با توجه به فراگیر شدن ابزارهای شارژی و کاربرد روز افزون آنها، داشتن اطلاعات کافی برای استفاده از این محصولات و متعلقات مرتبط با آنها به امری ضروری تبدیل شده است. ما در این مقاله تلاش می کنیم اطلاعات بیشتری در مورد ساختار، ویژگی ها و بهترین شیوه استفاده از باتری های شارژی در اختیار شما قرار دهیم.
ا سال 1960 میلادی فقط یک نوع باتری قابل اعتماد وجود داشت که از نوع سرب-اسید(1) بود. بدلیل سنگین بودن سرب این باتری وزن زیادی داشت و بدلیل مایع بودن الکترولیت آن، باید بروش خاصی انبارش می شد. باتری های نیکل-کادمیوم(2) (NiCd) حدود 100 سال پیش اختراع شدند از دهه 60 میلادی استفاده از آنها افزایش یافت اما تا سال 1980 طول کشید تا این باتری ها به آن عملکردی رسیدند تا در ابزارهای برقی قابل استفاده باشند. بدلیل اینکه در باتری های نیکل – کادمیوم از موادی استفاده می شود که برای محیط زیست مضر هستند، باتری های نیکل-متال-هایدرید(3) (NiMH) که ضرر کمتری به محیط زیست وارد می کنند، تولید شدند و مورد استفاده قرار گرفتند. پس از سال 2000 بود که باتری های لیتیوم آیون(4) (Li-lon) به بازار آمدند و تحول عظیمی در بازار ابزارهای شارژی ایجاد کردند.
قبل از اینکه بحث در رابطه با باتری ها را شروع کنیم بهتر است ابتدا توضیحی در مورد ساختار یک سلول باتری (5) و سپس ولتاژ و ظرفیت آن بدهیم.
یک سلول باتری از قسمت های مختلفی تشکیل شده است. که در شکل (1) آنها را مشاهده می کنید. مهمترین قسمت های آن عبارتند از:
بدنه(6): یک استوانه فلزی است که الکترود، جدا کننده و الکترولیت درون آن قرار دارند و البته بدنه نقش قطب منفی را هم دارد. (آیتم 7شکل1)
الکترودها(7): الکترودها همراه با جدا کننده بصورت یک رول هستند.
جداکننده(8): یک نوار ایزوله کننده میان الکترودهاست. (آیتم4 شکل1)
الکترولیت(9): واسطه ای است که واکنش الکتروشیمیایی میان الکترودها را امکان پذیر می سازد. (آیتم6 شکل1)
قطب ها: قطب ها ارتباط الکترودها را با خارج از باتری برقرار می سازند. در درون سلول الکترود منفی (آیتم5 شکل1) به بدنه سلول متصل است که قطب منفی را می سازد و الکترود مثبت (آیتم3 شکل1) به درب سلول که بالای آن است (آیتم1 شکل1) متصل است که قطب مثبت را می سازد.
ولتاژ: واحد اندازه گیری پتانسیل الکتریکی است. هر چه ولتاژ یک باتری بیشتر باشد سلول های بیشتری نیاز دارد و هر چه سلول های باتری بیشتر باشد اندازه و وزن آن بیشتر خواهد بود.
آمپر ساعت: واحد اندازه گیری ظرفیت باتری است. ظرفیت یک باتری نشان دهنده توانایی ذخیره سازی آن است. در صورتی که ظرفیت باتری یک آمپر ساعت باشد می تواند جریانی برابر یک آمپر را در مدت یک ساعت ارائه نماید. هر چه ولتاژ باتری بیشتر باشد ابزار دارای قدرت بیشتری خواهد بود و هر چه آمپر ساعت آن بالاتر باشد مدت زمان شارژ بودن باتری بیشتر خواهد بود.
در ادامه برخی ویژگی های سه نوع باتری نیکل-کادمیوم، نیکل-متال-هایدرید و لیتیوم آیون را مقایسه می کنیم.
ولتاژ هر سلول
تخلیه شارژ(10)
در باتری های نیکل کادمیوم و نیکل متال هایدرید میزان تخلیه شارژ نسبتا بالاست. یک باتری کاملا شارژ شده نیکل کادمیوم در صورتی که دمای محیط برابر دمای اتاق باشد تقریبا 10% از شارژ خود را در روز اول پس از شارژ از دست می دهد این میزان برای باتری نیکل متال هایدرید برابر 15% است. پس از آن باتری نیکل کادمیوم بصورت روزانه 5% از ظرفیت باقیمانده شارژ خود را از دست می دهد که این میزان برای باتری نیکل متال هایدرید برابر 1% می باشد.
در میان تمام انواع باتری ها، باتری های لیتیوم آیون کمترین میزان تخلیه شارژ را دارند. در دمای اتاق تقریبا 2% شارژ این باتری در طول یک ماه تخلیه می شود. این تخلیه شارژ بسیار پایین برتری بسیار مهمی در مقایسه با سایر باتری هاست چرا که کاربر می تواند بدون نیاز به شارژ مجدد، یک باتری را که مدت ها بلااستفاده انبارش شده است، استفاده نماید.
اثر باتری تنبل(11)
این اثر در باتری های نو نیز قابل مشاهده است. در فرآیند تولید باتری ها آنها را جهت تست ظرفیت یا کیفیت بصورت جزئی شارژ می کنند. باتری ها بسته به نوعشان (دارای پایه نیکل) اغلب برای بار اول کمتر از ظرفیت اسمی خود ظرفیت دارند. ماده فعال درون الکترودها فقط بکمک چندین بار شارژ و دشارژ فعال می شود.
اثر حافظه ای(13)
پس بخاطر داشته باشید که برای باتری های دارای پایه نیکل (نیکل-کادمیوم و نیکل-متال-هایدرید) باید نکات زیر را رعایت کنید:
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.