در مورد باتری های قابل شارژ بیشتر بدانیم
چکیده
در مورد باتری هاب قابل شارژ بیشتر بدانیم باتری های قابل شارژ در سالهای اخیر از موارد بسیار رایجی برای استفاده تبدیل شده اند. از آنها میتوانیم به عنوان نوآوری های باشکوه یاد کنیم. باتری های قابل شارژ یکی از بخش های حیاتی دریل های شارژی و ابزار شارژ هستند.
در مورد باتری هاب قابل شارژ بیشتر بدانیم
باتری های قابل شارژ در سالهای اخیر از موارد بسیار رایجی برای استفاده تبدیل شده اند. از آنها میتوانیم به عنوان نوآوری های باشکوه یاد کنیم. باتری های قابل شارژ یکی از بخش های حیاتی دریل های شارژی و ابزار شارژ هستند. دستگاهی که انرژی شیمیایی را به الکتریکی تبدیل میکند و در خود ذخیره میکند. باتری ها در طول تاریخ تغییرات گسترده ای داشته اند. اولین نمونه از باتری توسط لوئیجی گالوانی، پزشک ایتالیایی که به شکلی ناخواسته متوجه شد که در زمان تماس ماهیچه ها با دو فلز مختلف، ماهیچه ها منقبض میشوند، چهار چوبی را برای ساخت باتری های مدرن در سال 1780 ایجاد کرد. گالوانی به صورت تصادفی آزمایش پای قورباغه خود را سلول گالوانیکی ایجاد کرد. این باتری شامل مداری با ترکیب دو الکترود جداگانه(دو فلز) با یک الکترولیت(آب موجود در پای قورباغه) ایجاد شد.. الکساندر ولتا، ستون ولتا را در سال 1800 بر اساس این درک ایجاد کرد.در یک پیکر بندی ساندویچی، بسیاری از سلول های گالوانیکی روی هم قرار گرفتند. هر سلول از یک ورق روی و یک دیسک مقوایی آغشته به نمک تشکیل شده بود. یک مدار الکتریکی توسط یک سیم در جریان اتصال با بالاترین و پایین ترین سلول ها با یک یکدیگر میباشد.هر چه ولتاژ الکتریکی بالاتر باشد، ستون سلول های بیشتری داشت. واین نوع باتری ها پیشتاز باتری های قابل شارژ امروزی بودند.
مکانیسم باتری های قابل شارژ چیست؟
یک باتری معمولی از دو فلز دارای ترکیبی با پتانسیل شیمیایی متمایز تشکیل شده است که توسط یک عایق متخلخل از هم جدا میشوند. هنگامی که الکترون ها اجازه حرکت از طریق دستگاه خارجی متصل را دارند، پتانسیل شیمیایی انرژی موجود در اتم ها و پیوندهای ترکیب است که متعاقبا به الکترون متحرک داده میشود. الکترولیت یک مایع رسانا مانند نمک و آب است که برای انتقال یون های محلول از یک فلز به فلز دیگر در طول واکنش استفاده میشود. آند فلزی است که در زمان تخلیه، الکترون های خود را از دست میدهد، در حالی که کاتد فلز یا ترکیبی است که الکترون ها را جذب میکند. باتری های قابل شارژ با عبور الکترون ها از آند به کاتد از طریق اتصال خارجی تغذیه میشوند.
اصطلاحات فنی که در زمان استفاده از باتری های قابل شارژ باید بدانید.
اصطلاحات مشخصی وجود دارد که ویژگی های باتری های قابل شارژ را مشخص میکند که عبارتند از جریان بر حسب آمپر، ولتاژ باتری، ولتاژ شارژ باتری، مقدار جریان مورد نیاز برای شارژ، جریان تخلیه باتری، ماندگاری باتری و طول عمر چرخه باتری.
- ولتاژ
اصطلاح ولتاژ باتری به تفاوت پتانسیل الکتریکی بین پایانه های مثبت و منفی باتری اشاره دارد. اختلاف پتانسیل الکتریکی تفاوت شارژ بین دو نقطه است. در این مورد دو قطب یک باتری های قابل شارژ، یکی بار مثبت و دیگری بار منفی. بار منفی به این معنی است که مقدار زیادی از ذرات باردار منفی یا الکترون های روی خروجی وجود دارد، در حالی که یک پایانه با بار مثبت فاقد این الکترون ها است.
