تکنولوژی ساخت انواع باتری‌ها

امروزه فناوری های بسیاری در ساخت باتری های مختلف در دسترس هستند که تفاوت این فناوری ها برحسب تغییر در شیمی و ساختار باتری‌هاست. این فناوری ها به منظور ارتقاء هر چه بیشتر باتری ها و کاربردهای مختلف و استفاده های گوناگون از باتری‌هاست. به کار بردن فناوری هایی که منجر به افزایش هرچه بیشتر طول عمر باتری ها، افزایش ماندگاری و همچنین مدت زمان استفاده از باتری ها میشوند.

تکنولوژی باتری

تکنولوژی باتری

اغلب هنگام صحبت کردن در مورد باتری ها از چند اصطلاح غالب استفاده می شود:

ظرفیت (Capacity): ظرفیت میزان نیرویی که یک باتری خاص می تواند در خود ذخیره کند و دارای مقادیر مختلفی است. هنگامی که یک باتری به طور کامل شارژ می شود، ظرفیت، میزان توان موجود در آن است. باتری هایی که از یک نوع هستند اغلب با میزان توان تولیدیشان در طول زمان امتیاز داده می شوند. به عنوان مثال ، باتری های ۱۰۰۰mAh (میلی آمپر ساعت) و ۲۰۰۰ mAh وجود دارند.

ولتاژ اسمی (Nominal Cell Voltage): متوسط ولتاژ خروجی یک سلول هنگام شارژ. ولتاژ یک باتری به واکنش شیمیایی در آن بستگی دارد. یک باتری ماشین  از نوع سربی اسیدی ۱۲ ولت ولتاژ تولید می کند و یک باتری لیتیومی ۳ ولت تولید می کند.

کلمه کلیدی و قابل توجه کلمه “اسمی” است؛ ولتاژ واقعی باتری به مرور زمان و با تخلیه آن کاهش می یابد. به طور مثال یک باتری فول شارژ LiPo حدود ۴٫۲۳ ولتاژ تولید می کند، در حالی که هنگام تخلیه ولتاژ آن ممکن است نزدیک به ۲٫۷ ولت برسد.

شکل (Shape): باتری ها در اندازه ها و شکل های بسیاری عرضه می شوند. اصطلاح AA به شکل و سبک خاصی از سلول اشاره داردکه دارای تنوع زیادی هستند.

تکنولوژی باتری

معنی باتری اولیه و ثانویه

باتری اولیه (Primary) یا ثانویه (Secondary)– باتری های اولیه یا اصلی به معنی یکبار مصرف هستند. این باتری ها پس از تخلیه کامل سلول های اولیه قابل شارژ مجدد نیستند. باتری های ثانویه هم به عنوان باتری های قابل شارژ شناخته شده اند. این باتری ها به یک منبع تغذیه برای شارژ شدن مجدد نیاز دارند و به این طریق می توانند بارها و بارها به طور کامل شارژ و تخلیه شوند. به طور کلی شارژ باتری های اولیه دیرتر از ثانویه ها تخلیه میشود که این مهم باعث ماندگاری بیشتر این باتری ها میشود و از نظر اقتصادی هم با در نظر گرفتن بازه ی زمانی این باتری ها هزینه کمتری دارند.

شکل باتری شیمی باتری ولتاژ اسمی (ولت) قابلیت شارژ مجدد
AA, AAA, C, D آلکالین یا کربن-زینک ۱٫۵V خیر
۹V آلکالین یا کربن-زینک ۹V خیر
باتری سکه ای (Coin Cell) لیتیومی ۳V خیر
پک نقره ای تخت (Silver Flat Pack) لیتیوم پلیمری (LiPo) ۳٫۷V بله
AA, AAA, C, D (قابل شارژ) نیکل کادمیوم یا نیکل هیدرید ۱٫۲V بله
باتری ماشین لید اسید شش سلولی ۱۲٫۶V بله

چگالی انرژی (Energy Density): با توجه به ظرفیت، شکل و اندازه یک باتری چگالی انرژی آن را میتوان محاسبه کرد. میتوان گفت فناوری های مختلف در باتری ها باعث ایجاد تراکم های مختلفی می شوند به عنوان مثال ، باتری های لیتیومی به طور معمول دارای مقدار بیشتری Juice Pack بوده و نسبت به باتری های قلیایی یا سکه ای مدت زمان بیشتری شارژ دارند.

میزان تخلیه داخلی (Internal Discharge Rate): پیش آمده است بخواهید از خودرویی که حدود ۶ ماه از آن استفاده نکرده اید مجددا استفاده نمایید؟ در این حالت به دلیل عدم استفاده از باتری تخلیه شده است. در اصطلاح به میزان تخلیه باتری با گذشت زمان، میزان تخلیه داخلی گفته می شود.

ایمنی (Safety): از آنجایی که باتری ها محل ذخیره سازی برق و یا توان هستند، اساسا مواد منفجره ای بسیار کوچکی هستند که برای جلوگیری از خطر و صدمه دیدن کاربران، باید تا حد امکان ایمن طراحی شوند. طراحی بیشتر فناوری های امروزی در ساخت باتری ها با این هدف است که در صورت استفاده نادرست از یک باتری قلیایی تخلیه آن به صورت کاملا ایمن اتفاق بیافتد و برفرض باتری در اثر استفاده بیش از حد و گرما دچار انفجار نشود. بیشتر باتری های لیتیوم پلیمر دارای مدارهای ایمنی داخلی هستند که از صدمه دیدن باتری در اثر استفاده نا ایمن از آن جلوگیری می کنند.

