باتري هاي قابل شارژ چگونه عمل مي كنند؟

باتري هاي قابل شارژ چگونه عمل مي كنند؟

باتري يك نوع مبدل انرژي شيميايي به الكتريكي مي باشد و به عنوان منبع ذخيره انرژي الكتريكي استفاده مي شود. ذخيره سازي اين امكان  را براي مصرف جريان متناوب فراهم مي سازد. در واقع باتري منبع مناسبي براي ذخيره سازي و استفاده مجدد برق مي باشد.

آشنايي با باتري هاي  قابل شارژ:

در حال حاضر توسعه ابزار الكترونيكي نظير گوشي هاي همراه و لب تاپ نياز به باتري هاي قابل شارژ افزايش داده است. استفاده از باتري هاي ليتيومي امروزه با توجه به عملكرد و بازدهي مطلوب نسبت به ساير باتري ها متقاضيان زيادي را به سمت خود جذب كرده است. اكنون تحقيقات زيادي در مورد توسعه الكترود ها و الكتروليت براي باتري هاي ليتيوم يون انجام گرفته است و با ورود مواد نانو در عرصه تكنولوژي مسير پيشرفت و طراحي باتري هاي نانو مواد همچنان ادامه دارد. اكنون استفاده از باتري هاي ليتيوم يون در اندازه هاي متفاوت براي مصارف مختلف صورت مي گيرد.

انواع باتري هاي قابل شارژ:

باتري هاي سرب اسيد:

در اين نوع باتري واكنش شيميايي جريان دارد و هر پيل ۲ ولت جريان ايجاد مي كند. اين باتري از صفحات نازك سرب و اكسيد سرب ساخته شده است كه بين صفحات  با فاصله  كمي درون محلول رقيق اسيد سولفوريك  قرار دارند و اين مجموعه درون يك محفظه پلاستيكي قرار مي گيرد. به اين محفظه پلاستيكي در اصطلاح سلول مي گويند. از اين باتري ها معمولا براي توليد  برق خودرو استفاده مي كنند.

باتري هاي نيكل كادميوم:

اين باتري ها نسبت به باتري هاي خشك قيمت بيشتري دارند.  معمولا اين باتري ها در اشكال و اندازه هاي مختلف با ولتاژ متفاوت توليد مي شود. از اين باتري ها در ابزار مختلف استفاده مي شوند بايد دانست كه باتري هاي نيكل كادميوم بايد هر هفته كاملا خالي از شارژ شده و مجددا شارژ شوند اما  در صورتي كه چند روز متوالي در حال شارژ باشند آسيب مي بينند.

لازم به ذكر است كه فلز كادميوم يك فلز كاملا سمي مي باشد.

 نيكل هيبريد فلز:

جريان خروجي اين باتري ها نسبت به نيكل كادميوم بيشتر مي باشد. به عنوان مثال  نوع قلمي باتري نيكل كادميوم ( MAh1200 ) در مقايسه با باتري قلمي نيكل هيبريد (MAh  ۴۸۰۰) جريان ايجاد مي كند. از اين باتري ها براي اتصال كوتاه  نبايد استفاده كرد  زيرا باعث گرم شدن و آسيب باتري مي شوند

ليتيم يون:

اين باتري ها معمولا براي تلفن همراه و لب تاپ  مورد استفاده قرار مي گيرند. بسيار حساس مي باشند و با كوچك ترين تغييرات ناگهاني مانند كاهش يا افزايش دما يا كشيده شدن جريان بيش از حد ممكن است به حالت انفجار در آيند.  در رابطه با اين باتري ها بايد دانست كه تا زماني كه صفحات دروني باتري دچار خوردگي نشود،  قابليت مصرف و شارژ شدن را دارند.

 باتري هاي پليمر ليتيم يون:

اين باتري ها با باتري ليتيم يون شباهت بسياري دارند و تفاوت اصلي آن نازك بودن اين نوع باتري ها مي باشد. از اين جهت بسيار سبك بوده و در اندازه هاي خيلي كوچك توليد مي شوند. در برابر شارژ بيش از حد و نشت مواد شيميايي مقاوم بوده و هزينه  توليد آن ها نسبت به باتري ليتيم يون گران  تر مي باشد. از اين باتري ها در وسايل الكترونيكي سبك و گران مانند گوشي تلفن همراه استفاده مي شود.

ولتاژ باتري هاي شارژي چيست؟

از مهم ترين پارامترها براي يك باتري ولتاژ آن مي باشد. به وسيله ولتاژ مي توانيم نسبت به كارايي باتري اطلاعات  لازم را بدست آوريم. به عنوان مثال يك وسيله الكترونيكي  ۱۲ ولت بايد يك باتري ۱۲ ولتي داشته باشد و مقدار بيشتر يا كمتر ولت جهت راه اندازي وسيله مناسب نمي باشد.

 ولتاژ چيست؟

ولتاژ با مفهوم اختلاف پتانسيل دو سر مثبت و منفي باتري  مي باشد كه اين مقدار عددي با علامت V و به شكل مستقيم مي باشد. اغلب باتري ها از سلول هاي كوچك تر ساخته شده اند كه با بستن آن ها به شكل سري يا موازي مي توانيم ولتاژ مورد نظر را فراهم كنيم.

امروزه باتري هاي ليتيومي باولتاژ نامي ۳٫۶ تا ۳٫۸ ولت  قابليت شارژ ۴٫۲ ولت را دارند. باتري هاي شارژي هرچه ميزان سلول هاي ( حجم) بيشتري داشته باشد ظرفيت نگهداري شارژ بيشتر و شارژ خروجي بيشتري خواهند داشت.

شركت ديوالت از نوعي باتري با نام فلكس ولت رونمايي كرد كه با توجه به ولتاژ مورد نياز ابزار الكتريكي مي تواند ولتاژ را تنظيم كند. به اين ترتيب باتري قابليت مصرف براي هر نوع ابزار الكتريكي كه ولتاژ كمتري دارند را نيز دارد.

 سلول هاي ۲۱۷۰۰، ۱۸۶۵۰ و ۲۰۷۰۰ براي باتري هاي شارژي:

باتري هاي شارژي از تركيب باتري هاي كوچك با نام سلول ايجاد شده اند اين سلول ها مانند باتري قلمي هستند كه در كنار يكديگر قرار مي گيرند و جريان و ولتاژ مورد نياز  براي ابزار الكتريكي را فراهم مي كنند. سه نوع سلول عمده براي ابزار شارژي با كدهاي ۱۸۶۵۰،۲۰۷۰۰ و ۲۱۷۰۰ معرفي شده اند. باتوجه به دو رقم ابتداي سمت چپ  مقدار قطر باتري و سه رقم آخر طول باتري بر حسب ميليمتر  تعيين مي شود.  بنابراين با توجه به قطر و طول باتري، مي توانيم مقدار حجم باتري استوانه اي را بر حسب متر مكعب بدست بياوريم. پس هرچه حجم باتري بيشتر باشد قابليت ذخيره سازي و نرخ جريان افزايش مي يابد.

ظرفيت باتري يعني چه و ارتباط ميان آمپر و آمپر ساعت در باتري شارژي چيست؟

بايد دانست آمپر و آمپر ساعت دو موضوع كاملا جداگانه مي باشند. آمپر ساعت ظرفيت باتري مي باشد و مي تواند مقدار انرژي كه در خود ذخيره كند را نمايش دهد. آمپر ساعت هيچ ارتباطي با اندازه جريان وارد شده به دستگاه ندارد. بنابراين يك باتري به عنوان مثال مي تواند ۲ آمپر ساعت باشد، با اين حال قادر است يك بار ۴ آمپري را نيز تغذيه نمايد. مي توان گفت واحد آمپر ساعت يك مقياس جهت نمايش دادن عمر باتري در هر مرتبه شارژ مي باشد و رابطه اي با جريان مصرفي ابزار ندارد.

 چه عاملي باعث  داغ شدن باتري شارژي مي شود؟

معمولا در دنياي الكترونيك باتري تحت عنوان يك منبع تغذيه با يك مقاومت كوچك در مدار نشان داده مي شود. بنابراين باتري مقداري مقاومت داخلي در حدود ۲۵ اهم دارد كه با واحد اهم در ديتا شيت هاي باتري ها نمايش داده مي شود.

وقتي دستگاه نياز به توان بيشتر داشته باشد جريان بيشتري از باتري خواهد كشيد و هرچه جريان بيشتر باشد مقداري ازمقاومت دروني تبديل به گرما شده و تلف مي شود. به عنوان مثال اگر جرياني كه از باتري عبور مي كند ۳ برابر شود مقدار حرارت ايجاد شده در باتري ۹ برابر مي شود كه اين حرارت بر كيفيت باتري تاثير مي گذارد.

بايد دانست كه دما اثر نامطلوبي بر روي اندازه ولتاژ و ظرفيت ذخيره سازي باتري هاي شارژي مي گذارد. همچنين اگر از وسيله الكترونيكي شارژي براي مدت طولاني استفاده نشود مقداري از شارژ آن كاهش مي يابد كه اين كاهش ظرفيت با شارژ مجدد دوباره بر مي گردد كه به شكل دائمي نخواهد بود.

مطالب مرتبط:

• آشنايي با رئو ستا و چه تفاوتي با پتانسيومتر دارد؟
• استفاده از انرژي هاي تجديدپذير براي توليد برق
• قبل از خريد لوازم جانبي موبايل چه نكاتي را بايد در نظر بگيريم؟