- ولتاژ باتری
ظرفیت برق، ظرفیت شارژ باتری بر حسب آمپر ساعت اندازه گیری میشود. از نظر تئوری میتوانیم 60 دقیقه قبل از تخلیه باتری 5 آمپر را به طور مداوم تخلیه کنیم. این مورد در شرایط ایده آل است:دمای مطلوب، بدون لرزش و قدرت ثابت. از آنجایی که شما هرگز به آن شرایط عالی در دنیای واقعی نمیرسید، این شرایط را شرایط ایده ال مینامیم.آمپر ساعت را به عنوان معیاری برای تعیین اینکه آیا یک باتری میتواند شارژ بیشتر از باتری دیگر داشته باشد در نظر میگیرند. ممکن است با ضرب جریان در زمان تخلیه، امتیاز آمپر ساعت باتری را به دست آوریم. یا سطح انرژی باتری را تعیین کنیم.
- ماندگاری
ممکن است مواردی وجود داشته باشد که باتری ها برای مدت طولانی بیکار باشند، به ویژه در فروشگاهها. بنابراین ماندگاری به مدت زمانی اشاره دارد که ممکن است یک باتری برای مدت زمان مشخصی شارژ شود و از آن استفاده شود. در باتری های غیر قابل شارژ زمان ماندگاری شارژ باتری بیشتر است. اما مزیت باتری های قابل شارژ این است که اگر شارژ آنها کاهش پیدا کند میتوانیم آنها را دوباره شارژ کنیم.
- عمر چرخه
اگر باتری کاملا شارژ شود و متعاقبا تا 80 درصد ظرفیت آن تخلیه شود. باتری یک چرخه کامل را طی کرده است. عمر چرخه باتری با تعداد چرخه هایی که میتواند شارژ و دشارژ شود بهبود مییابد.با این حال اگر باتری پس از شارژ کامل در ابتدا تا 40 درصد از ظرفیت واقعی خود تخلیه شود، نمیتوان آن را عمر چرخه نامید.
مزایا و معایب انواعباتری های قابل شارژ
باتری های قابل شارژ به عنوان باتری های ثانویه شناخته میشوند و میتوان از آنها به صورت مجدد استفاده کرد. اگر چه گران هستند اما توانایی شارژ دوباره آنها و عمر طولانی آنها از مزیت های آنها به شما میرود.
- باتری های سرب اسیدی و مزایا و معایب آنها
این نمونه از باتری های قابل شارژ از سرب اسید ساخته شده اند که ماده ای نسبتا ارزان است و برای تامین انرژی سیستم روشنایی در خودروها و کامیون استفاده میشود. چرا که اندازه و فضا و وزن در این نمونه مهم نیست. ولتاژ اسمی آنها از 2 ولت تا 24 ولت متغیر است و محبوب ترین نوع آن باتری های 2 ولت، 6 ولت، 12 ولت و 24 ولت است. دارای چگالی 7 وات ساعت بر کیلوگرم است. کاربردهای متداول آن برای اتومبیل ها، یو پی اس، ربات ها، ماشین آلات سنگین میباشد.
فواید:
- مقرون به صرفه است
- به راحتی شارژ میشود
- قابلیت های خروجی بالایی دارد
مضرات:
- بسیار سنگین است
- فضای زیادی را اشغال میکند
- چگالی توانی پایینی دارد
- باتری های نیکل کادمیوم
در سال 1899 یک دانشمند سوئدی اولین باتری نیکل کادمیوم را در جهان اختراع کرد. نیازی به گفتن نیست که از آن زمان تاکنون تغییرات زیادی صورت گرفته است. یک صفحه الکترود مثبت اکسید نیکل- هیدروکسید، یک صفحه الکترود منفی کادمیوم، یک جدا کننده و یک الکترولیت هیدروکسید پتاسیم یک باتری معمولی را تشکیل میدهند.
مزایا:
- تعداد زیاد چرخه شارژ و دشارژ
اگر به درستی نگهداری شود، باتری نیکل کادمیوم ممکن است بیش از 1000 چرخه شارژ یا دشارژ را ارائه دهد.
- عملکرد استثنایی
امکان شارژ مجدد در دماهای بسیار پایین را فراهم میکند
- ماندگاری طولانی در هر سطح شارژ
- ذخیره سازی و حمل و نقل ساده
اکثر شرکت های حمل و نقل هوایی نیکل کادمیوم را برای نیازهای خاص خود استفاده میکنند
- عملکرد استثنایی در دماهای پایین
- بادوام
- مقرون به صرفه
- تولید شده در انواع اندازه و سایز مختلف
معایب:
- اکثر باتری های قابل شارژ نیکل کادمیوم چگالی انرژی پایینی در مقایسه با نمونه های مدرن دارند
- برای محیط زیست خطرناک هستند
در برخی از کشورها استفاده از آنها محدود شده است
سریع تخلیه میشوند و نیاز به شارژ مجدد دارند.
- باتری نیکل- فلز هیدرید
این باتری های قابل شارژ اختراعات جدیدی هستند. در سال 1967 در مرکز تحقیقاتی ژنوا تحقیق در مورد تولید آن آغاز شد و در سال 1987 به پایان رسید. یک صفحه الکترود مثبت نیکل هیدروکسید، یک صفحه الکترود منفی یون هیدروژن، یک الکترود منفی یون هیدروژن، یک جدا کننده و یک الکترولیت قلیایی مانند هیدروکسید پتاسیم ترکیبات شیمیایی این باتری ها را تشکیل میدهند. متداولترین مصرف آنها در باتری خودرو و تجهیزات پزشکی، پیجرها، تلفن همراه، دوربین فیلمبرداری، دوربین های دیجیتال مسواک برقی و سایر محصولات مصرفی ارزان قیمت است.
مزایا:
- تقریبا 30-40 درصد بیشتر از باتری نیکل کادمیوم انرژی دارند
- سریع تخلیه نمیشوند
- ذخیره سازی و حمل و نقل راحتی دارند
- سازگار با محیط زیست هستند
- بازیافت آنها سودآور است
معایب:
- عمر مفید محدودی دارند
پس از 200 تا 300 چرخه عمیق کاری در جریان های بالای بار عملکرد آنها کاهش مییابد
- جریان تخلیه کمی دارند
- به یک الگوریتم شارژ پیچیده نیاز دارند
- قابلیت خود تخلیه ای بالایی دارند
- در دمای بالا عملکرد آنها کاهش پیدا میکند
- نیاز به تعمیر و نگهداری زیادی دارند
- گران تر از نمونه های دیگر باتری هستند
- باتری های قابل شارژ لیتیوم یا لیتیوم یون
مهمترین تفاوت بین باتری های لیتیومی و باتری های لیتیوم یونی در یکبار مصرف بودن آنها است. ممکن است بتوان از این باتری ها دوباره استفاده کرد زیرا قابل شارژ هستند و میتوانند بارها و بارها شارژ شوند. باتری های لیتیومی در حالی که در قفسه های بدون استفاده قرار میگیرند میتوانند 10 تا 12 سال دوام بیاورند. در حالی که هنوز شارژ دارند. اما نمونه های لیتیوم یونی فقط 2 تا 3 سال عمر میکنند. ممکن است متوجه نباشید که این دو نوع باتری لیتیومی تنها باتری های موجود نیستند. با وجودی اینکه باتری های لیتیوم یونی برتر به نظر میرسند اما باتری های قابل شارژ لیتیومی چند ویژگی خاص دیگر دارند، به این معنی که میتوانند شارژ بیشتری نسبت به اندازه خود حفظ کنند. حتی اگر این تنها شارژی باشد که تا به حال دارند. با یک بار شارژ باتری های لیتیومی میتوانند انرژی را تامین کنند. به همین دلیل است که خرید باتری های لیتیومی به صرفه تر از لیتیوم یونی است.
مزایا و معایب باتری لیتیوم یونی:
- چگالی انرژی بالایی دارد
- با تخلیه کامل به راحتی شارژ میشوند و شارژ کاذب ندارند
- میتواند چندین چرخه شارژ و دشارژ را تحمل کند
- میتواند شارژ خود را حفظ کند
از معایب آن میتوانیم به موارد زیر اشاره کنیم:
- در زمان تخلیه کامل نمیتوانیم آن را دوباره شارژ کنیم
- قیمت مناسبی دارد
- اگر آسیب ببیند ممکن است آتش بگیرد.
کاربرد باتری های قابل شارژ لیتیوم یونی بسیار گسترده است. با اتصال چند باتری از آنها میتوانید یک مدار برای تامین انرژی بیشتر ایجاد کنید. مانند خودروهای الکتریکی، موثرتر و کارآمدتر هستند. ابزارهای برقی مثل مته های شارژی، سنباده ها و طیف وسیعی از ابزارهای باغبانی مانند قیچی ها و قیچی های پرچین همگی باتری لیتیوم یونی هستند. دستگاههای قابل حمل مانند تلفن های همراه و تلفن های هوشمند، رایانه ها و تبلت ها و دوربین های دیجیتال و دوربین فیلمبرداری وسیگارهای الکترونیکی و کنسول های بازی قابل حمل و نقل تنها تعدادی از آنها هستند. وسایل نقلیه الکتریکی در خودروهای برقی، وسایل نقلیه هیبریدی و موتور سیکلت ها و دوچرخه های برقی و صندلی های چرخ دار از باتری های قابل شارژ استفاده میکنند. مدل های رادیویی کنترل شده، هواپیماها و مریخ نوردها از این نوع باتری استفاده میکنند. باتری های دریل های شارژی از این نمونه باتری های قابل شارژ است. انتخاب نوع باتری به نوع ابزاری که از آن استفاده میکنید بستگی دارد.
شما میتوانید با خواندن مقاله زیر در مورد باتری ابزار شارژی و استفاده آنها اطلاعات بیشتری کسب کنید.