باطری یکی از مفید ترین اختراعات دست بشر است. باطری ها از همان نسخه های ابتدایی همواره در استفاده های بسیار زیادی کارآمد و کمک کننده واقع شده اند. صنعت ساخت باتری ها روز به روز در حال پیشرفت است تا نسخه هایی قوی تر و با دوام تر تولید شود. در گذشته و در نبود باتری ها، با استفاده از سوخت و بخار می توانستند انرژی را حمل کنند. اما با اختراع باطری حمل انرژی در استفاده های خانگی و صنعتی بسیار ساده تر شد. باتری ها یک راه ساده و سریع برای تولید و بهره وری از نیروی برق محسوب می شوند. با توجه به این که امروزه بسیاری از دستگاه ها به صورت پرتابل و قابل حمل ساخته می شوند، ضرورت استفاده و ساخت باتری ها بیش از پیش حس می شود. حتی دستگاه هایی صنعتی مثل دریل و پیچ گوشتی هم در مدل های شارژی و قابل حمل ساخته می شوند که با باتری کار می کند. باتری ها با تعریفی ساده انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و در دو مدل کلی غیرقابل شارژ و قابل شارژ ساخته می شوند. در این مقاله قصد داریم به صورت مختصر، انواع کاربردی باطری ها را به شما معرفی کنیم. با ما همراه باشید.
باطری های غیرقابل شارژ (پیل اولیه)
باتری‌‌های غیر قابل شارژ دارای انرژی اولیه ای هستند که اگر انرژی ذخیره شده در آن ها یک بار تخلیه شوند دیگر قابل استفاده نیستند. به همین جهت به آن ها باتری های اولیه یا پیل اولیه هم گفته می شود. پیل لکلانشه یک طرح قدیمی از باتری است که از نام دانشمند فرانسوی طراح آن گرفته شده است. این باطری ها یک بار مصرف هستند و پس از اتمام انرژی اولیه با هیچ منبع خارجی دیگری نمی توانند دوباره شارژ الکتریکی شوند و از این حیث غیرقابل استفاده خواهند بود. باتری های غیرقابل شارژ، سلول های خشک یا باتری خشک هم نامیده می شوند. تبدیل انرژی در باتری باعث افزایش مقاومت الکتریکی داخلی آن می شود و تا جایی ادامه پیدا می کند که نیروی محرکه دیگر توان غلبه بر آن را نداشته باشد. افزایش مقاومت الکتریکی در باتری با نفوذ کاتد (منفی) به داخل آند (مثبت) رخ می دهد. کاربرد این نوع باطری ها در ساعت، اسباب بازی، چراغ قوه، وسایل خانگی کوچک، اینورتر ها و ... است. نام گذاری باتری ها مثل لیتیوم یا آلکالاین، بر اساس عناصر به کار رفته در ساخت آن می باشد. در ادامه به مهم ترین مدل های باتری غیرقابل شارژ می پردازیم.
1 باطری روی - کربن
باتری های روی - کربن یا لکلانشه نیروی بسیار کمی را تامین را می کنند و به عنوان نخستین باتری های خشک شناخته می شوند. این باتری ها بیش از 100 سال قدمت تجاری دارند ولی امروزه کم کم از دور خارج می شوند. یک میله از جنس کربن درون باطری قرار دارد که جریان را از الکترود دی اکسید منگنر دریافت می کند. این باطری ها 1.5 ولت برق DC تولید می کنند که به طور مثال در رادیو، چراغ قوه و ساعت دیواری مورد استفاده قرار می گیرد.
2 باطری آلکلاین (Alkaline)
باتری آلکلاین یا قلیایی هم یک پیل سلولی خشک است که از کاتد دی اکسید منگنز و آند روی ساخته می شود. این نوع باطری با یک لایه فولادی بسته شده است و قسمت بیرونی از بخش داخلی آن با دی اکسید منگنز پر شده است. در مرکز باتری، هیدروکسید پتاسیم و الکترولیتِ روی وجود دارد. فرق باتری آلکالاین با باتری معمولی در چگالی آن هاست. این نوع باتری چیزی در حدود 10 برابر از باتری های معمولیِ روی – کربن کارآمدتر است. طول عمر بیشتر آن ها اجازه می دهد که بیش از 80 درصد ظرفیت (استفاده نشده) خود را تا پنج سال ذخیره و حفظ کنند. باتری های قلیایی نشت کمتری دارند و در دماهای متفاوتی کار می کنند. از این نوع باتری در دستگاه های پخش صوت و تصویر و چراغ قوه استفاده می شود.
3 باطری لیتیوم (Lithium)
باتری های پیل لیتیوم به شکل یک سکه یا دکمه در بازار موجود هستند. این نوع باتری سبک تر و کوچک تر هستند و نسبت به باتری های روی، قلیایی و منگنز، ولتاژ بیشتری تا حدود 3 ولت تولید می کنند. این باتری ها تا حدود 10 سال طول عمر دارند و از مقاومت داخلی بسیار بالایی برخوردارند.
باطری های قابل شارژ (پیل ثانویه)
باتری های قابل شارژ با اتصال به یک منبع خارجی، بارها شارژ و قابل استفاده خواهد بود. تهیه این باتری ها هزینه بیشتری نسبت به باطری های یک بار مصرف می طلبد. اما در دراز مدت و با طول عمر بالایی که باتری های ثانویه دارند، استفاده به صرفه تری داشته و اثرات زیست محیطی آن هم کمتر است. این باتری ها پیش از این که نیاز به تعویض پیدا کنند تا مدت ها قابل شارژ و مصرف خواهد بود. از این نوع باتری استفاده گسترده ای در گوشی موبایل، لپتاپ، ساعت هوشمند، صنایع نظامی، صنایع پزشکی، دوربین ها و ... می شود. در ادامه برخی از معروف ترین مدل های آن مثل را با هم مرور خواهیم کرد.
1 باطری سرب - اسید (Lead Acid)
باتری سرب - اسید نمونه بسیار پرکاربردی از باتری های قابل شارژ است. این مدل باتری جریان زیادی تولید می کند و در خودرو ها از آن استفاده می شود. همچنین از آن ها برای ذخیره انرژی خورشیدی استفاده می شود. بعد از این که این مدل باطری از کار می افتد حدود 90 درصد سرب به کار رفته در باتری، در فرآیند بازیافت مورد استفاده قرار می گیرد تا یک باطری سرب - اسید جدید تولید شود.
2 باطری لیتیوم - یون (Li-ion)
باتری لیتیوم - یون با توجه به چگالی بالایی که دارند در صنایع الکترونیک از آن ها استفاده گسترده ای می شود. این مدل باتری ها در حجم کوچکی از خود انرژی بسیار زیادی ذخیره می کنند. این نوع باطری بین 18 ماه تا 3 سال عمر مفید دارند. توجه داشته باشید داغ شدن باتری لیتیوم - یون می تواند باعث صدمه و آتش گرفتن شود.
3 باطری نیکل - هیدرید فلز (NiMH)
باتری نیکل - هیدرید فلز دارای ماده میان فلزی است و طول عمر و ظرفیت جریان بالایی دارند. این نوع باتری می تواند در حدود یک کیلوگرم از حجم خود، حدود 100 وات - ساعت انرژی الکتریکی ذخیره کند. همچنین این مدل باتری از نظر حرارت و دمای بالا، نسبت به باتری های لیتیوم - یون مقاوم ترند.
نتیجه گیری
باتری ها در انواع و اقسام مختلفی تولید می شوند که در این مقاله به تعدادی از نمونه های پرکاربرد آن پرداختیم. باطری هم مثل دیگر وسایل مربوط به برق و الکترونیک نیاز به مراقبت دارند. زیرا در صورت استفاده غلط و غیر اصولی از آن ها نیاز به تعمیر یا تعویض پیدا خواهیم کرد. البته جای نگرانی نیست اگر که نیاز به تعمیر باشد. چرا که در مقاله ای تخصصی و کاربردی به آموزش تعمیر باطری پرداخته ایم. در صورت داشتن سوال یا هر گونه مشاوره می توانید در بخش نظرات همین مطلب با ما در میان بگذارید. یا با کارشناسان ما در آموزشگاه فنی و حرفه ای ابزار طباطبایی تماس حاصل فرمایید.