्ट  हो जाए, तब इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट को प्रतिस्थापित करके नम  सेल को नवीनीकृत किया जाता है। अतः खुले कंटेनर मोबाइल या पोर्टेबल उपयोग के लिए अनुपयुक्त हैं। टेलीग्राफ और टेलीफोन प्रणालियों में नम सेलों का व्यावसायिक उपयोग किया जाता था। प्रारंभिक इलेक्ट्रिक कारों में अर्ध-सीलबंद नम कक्षाओं  का उपयोग किया जाता था।

चूंकि बैटरियों का महत्वपूर्ण वर्गीकरण उनके जीवन चक्र के अनुसार किया गया है। प्राथमिक बैटरियां असेंबल होते ही धारा उत्पन्न कर सकती हैं, लेकिन बार सक्रिय तत्वों का उपभोग हो जाने के बाद, उन्हें विद्युत रूप से रिचार्ज नहीं किया जा सकता है। लेड-एसिड बैटरी और उसके बाद के द्वितीयक या चार्जेबल प्रकारों के विकास ने सेल में ऊर्जा को बहाल करने की अनुमति दी है, जिससे स्थायी रूप से एकत्रित कक्षाओं  का जीवन बढ़ गया है। इस प्रकार से 20वीं सदी के उत्तरार्ध में निकल और लिथियम आधारित बैटरियों की प्रारंभ ने शक्तिशाली टॉर्च से लेकर मोबाइल फोन तक असंख्य पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास संभव बना दिया है। अधिक उच्च स्थिर बैटरियां ग्रिड ऊर्जा संचयन  में कुछ अनुप्रयोग खोजती हैं, जिससे विद्युत ऊर्जा वितरण नेटवर्क को स्थिर करने में सहायता  मिलती है।

आविष्कार
इस प्रकार से 18वीं शताब्दी के मध्य से, बैटरियों के अस्तित्व में आने से पूर्व, प्रयोगकर्ताओं ने विद्युत चार्ज को संग्रहित करने के लिए लेडेन जार का उपयोग किया था। संधारित्र के प्रारंभिक रूप के रूप में, लेडेन जार, इलेक्ट्रोकेमिकल कक्षाओं के विपरीत, अपने चार्ज को भौतिक रूप से संग्रहीत करते थे और इसे ही बार में प्रवाहित  कर देते थे। अनेक प्रयोगकर्ताओं ने मजबूत चार्ज बनाने के लिए अनेक लेडेन जार को साथ जोड़ने का काम किया और उनमें से एक, औपनिवेशिक अमेरिका के आविष्कारक बेंजामिन फ्रैंकलिन, अपने समूह को विद्युत बैटरी कहने वाले पहले व्यक्ति हो सकते हैं, जो हथियारों के साथ काम करने के लिए सैन्य शब्द पर नाटक है।

लुइगी गैलवानी के कुछ निष्कर्षों के आधार पर, अलेक्जेंडर वोल्टा, मित्र और साथी वैज्ञानिक, का मानना ​​​​है कि देखी गई विद्युत घटनाएं नम मध्यस्थ द्वारा जुड़े दो अलग-अलग धातुओं के कारण होती हैं। उन्होंने इस परिकल्पना को प्रयोगों के माध्यम से सत्यापित किया और 1791 में परिणाम प्रकाशित किए। 1800 में, वोल्टा ने पहली सच्ची बैटरी का आविष्कार किया, जिसमें भौतिक के बजाय रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से चार्ज को संग्रहित और प्रवाहित किया गया, जिसे वोल्टाइक पाइल के रूप में जाना जाने लगा। वोल्टाइक ढेर में तांबे और जस्ता डिस्क के जोड़े दूसरे के ऊपर ढेर होते थे, जो नमकीन पानी (यानी, इलेक्ट्रोलाइट) में भिगोए कपड़े या कार्डबोर्ड की परत से अलग होते थे। लेडेन जार के विपरीत, वोल्टाइक पाइल निरंतर विद्युत और स्थिर धारा का उत्पादन करता था, और उपयोग में नहीं होने पर समय के साथ थोड़ा चार्ज खो देता था, हालांकि उनके शुरुआती मॉडल स्पार्क्स उत्पन्न  करने के लिए पर्याप्त मजबूत वोल्टेज का उत्पादन नहीं कर सके। उन्होंने विभिन्न धातुओं के साथ प्रयोग किया और पाया कि जस्ता और चांदी ने सर्वोत्तम परिणाम दिए।