باتری لیتیوم پلیمر

باتری لیتیوم پلیمری

باتری لیتیوم پلیمری (که به اختصار LiPo) گفته میشود در طیف وسیعی از لوازم الکترونیکی بکار میرود. این باتری ها دارای بالاترین چگالی نسبت به سایر باتری های موجود در بازار هستند و با شارژر مخصوص به خود باید شارژ شوند به همین خاطر هنگام شارژ یک باتری لیتیوم پلیمری حتما از شارژر مناسب استفاده نمایید. لازم به ذکر است ظرفیت هر باتری به میزان مصرف کاربر، محدودیت اندازه و سایر عوامل بستگی دارد.

یک باتری LiPo ولتاژ اسمی ۳٫۷ ولت دارد. هنگامی که این باتری ها به طور کامل شارژ شوند، تقریباً ولتاژ ۴٫۳ ولت را روی سلول میتوان مشاهده کرد اما به سرعت در اثر استفاده به ۳٫۷ ولت کاهش می یابد. هنگام تخلیه هم باتری ولتاژی در حدود ۳ ولت خواهد داشت. گفتنی است در صورتی که به ۵ ولت جریان نیاز دارید میتوانید با ترکیب دو باتری LiPos به صورت سری ولتاژی حدود ۷٫۴ ولت بدست آورید که با تنظیم و پایین آمدن ولتاژ روی ۵ تنظیم میشود. لازم به ذکر است کابل اتصال اکثر باتری های LiPo دارای ۲ پین اتصال است.

باتری نیکل– هیدرید فلز

باتری‌های نیکل- هیدرید فلز (Nickel–metal hydride battery) (به طور مخفف NiMH یا Ni–MH) از باتری‌های قابل شارژ هستند که بسیار شبیه باتری‌های نیکل-کادمیمی (NiCd) هستند. در باتری‌های نیکل-هیدرید فلز، الکترود مثبت از جنس نیکل اکسی هیدروکسید و الکترود منفی از جنس آلیاژ جذب‌کننده هیدروژن است. البته این باتری ها در مقایسه با باتری های نیکل-کادمیم، دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری دارند و در سال ۱۹۸۹ میلادی به صورت تجاری به بازار عرضه شد.

تکنولوژی باتری

باتری‌های سکه‌ای Coin Cell

باتری‌های سکه‌ای معروف به باتری‌های دکمه‌ای و باتری ساعت گونه‌ای از پیل‌های گالوانی هستند که به شکل یک سیلندر با قطر ۵ تا ۲۰ میلی متر و ارتفاع ۱ تا ۶ میلی متر ساخته می‌شوند و در این باتری‌ها پایانه‌های مثبت و منفی باتری در دو وجه بالا و پایین قرار دارند.  به دلیل قیمت پایین این باتری ها در صورت مصرف زیاد میتوانید آن ها را به صورت عمده ای خریداری کنید. این باتری ها برای وسایل برقی کوچک و قابل حمل بسیار مناسبند. این نوع باتری ها را می توانید در ریموت کنترل ، شمع های الکترونیکی الکترونیکی و تعداد زیادی دستگاه کوچک یکبار مصرف مخفی کنید.

باتری آلکالاین Alkaline

همه ما با این نوع باتری یکبار مصرف بزرگ شده ایم. این باتری ها چندین دهه است که در بازار وجود دارند و میتوانیم آنها را در همه جا پیدا کنیم. تعداد قابل ملاحظه ای نگهدارنده باتری و لوازم جانبی برای باتری های AA و ۹V نیز وجود دارد. باتریهای آلکالاین یا باتری های قلیایی نوعی باتری هستند که به‌طور عمده عملکردشان در اثر واکنش میان روی و دی‌اکسید منگنز است. این باتری ها با وجود ارزان قیمت و ایمن بودن و همچنین قابلیت دسترسی راحت، متاسفانه قابل شارژ نیستند. البته گفتنی است نوع دیگری از این باتری، قابل شارژ قلیایی است که امکان شارژ و استفاده مجدد از آن‌ها وجود دارد. ماهیت قلیایی این باتری ها باعث می شود ایمن و بی خطر باشند.

باتری آلکالاین

باتری های آلکالاین چهار تا شش برابر ظرفیت بیشتری نسبت به باتری‌های معمولی دارند و همچنین دارای جریان دهی بالا و امکان دشارژ مستمر هستند. با وجود اینکه قیمت باتری آلکالاین تا حدودی بیشتر از باتری معمولی است ولی با توجه به سرویس دهی بیشتر، باتری آلکالاین در واحد زمان از هزینهٔ کمتری برخوردار است.

AA و AAA ها رایج ترین باتری های قلیایی هستند و به صورت اسمی ۱٫۲V ولتاژ تولید می کنند (اما برای اولین بار در حدود ۱٫۵ ولت هستند). از آنجا که AA ها ۱٫۲ ولت دارند ، برای اجرای سیستم ۳٫۳V یا ۵V خود ، باید آنها را در بسته های ۳ یا ۴ ترکیب کنید.

باتری ۹ ولت دارای یک کابل اتصال است که به راحتی قابل حمل و جابجایی است، اما انتظار نداشته باشید که این نوع باتری خیلی طولانی عمر کند! در حالی که از ۹ ولت استفاده می کند، ظرفیت باتری ۹ ولت بسیار کم است.

گوشی جانبی اینستاگرام

همچنین ببینید

درباره شرکت نوکیا و تاریخچه آن

درباره شرکت نوکیا و تاریخچه آن

شرکت فنلاندی نوکیا نامی آشنا با بیش از ۱/۵ قرن تاریخچه است و یکی از …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *