انواع مختلف مبانی باتری ها
بر اساس نیاز مورد نظر، انواع مختلف باتری ها در شکل ها، ابعاد، ولتاژ و یا ظرفیت های متفاوت وجود دارند. باتری ها را از نظر حالت الکترولیت به دو دسته باتری خشک (سلول خشک) و باتری تر تقسیم می کنند. الکترولیت باتری خشک (dry) جامد است مثل باتری های قلمی. در حالیکه، باتری تر (wet) الکترولیت مایع دارد، مانند باتری خودروها. جالب است بدانید که امروزه نوعی باتری به بازار آمده که الکترولیت آن، نه کاملا جامد است و نه مایع. الکترولیت این دسته از باتری ها، ژل مانند است. این باتری ها با نام باتری با مراقبت کم نیز نامیده می شوند. احتمالا بتوان این دسته را در گروه باتری های خشک قرار داد.
به طور کلی، معمولا باتری ها را به دو نوع باتری اولیه و ثانویه تقسیم می کنند. در عین حال در مبانی باتری ها می توان آنها را به چهار دسته اصلی پیل اولیه، پیل ثانویه، پیل سوختی و پیل یدک نیز تقسیم بندی کرد.
مبانی باتری های غیر قابل شارژ (یکبار مصرف)
باتری های غیر قابل شارژ به عنوان باتری های شارژ نشدنی، باتری های اولیه، پیل اولیه و باتری خشک (سلول خشک) نیز شناخته می شوند. همانطور که از نامشان پیداست، این باتری ها قادر به شارژ الکتریکی نمی باشند، بنابراین یک بار استفاده و در نهایت دشارژ می شوند. به بیان ساده تر، زمانیکه انرژی ذخیره شده آنها، به طور کامل استفاده گردد، دوباره نمی توان از آنها بهره برد و دور انداخته می شوند. آنها به وسیله هیچ منبع خارجی نمی توانند برای بار دوم انرژی ذخیره کنند. به همین دلیل است که به آنها، یک بار مصرف می گویند. از جمله انواع باتری های شارژ نشدنی می توان به باتری قلیایی، روی- کربن، پیل های نقره اکسید، پیل های لیتیومی و پیل های روی- هوا اشاره کرد.
کاربرد های باتری های اولیه
این نوع از باتری ها در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی قابل حمل کاربرد دارند. از جمله می توان به ساعت دیواری، ساعت الکتریکی، رایانه های شخصی، ضربان سازهای قلب، وسایل خانگی کوچک، پخش کننده های صوتی، رادیو، دستگاه هایIOT، چراغ های قابل حمل، چراغ قوه، وسایل پزشکی، اسباب بازی ها، ابزارهای دقیق و …. اشاره کرد.
مبانی باتری های قابل شارژ
باتری های قابل شارژ (Rechargeable battery) به عنوان باتری های شارژ شدنی، باتری شارژی، باتری های ثانویه و پیل ثانویه نیز شناخته می شوند. همانطور که از نامشان پیداست، این نوع از باتری ها را می توان با اتصال به شارژ، چندین بار مورد استفاده قرار داد. به بیان دیگر، بعد از اتمام ظرفیتشان، قابلیت شارژ دوباره را دارند. این کار با با معکوس کردن جریان الکتریکی در درون باتری انجام می شود.
باتری های ثانویه را می توان به دو دسته کلی اسیدی و بازی تقسیم کرد. از جمله انواع باتری های شارژ نشدنی می توان به باتری های سرب- اسید، لیتیوم- یون، نیکل- هیدرید فلز و نیکل- کادمیوم اشاره کرد. لازم به ذکر است که تعداد دفعات شارژ در این نوع باتری ها، محدود است. یعنی بعد از تعداد معینی عمل شارژ و دشارژ، باتری شارژ شدنی کارایی اولیه خود را از دست داده و در نتیجه دچار افت ولتاژ خواهد شد.
کاربرد های باتری های ثانویه
این نوع از باتری ها در ساعت هوشمند، گوشی هوشمند، باتری های نیروگاهی، باتری های منابع تغذیه، زیردریایی، اتومبیل، لیفتراک، موتورسیکلت، سامانه های ریلی و مترو، سامانه های حفاظتی، روشنایی و امنیتی، سامانه های کنترلی، دستبند سلامتی، دوربین، باتری خورشیدی، باتری مخابراتی، آنتن های مخابراتی، ضربان ساز مصنوعی و …. کاربرد دارند. علاوه بر آن، باتری های مورد استفاده در پروژه های نفت، گاز و پتروشیمی، باتری های مورد استفاده در upsو باتری های مورد استفاده در کاربرد های نظامی نیز از دسته باتری های قابل شارژ هستند.
اصطلاحات رایج مرتبط با مبانی باتری ها
سلول باتری
کلمه سلول، به مجموعه یک آند و کاتد که به وسیله الکترولیت جدا شده اند، گفته می شود. این سلول برای تولید یک ولتاژ و جریان استفاده می شود.
ولتاژ اسمی
ولتاژی که توسط شرکت سازنده برای یک باتری معرفی شده است را ولتاژ اسمی می نامند. برای مثال، باتری های آلکالین AA و سلول های لیتیوم- یون (یا لیتیوم- پلیمر) به ترتیب دارای ولتاژ اسمی ۱/۵ و ۷/۳ ولت هستند.
ظرفیت باتری
ظرفیت باتری به میزان بار الکتریسیته قابل دریافت باتری در یک ولتاژ معین و مشخص گفته می شود. دقت داشته باشید که ظرفیت اغلب باتری ها را بر اساس واحد های آمپر- ساعت (Ah) یا میلی آمپر- ساعت (mAh) بیان می کنند.
نرخ شارژ- نرخ تخلیه شارژ
جهت نشان دادن بهتر ویژگی های بسیاری از باتری ها، به ویژه باتری های قدرتمندی همچون لیتیوم- یونی، جریان تخلیه بار الکتریکی را به شکل نرخ شارژ یا C-Rate نشان می دهند. لازم به ذکر است که نرخ شارژ- نرخ تخلیه شارژ باتری با حداکثر ظرفیت آن باتری، مرتبط است.
باتری مرده (تمام شده)
مواد شیمیایی موجود در کاتد یا آند باتری ها، در نهایت به حالت تعادل می رسند. در این وضعیت، مواد شیمیایی مصرف شده و دیگر تمایلی به انجام واکنش نشان نمی دهند. در این صورت، جریان الکتریسیته بیشتری به وسیله باتری ها تولید نخواهد شد و در این مرحله، باتری در اصطلاح مرده یا تمام شده است.