वोल्टा का मानना ​​था कि धारा दो अलग-अलग सामग्रियों के एक-दूसरे को छूने का परिणाम था - वैज्ञानिक सिद्धांत जिसे संपर्क तनाव के रूप में जाना जाता है - और रासायनिक प्रतिक्रियाओं का परिणाम नहीं है। परिणामस्वरूप, उन्होंने जस्ता प्लेटों के क्षरण को असंबंधित दोष माना जिसे शायद सामग्री को किसी तरह बदलकर ठीक किया जा सकता था। हालाँकि, कोई भी वैज्ञानिक इस क्षरण को रोकने में कभी सफल नहीं हुआ। वास्तव में, यह देखा गया कि जब अधिक धारा खींची गई तो संक्षारण तेजी से हुआ। इससे पता चला कि संक्षारण वास्तव में बैटरी की धारा  उत्पन्न करने की क्षमता का अभिन्न अंग था। इसने, आंशिक रूप से, इलेक्ट्रोकेमिकल सिद्धांत के पक्ष में वोल्टा के संपर्क तनाव को अस्वीकार कर दिया। वोल्टा के क्राउन ऑफ कप्स और वोल्टाइक पाइल के चित्रों में ऊपर और नीचे दोनों तरफ अतिरिक्त धातु डिस्क हैं, जिन्हें अब अनावश्यक माना जाता है। जिंक-कॉपर वोल्टाइक पाइल के इस खंड से जुड़े चित्र में आधुनिक डिजाइन है, जो संकेत है कि संपर्क तनाव वोल्टाइक पाइल के लिए वैद्युतवाहक बल का स्रोत नहीं है।

वोल्टा के मूल पाइल मॉडल में कुछ तकनीकी खामियां थीं, उनमें से इलेक्ट्रोलाइट लीक होना और नमकीन पानी से लथपथ कपड़े को संपीड़ित करने वाली डिस्क के वजन के कारण शॉर्ट-सर्किट का कारण बनना शामिल था। विलियम क्रुइकशैंक (रसायनज्ञ) नामक स्कॉट्समैन ने तत्वों को ढेर में ढेर करने के बजाय बॉक्स में रखकर इस समस्या का समाधान किया। इसे गर्त बैटरी के नाम से जाना जाता था। वोल्टा ने स्वयं प्रकार का आविष्कार किया जिसमें नमक के घोल से भरे कपों की श्रृंखला शामिल थी, जो तरल में डूबे हुए धातु के चापों द्वारा साथ जुड़े हुए थे। इसे कप का ताज कहा जाता था। ये चाप दो अलग-अलग धातुओं (जैसे, जस्ता और तांबा) को साथ मिला कर बनाए गए थे। यह मॉडल उनके मूल पाइल्स से भी अधिक कुशल साबित हुआ, हालाँकि यह उतना लोकप्रिय साबित नहीं हुआ।

वोल्टा की बैटरियों के साथ और समस्या कम बैटरी जीवन (अधिकतम घंटे का मूल्य) थी, जो दो घटनाओं के कारण हुई थी। पहला यह था कि उत्पन्न धारा ने इलेक्ट्रोलाइट घोल को इलेक्ट्रोलाइज कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप तांबे पर हाइड्रोजन बुलबुले की फिल्म बन गई, जिससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध निरंतर  बढ़ गया (यह प्रभाव, जिसे ध्रुवीकरण कहा जाता है, आधुनिक कक्षाओं  में अतिरिक्त उपायों द्वारा प्रतिसाद दिया जाता है)। दूसरी घटना थी जिसे स्थानीय क्रिया कहा जाता था, जिसमें जिंक में अशुद्धियों के चारो ओर   छोटे-छोटे शॉर्ट-सर्किट बनते थे, जिससे जिंक ख़राब हो जाता था। बाद की समस्या 1835 में अंग्रेजी आविष्कारक विलियम स्टर्जन द्वारा हल की गई थी, जिन्होंने पाया कि मिश्रित जस्ता, जिसकी सतह को कुछ पारा (तत्व) के साथ इलाज किया गया था, स्थानीय कार्रवाई से ग्रस्त नहीं था। अपनी खामियों के बावजूद, वोल्टा की बैटरियां लेडेन जार की तुलना में अधिक स्थिर धारा प्रदान करती हैं, और अनेक   नए प्रयोगों और खोजों को संभव बनाती हैं, जैसे कि अंग्रेजी सर्जन एंथोनी कार्लिस्ले और अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम निकोलसन (रसायनज्ञ) द्वारा पानी का पहला इलेक्ट्रोलिसिस।

डैनियल सेल
जॉन फ्रेडरिक डेनियल नाम के रसायन विज्ञान के अंग्रेजी प्रोफेसर ने पहले इलेक्ट्रोलाइट द्वारा उत्पादित हाइड्रोजन का उपभोग करने के लिए दूसरे इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करके वाल्ट ाइक पाइल में हाइड्रोजन बुलबुले की समस्या को हल करने का तरीका खोजा। 1836 में, उन्होंने डेनियल सेल का आविष्कार किया, जिसमें कॉपर सल्फेट के घोल से भरा तांबे का बर्तन होता है, जिसमें सल्फ्यूरिक एसिड और जिंक इलेक्ट्रोड से भरा बिना शीशे वाला मिट्टी का कंटेनर डुबोया जाता है। मिट्टी के बर्तन का अवरोध छिद्रपूर्ण होता है, जो आयनों को गुजरने की अनुमति देता है लेकिन घोल को मिश्रण से बचाता है।

डेनियल सेल बैटरी (विद्युत) विकास के शुरुआती दिनों में इस्तेमाल की जाने वाली मौजूदा तकनीक की तुलना में बड़ा सुधार था और विद्युत का पहला व्यावहारिक स्रोत था। यह वोल्टाइक सेल की तुलना में अधिक लंबी और अधिक विश्वसनीय धारा प्रदान करता है। यह अधिक सुरक्षित और कम संक्षारक भी है। इसका ऑपरेटिंग वोल्टेज लगभग 1.1 वोल्ट है। यह जल्द ही उपयोग के लिए उद्योग मानक बन गया, खासकर नए टेलीग्राफ नेटवर्क के साथ।

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

पक्षी कोशिका
डेनियल सेल के संस्करण का आविष्कार 1837 में गाइज़ अस्पताल के चिकित्सक गोल्डिंग बर्ड द्वारा किया गया था, जिन्होंने समाधानों को अलग रखने के लिए प्लास्टर ओफ़ पेरिस बैरियर का उपयोग किया था। इस सेल के साथ बर्ड के प्रयोग विद्युत धातुकर्म के नए अनुशासन के लिए कुछ महत्वपूर्ण थे।

छिद्रपूर्ण पॉट कोशिका
डैनियल सेल के छिद्रपूर्ण पॉट संस्करण का आविष्कार 1838 में लिवरपूल उपकरण निर्माता जॉन डांसर द्वारा किया गया था। इसमें केंद्रीय जस्ता एनोड होता है जिसे जिंक सल्फेट समाधान वाले छिद्रपूर्ण मिट्टी के बर्तन में डुबोया जाता है। बदले में, छिद्रपूर्ण बर्तन को तांबे के डिब्बे में मौजूद कॉपर सल्फेट के घोल में डुबोया जाता है, जो कोशिका के कैथोड के रूप में कार्य करता है। छिद्रपूर्ण अवरोध का उपयोग आयनों को गुजरने की अनुमति देता है लेकिन समाधानों को मिश्रण से बचाता है।

गुरुत्वाकर्षण कोशिका
1860 के दशक में, कॉलॉड नाम के फ्रांसीसी व्यक्ति ने डेनियल सेल के प्रकार का आविष्कार किया जिसे गुरुत्वाकर्षण सेल कहा जाता है। इस सरल संस्करण ने झरझरा अवरोध को दूर कर दिया। इससे सिस्टम का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है और इस प्रकार, बैटरी अधिक मजबूत धारा उत्पन्न करती है। यह जल्द ही अमेरिकी और ब्रिटिश टेलीग्राफ नेटवर्क के लिए पसंदीदा बैटरी बन गई और 1950 के दशक तक इसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया।

ग्रेविटी सेल में ग्लास जार होता है, जिसमें नीचे कॉपर कैथोड होता है और रिम के नीचे जिंक एनोड लटका होता है। कॉपर सल्फेट क्रिस्टल कैथोड के चारों ओर बिखरे हुए हैं और फिर जार को आसुत जल से भर दिया जाता है। जैसे ही धारा खींचा जाता है, एनोड के चारों ओर शीर्ष पर जिंक सल्फेट घोल की परत बन जाती है। इस ऊपरी परत को इसके कम घनत्व और कोशिका की ध्रुवता के कारण निचली कॉपर सल्फेट परत से अलग रखा जाता है।

जिंक सल्फेट परत गहरे नीले कॉपर सल्फेट परत के विपरीत स्पष्ट है, जो तकनीशियन को नज़र से बैटरी जीवन को मापने की अनुमति देती है। दूसरी ओर, इस सेटअप का मतलब है कि बैटरी का उपयोग केवल स्थिर उपकरण में किया जा सकता है, अन्यथा समाधान मिश्रित या फैल जाएंगे। और नुकसान यह है कि दो समाधानों को प्रसार द्वारा मिश्रित होने से बचाने के लिए निरंतर धारा  खींचना पड़ता है, इसलिए यह रुक-रुक कर उपयोग के लिए अनुपयुक्त है।

पोग्गेंडॉर्फ सेल
जर्मन वैज्ञानिक जोहान क्रिश्चियन पोग्गेंडॉर्फ ने 1842 में झरझरा मिट्टी के बर्तन का उपयोग करके इलेक्ट्रोलाइट और डीपोलाइज़र को अलग करने की समस्याओं पर काबू पा लिया। पोगेंडोर्फ सेल में, जिसे 1859 के चारो ओर  यूजीन ग्रेनेट के कार्यों के कारण कभी-कभी ग्रेनेट सेल भी कहा जाता है, इलेक्ट्रोलाइट पतला सल्फ्यूरिक एसिड होता है और विध्रुवण क्रोमिक अम्ल है। दो एसिड शारीरिक रूप से साथ मिश्रित होते हैं, जिससे छिद्रपूर्ण पॉट खत्म हो जाता है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) दो कार्बन प्लेटें होती हैं, जिनके बीच जिंक प्लेट (नकारात्मक या एनोड) स्थित होती है। एसिड मिश्रण की जिंक के साथ प्रतिक्रिया करने की प्रवृत्ति के कारण, जिंक इलेक्ट्रोड को एसिड से मुक्त करने के लिए तंत्र प्रदान किया जाता है।

सेल 1.9 वोल्ट प्रदान करता है। यह अपने अपेक्षाकृत उच्च वोल्टेज के कारण अनेक  वर्षों तक प्रयोगकर्ताओं के बीच लोकप्रिय रहा; निरंतर  धारा  उत्पन्न करने की अधिक क्षमता और किसी भी धुएं की कमी, लेकिन इसके पतले कांच के घेरे की सापेक्ष नाजुकता और जब सेल उपयोग में नहीं होता है तो जिंक प्लेट को ऊपर उठाने की आवश्यकता के कारण अंततः यह पसंद से बाहर हो गया। कोशिका को 'क्रोमिक एसिड सेल' के रूप में भी जाना जाता था, लेकिन मुख्य रूप से 'बाइक्रोमेट सेल' के रूप में। यह बाद वाला नाम पोटेशियम डाइक्रोमेट में सल्फ्यूरिक एसिड जोड़कर क्रोमिक एसिड का उत्पादन करने की प्रथा से आया है, भले ही कोशिका में कोई डाइक्रोमेट न हो।

फुलर कोशिका का विकास पोग्गेंडॉर्फ कोशिका से हुआ था। यद्यपि रसायन शास्त्र मुख्य रूप से वही है, दो एसिड बार फिर छिद्रपूर्ण कंटेनर से अलग हो जाते हैं और जस्ता को पारा (तत्व) के साथ इलाज करके मिश्रण (रसायन शास्त्र) बनाया जाता है।

ग्रोव सेल
वेल्शमैन विलियम रॉबर्ट ग्रोव ने 1839 में ग्रोव सेल का आविष्कार किया था। इसमें सल्फ्यूरिक एसिड में डूबा हुआ जिंक एनोड और नाइट्रिक एसिड में डूबा हुआ प्लैटिनम कैथोड होता है, जो छिद्रपूर्ण मिट्टी के बर्तनों से अलग होता है। ग्रोव सेल डेनियल सेल की तुलना में उच्च धारा और लगभग दोगुना वोल्टेज प्रदान करता है, जिसने इसे कुछ समय के लिए अमेरिकी टेलीग्राफ नेटवर्क का पसंदीदा सेल बना दिया। हालाँकि, संचालित होने पर यह जहरीला नाइट्रिक ऑक्साइड धुआँ छोड़ता है। चार्ज कम होने पर वोल्टेज भी तेजी से गिरता है, जो टेलीग्राफ नेटवर्क के अधिक जटिल होने के कारण दायित्व बन गया है। प्लैटिनम पहले भी बहुत महंगा था और अब भी है।

डन सेल
अल्फ्रेड डन 1885, नाइट्रो-म्यूरिएटिक एसिड (aqua regis)-लोहा और कार्बन:

नए तत्व में पहले मामले में रोमांचक-तरल के रूप में ऐसे समाधानों का लाभकारी रूप से उपयोग किया जा सकता है, जिनमें संकेंद्रित स्थिति में महान विध्रुवण-शक्ति होती है, जो बढ़ी हुई कार्बन सतह के यांत्रिक समीचीन की आवश्यकता के बिना पूरे विध्रुवण को रासायनिक रूप से प्रभावित करती है। लोहे को सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में और रोमांचक-तरल नाइट्रो म्यूरिएटिक एसिड के रूप में उपयोग करना पसंद किया जाता है (aqua regis), म्यूरिएटिक और नाइट्रिक एसिड से युक्त मिश्रण। जैसा कि ऊपर बताया गया है, नाइट्रो-म्यूरिएटिक एसिड दोनों कक्षाओं को भरने का काम करता है। कार्बन-कक्षाओं  के लिए इसका उपयोग मजबूत या बहुत थोड़ा पतला किया जाता है, लेकिन अन्य कक्षाओं  के लिए यह बहुत पतला होता है, (लगभग एक-बीसवां, या अधिकतम एक-दसवां)। कोशिका में कार्बन और सांद्र नाइट्रो-म्यूरिएटिक एसिड और दूसरी कोशिका में लौह और पतला नाइट्रो-म्यूरिएटिक एसिड युक्त तत्व विद्युत तापदीप्त प्रकाश व्यवस्था के लिए नियोजित किए जाने पर कम से कम बीस घंटे तक स्थिर रहता है।

सीसा-अम्ल
इस बिंदु तक, सभी मौजूदा बैटरियां स्थायी रूप से समाप्त हो जाएंगी जब उनके सभी रासायनिक अभिकारक समाप्त हो जाएंगे। 1859 में, गैस्टन प्लांटे ने लेड-एसिड बैटरी का आविष्कार किया, यह पहली बैटरी थी जिसे इसके माध्यम से रिवर्स धारा प्रवाहित करके रिचार्ज किया जा सकता था। लेड-एसिड सेल में लेड एनोड और सीसा डाइऑक्साइड कैथोड सल्फ्यूरिक एसिड में डूबा हुआ होता है। दोनों इलेक्ट्रोड एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके लेड सल्फेट का उत्पादन करते हैं, लेकिन लेड एनोड पर प्रतिक्रिया इलेक्ट्रॉनों को छोड़ती है जबकि लेड डाइऑक्साइड पर प्रतिक्रिया उन्हें खपत करती है, जिससे धारा  उत्पन्न होता है। इन रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बैटरी के माध्यम से रिवर्स धारा  प्रवाहित करके उलटा किया जा सकता है, जिससे इसे रिचार्ज किया जा सकता है।

प्लांटे के पहले मॉडल में रबर की पट्टियों से अलग की गई और सर्पिल में लुढ़की हुई दो लीड शीट शामिल थीं। उनकी बैटरियों का उपयोग पहली बार किसी स्टेशन पर रुकते समय ट्रेन के डिब्बों में रोशनी जलाने के लिए किया गया था। 1881 में, केमिली अल्फोंस फॉरे ने उन्नत संस्करण का आविष्कार किया जिसमें लेड ग्रिड जाली होती है जिसमें लेड ऑक्साइड पेस्ट को दबाया जाता है, जिससे प्लेट बनती है। बेहतर प्रदर्शन के लिए एकाधिक प्लेटों को साथ रखा जा सकता है। इस डिज़ाइन का बड़े पैमाने पर उत्पादन करना आसान है।

अन्य बैटरियों की तुलना में, प्लांटे ऊर्जा की मात्रा के हिसाब से भारी और भारी है। हालाँकि, यह उछाल में उल्लेखनीय रूप से बड़ी धाराएँ उत्पन्न कर सकता है, क्योंकि इसमें बहुत कम आंतरिक प्रतिरोध है, जिसका अर्थ है कि ही बैटरी का उपयोग अनेक  सर्किटों को विद्युत देने के लिए किया जा सकता है।

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

आज कक्षाओं को प्राथमिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है यदि वे केवल तब तक धारा  उत्पन्न करती हैं जब तक कि उनके रासायनिक अभिकारक समाप्त नहीं हो जाते हैं, और माध्यमिक तब वर्गीकृत किया जाता है यदि सेल को रिचार्ज करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उलटा किया जा सकता है। लेड-एसिड कोशिका पहली द्वितीयक कोशिका थी।

लेक्लान्चे सेल
1866 में, जॉर्जेस लेकलेंच ने लेकलेंच सेल का आविष्कार किया जिसमें जिंक एनोड और मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड होता है जो झरझरा पदार्थ में लपेटा जाता है, जिसे अमोनियम क्लोराइड समाधान के जार में डुबोया जाता है। मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड में थोड़ा कार्बन भी मिश्रित होता है, जो चालकता और अवशोषण में सुधार करता है। इसने 1.4 वोल्ट का वोल्टेज प्रदान किया। इस सेल ने टेलीग्राफी, सिग्नलिंग और इलेक्ट्रिक बेल के काम में बहुत तेजी से सफलता हासिल की।

शुष्क सेल फॉर्म का उपयोग शुरुआती टेलीफोनों को विद्युत देने के लिए किया जाता था - आमतौर पर टेलीफोन लाइन से विद्युत खींचने से पहले बैटरी फिट करने के लिए आसन्न लकड़ी के बक्से से चिपकाया जाता था। लेकलेंच सेल बहुत लंबे समय तक निरंतर विद्युत धारा प्रदान नहीं कर सकता है। लंबी बातचीत में, बैटरी नष्ट हो जाती थी, जिससे बातचीत सुनाई नहीं देती थी। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेल में कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाएं आंतरिक प्रतिरोध को बढ़ाती हैं और इस प्रकार, वोल्टेज को कम करती हैं।

जिंक-कार्बन सेल, प्रथम शुष्क सेल
अनेक  प्रयोगकर्ताओं ने इलेक्ट्रोकेमिकल सेल के इलेक्ट्रोलाइट को उपयोग में अधिक सुविधाजनक बनाने के लिए इसे स्थिर करने की कोशिश की। 1812 का ज़ांबोनी पाइल उच्च-वोल्टेज सूखी बैटरी है लेकिन केवल मिनट की धारा देने में सक्षम है। सेल्यूलोज, चूरा, काता हुआ कांच, अदह फाइबर और जेलाटीन के साथ विभिन्न प्रयोग किए गए।

1886 में, कार्ल गैस्नर ने जर्मन पेटेंट प्राप्त किया लेक्लांच सेल के प्रकार पर, जिसे शुष्क सेल के रूप में जाना जाता है क्योंकि इसमें मुक्त तरल इलेक्ट्रोलाइट नहीं होता है। इसके बजाय, पेस्ट बनाने के लिए अमोनियम क्लोराइड को प्लास्टर ऑफ पेरिस के साथ मिलाया जाता है, जिसमें शेल्फ जीवन को 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 सील कर दिया जाता है, जो एनोड के रूप में भी काम करता है। नवंबर 1887 में उन्होंने प्राप्त किया उसी डिवाइस के लिए.

पिछली नम कक्षाओं के विपरीत, गैस्नर की सूखी कोशिका अधिक ठोस होती है, रखरखाव की आवश्यकता नहीं होती है, फैलती नहीं है और किसी भी दिशा में उपयोग की जा सकती है। यह 1.5 वोल्ट की क्षमता प्रदान करता है। पहला बड़े पैमाने पर उत्पादित मॉडल कोलंबिया ड्राई सेल था, जिसे पहली बार 1896 में नेशनल कार्बन कंपनी द्वारा विपणन किया गया था। एनसीसी ने प्लास्टर ऑफ पेरिस को कुंडलित गत्ता से बदलकर गैस्नर के मॉडल में सुधार किया, ऐसा नवाचार जिसने कैथोड के लिए अधिक जगह छोड़ दी और बैटरी को इकट्ठा करना आसान बना दिया। यह जनता के लिए पहली सुविधाजनक बैटरी थी और इसने पोर्टेबल विद्युत उपकरणों को व्यावहारिक बना दिया और सीधे टॉर्च के आविष्कार की ओर ले गई।

जिंक-कार्बन बैटरी (जैसा कि इसे जाना जाने लगा) आज भी निर्मित की जाती है।

समानांतर में, 1887 में विलियम हेलसेन ने अपना स्वयं का ड्राई सेल डिज़ाइन विकसित किया। यह दावा किया गया है कि हेलसेन का डिज़ाइन गैस्नर से पहले का था।

1887 में, जापान के साकिज़ो याई (:en:Senzo Yai|Senzo Yai) द्वारा ड्राई-बैटरी विकसित की गई, जिसे 1892 में पेटेंट कराया गया। 1893 में, साकिज़ो याई की ड्राई-बैटरी को विश्व के कोलंबियाई प्रदर्शनी में प्रदर्शित किया गया था और इसने काफी अंतरराष्ट्रीय ध्यान आकर्षित किया था।

NiCd, पहली क्षारीय बैटरी
1899 में, वाल्डेमर जुंगनर नामक स्वीडिश वैज्ञानिक ने निकल-कैडमियम बैटरी का आविष्कार किया, रिचार्जेबल बैटरी जिसमें पोटेशियम हाइड्रोक्साइड समाधान में निकल और कैडमियम इलेक्ट्रोड होते हैं; क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग करने वाली पहली बैटरी। 1910 में स्वीडन में इसका व्यावसायीकरण किया गया और 1946 में संयुक्त राज्य अमेरिका पहुंच गया। पहले मॉडल मजबूत थे और उनमें सीसा-एसिड बैटरियों की तुलना में काफी बेहतर ऊर्जा घनत्व था, लेकिन वे बहुत अधिक महंगे थे।

निकल-लोहा
फ़ाइल:थॉमस एडिसन का निकेल-iron batteries.jpg|thumb|एक्साइड ब्रांड के तहत 1972 और 1975 के बीच निर्मित निकेल-आयरन बैटरियां, मूल रूप से 1901 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित की गईं। वाल्डेमर जुंगनर ने 1899 में निकेल-आयरन बैटरी का पेटेंट कराया था, उसी वर्ष उनके नी-कैड बैटरी पेटेंट का भी पेटेंट कराया गया था, लेकिन उन्होंने इसे अपने कैडमियम समकक्ष से कमतर पाया और परिणामस्वरूप, इसे विकसित करने की कभी जहमत नहीं उठाई। चार्ज होने पर यह बहुत अधिक हाइड्रोजन गैस उत्पन्न करता था, जिसका अर्थ है कि इसे सील नहीं किया जा सकता था, और चार्जिंग प्रक्रिया कम कुशल थी (हालाँकि, यह सस्ती थी)।

पहले से ही प्रतिस्पर्धी लेड-एसिड बैटरी बाजार में लाभ कमाने का रास्ता देखते हुए, थॉमस एडीसन ने 1890 के दशक में क्षारीय आधारित बैटरी विकसित करने पर काम किया, जिस पर उन्हें पेटेंट मिल सकता था। एडिसन ने सोचा कि यदि वह हल्की और टिकाऊ बैटरी का उत्पादन करेंगे तो इलेक्ट्रिक कारें मानक बन जाएंगी, और उनकी कंपनी इसकी मुख्य बैटरी विक्रेता होगी। अनेक  प्रयोगों के बाद, और शायद जुंगनर के डिज़ाइन से उधार लेते हुए, उन्होंने 1901 में क्षारीय आधारित निकल-लौह बैटरी का पेटेंट कराया। हालाँकि, ग्राहकों ने पाया कि क्षारीय निकेल-आयरन बैटरी का उनका पहला मॉडल रिसाव के कारण कम बैटरी जीवन के लिए प्रवण था, और यह लेड-एसिड सेल से भी ज्यादा बेहतर प्रदर्शन नहीं कर पाया। हालाँकि एडिसन सात साल बाद अधिक विश्वसनीय और शक्तिशाली मॉडल तैयार करने में सक्षम था, इस समय तक सस्ती और विश्वसनीय मॉडल टी फोर्ड ने गैसोलीन इंजन वाली कारों को मानक बना दिया था। फिर भी, एडिसन की बैटरी ने अन्य अनुप्रयोगों में बड़ी सफलता हासिल की, जैसे कि इलेक्ट्रिक और डीजल-इलेक्ट्रिक रेल वाहन, रेलरोड क्रॉसिंग सिग्नल के लिए बैकअप पावर प्रदान करना, या खानों में उपयोग किए जाने वाले लैंप के लिए पावर प्रदान करना।

सामान्य क्षारीय बैटरियां
1950 के दशक के अंत तक, जिंक-कार्बन बैटरी लोकप्रिय प्राथमिक सेल बैटरी बनी रही, लेकिन इसकी अपेक्षाकृत कम बैटरी जीवन ने बिक्री में बाधा उत्पन्न की। यूनियन कार्बाइड के लिए काम करने वाले कनाडाई इंजीनियर लुईस उर्री को पहले ओंटारियो में नेशनल कार्बन कंपनी में और 1955 तक क्लीवलैंड, ओहियो में नेशनल कार्बन कंपनी पर्मा रिसर्च लेबोरेटरी में काम करने का काम सौंपा गया था। जिंक-कार्बन बैटरी। एडिसन के पहले के काम को आगे बढ़ाते हुए, यूर्री ने निर्णय लिया कि इसके बजाय क्षारीय बैटरियां अधिक संभावनाएं रखती हैं। उस समय तक, लंबे समय तक चलने वाली क्षारीय बैटरियां अव्यवहार्य रूप से महंगी थीं। यूर्री की बैटरी में मैंगनीज डाइऑक्साइड कैथोड और क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट के साथ पाउडर जस्ता एनोड होता है। पाउडरयुक्त जिंक का उपयोग करने से एनोड को अधिक सतह क्षेत्र मिलता है। इन बैटरियों को 1959 में बाज़ार में लाया गया था।

निकल-हाइड्रोजन और निकल धातु-हाइड्राइड
निकेल-हाइड्रोजन बैटरी ने वाणिज्यिक संचार उपग्रहों के लिए ऊर्जा-संचयन उपप्रणाली के रूप में बाजार में प्रवेश किया।

छोटे अनुप्रयोगों के लिए पहली उपभोक्ता ग्रेड निकेल-मेटल हाइड्राइड बैटरी (एनआईएमएच) 1989 में 1970 के दशक की निकेल-हाइड्रोजन बैटरी की भिन्नता के रूप में बाजार में दिखाई दी। NiMH बैटरियों का जीवनकाल NiCd बैटरियों की तुलना में अधिक होता है (और जैसे-जैसे निर्माता नए मिश्र धातुओं के साथ प्रयोग करते हैं, उनका जीवनकाल बढ़ता रहता है) और, चूंकि कैडमियम विषाक्त होता है, इसलिए NiMH बैटरियां पर्यावरण के लिए कम हानिकारक होती हैं।

लिथियम और लिथियम-आयन बैटरी
लिथियम सबसे कम घनत्व वाली और उच्चतम विद्युत रासायनिक क्षमता और ऊर्जा-से-भार अनुपात वाली धातु है। कम परमाणु भार और इसके आयनों का छोटा आकार भी इसके प्रसार को गति देता है, जिससे पता चलता है कि यह बैटरी के लिए आदर्श सामग्री होगी। लिथियम बैटरी के साथ प्रयोग 1912 में अमेरिकी भौतिक रसायनज्ञ गिल्बर्ट एन. लुईस के तहत शुरू हुआ, लेकिन 1970 के दशक तक लिथियम आयन बैटरी के रूप में वाणिज्यिक लिथियम बैटरी बाजार में नहीं आई। तीन वोल्ट लिथियम प्राथमिक सेल जैसे सीआर123ए प्रकार और तीन वोल्ट बटन सेल अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, खासकर कैमरों और बहुत छोटे उपकरणों में।

1980 के दशक में लिथियम बैटरी के संबंध में तीन महत्वपूर्ण विकास हुए। 1980 में, अमेरिकी रसायनज्ञ, जॉन बी. गुडइनफ़ ने LiCoO की खोज की2 (लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड) कैथोड (पॉजिटिव लेड) और मोरक्कन अनुसंधान वैज्ञानिक, रशीद का इरादा है ने ठोस इलेक्ट्रोलाइट के साथ ग्रेफाइट एनोड (नकारात्मक लेड) की खोज की। 1981 में, जापानी रसायनज्ञ टोकियो यामानोबे और शिज़ुकुनी और अन्य ने नवीन नैनो-कार्बोनियस-पीएएस (पॉलीसीन) की खोज की। और पाया कि यह पारंपरिक तरल इलेक्ट्रोलाइट में एनोड के लिए बहुत प्रभावी था। इसने 1985 में पहला लिथियम-आयन बैटरी प्रोटोटाइप बनाने के लिए असाही रसायन, जापान के अकीरा योशिनो द्वारा प्रबंधित शोध दल का नेतृत्व किया, जो लिथियम बैटरी का रिचार्जेबल और अधिक स्थिर संस्करण था; सोनी ने 1991 में लिथियम-आयन बैटरी का व्यवसायीकरण किया।

1997 में, सोनी और असाही कासी द्वारा लिथियम पॉलिमर बैटरी प्रवाहित की गई थी। ये बैटरियां अपने इलेक्ट्रोलाइट को तरल विलायक के बजाय ठोस बहुलक मिश्रित में रखती हैं, और इलेक्ट्रोड और विभाजक दूसरे से टुकड़े टुकड़े में होते हैं। बाद वाला अंतर बैटरी को कठोर धातु आवरण के बजाय लचीले आवरण में बंद करने की अनुमति देता है, जिसका अर्थ है कि ऐसी बैटरियों को किसी विशेष उपकरण में फिट होने के लिए विशेष रूप से आकार दिया जा सकता है। इस लाभ ने मोबाइल फोन और व्यक्तिगत डिजिटल सहायकों और रेडियो-नियंत्रित विमानों जैसे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइन में लिथियम पॉलिमर बैटरियों को बढ़ावा दिया है, क्योंकि ऐसी बैटरियां अधिक लचीली और कॉम्पैक्ट डिजाइन की अनुमति देती हैं। उनमें आम तौर पर सामान्य लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में कम ऊर्जा घनत्व होता है।

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

यह भी देखें

 * बगदाद बैटरी, एक कलाकृति जिसमें आधुनिक बैटरी के समान गुण हैं
 * स्मृति प्रभाव
 * वाणिज्यिक बैटरी प्रकारों की तुलना
 * इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का इतिहास
 * बैटरी आकारों की सूची
 * बैटरी प्रकारों की सूची
 * 2017 पीबीएस फिल्म सुपर बैटरी की खोज करें
 * बर्गेस बैटरी कंपनी

नोट्स और संदर्भ
श्रेणी:बैटरी (विद्युत)

श्रेणी:भौतिकी का इतिहास

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श्रेणी:प्रौद्योगिकी का इतिहास