خانه / اخبار فناوری / انواع باتری ها
باتری ها

انواع باتری ها

یک باتری مجموعه ای از یک یا چند سلول است که تحت واکنش های شیمیایی قرار می گیرند تا جریان را در یک مدار ایجاد کنند. تحقیقات و پیشرفت های زیادی در تکنولوژی باتری وجود دارد و در نتیجه، تکنولوژی های پیشرفته در حال تجربه و مورد استفاده در سراسر جهان هستند. باتری ها به علت نیاز به ذخیره انرژی الکتریکی تولید شده ،وارد بازار شده اند. همانطور که میزان تولید انرژی خوب بود، ذخیره انرژی بسیار مهم بود. بنابراین آن می تواند وقتی که انرژی رو به پایان است ویا دستگاهایی که نیاز به منبع جداگانه از برق اصلی دارند استفاده شود . در اینجا باید اشاره کرد که فقط جریان DC  را می توان در باتری ذخیره کرد، جریان AC ذخیره نمی شود. سلول های باتری معمولا از سه جزء اصلی ساخته می شوند.:

     آند (الکترودهای منفی)
     کاتد (الکترود مثبت)
     الکترولیتها

 

آند یک الکترود منفی است که الکترونها را که به مدار خارجی که باتری وصل شده اند تولید می کند. هنگامی که باتری ها متصل می شوند، حرکت الکترون در آند آغاز می شود که باعث ایجاد اختلاف پتانسیل بین دو الکترود می شود. به طور طبیعی الکترونی پس از آن خود را مجددا تقسیم می کند، این الکترولیت توسط آن جلوگیری می شود، بنابراین وقتی یک مدار الکتریکی متصل می شود، مسیری روشن برای الکترون فراهم می شود تا از آند به کاتد منتقل شود و بنابراین مدار که به آن متصل است روشن می شود.

 

انواع باتری ها

باتری ها به طور کلی می توانند به دسته ها و انواع مختلف تقسیم شوند، از جمله ترکیب شیمیایی، اندازه، فاکتور فرم و موارد استفاده، اما تحت این همه دو نوع باتری عمده هستند؛

۱- باتری های اولیه
۲- باتری های ثانویه

باتری های اولیه در اشکال مختلف از سلول های سکه تا باتری های AA وجود دارد. آنها معمولا در برنامه های جداگانه استفاده می شوند که شارژآنها غیر عملی یا غیرممکن است. یک نمونه خوب از آن است که در دستگاه های درجه نظامی و باطری کار دستگاه های نظامی است که با باتری کار میکنند. استفاده از باتری های قابل شارژ غیر عملی خواهد بود چرا که شارژکردن  باتری آخرین چیزی است که به ذهن سربازان خواهد رسید . باتری های اصلی همیشه دارای انرژی بالایی هستند و سیستم هایی که در آنها استفاده می شوند، همیشه طوری طراحی شده اند تا مقدار کمتری از انرژی مصرف کنند تا باتری بتواند تا زمانی که ممکن است باقی بماند.

 

برخی از نمونه های دیگر دستگاه هایی که از باتری های اولیه استفاده می کنند عبارتند از: سازندگان رایانه، ردیاب حیوانات، ساعت مچی، کنترل از راه دور و اسباب بازی های کودکان

محبوب ترین نوع باتری های اصلی باتری های قلیایی هستند. آنها دارای انرژی زیادی  هستند و از نظر محیط زیست، مقرون به صرفه اند و تا زمانی که به طور کامل تخلیه نشوند، نشت نمی کنند. آنها می توانند برای چندین سال ذخیره شوند، یک رکورد ایمنی خوب داشته باشند و می توانند در یک هواپیما حمل شوند بدون آنکه به مقررات حمل و نقل سازمان ملل متحد و سایر مقررات مربوط شوند. تنها عیب برای باتری های قلیایی، جریان کم آن  است که استفاده از آن را برای دستگاه هایی با نیازهای فعلی پایین مانند کنترل های راه دور، چراغ قوه و وسایل سرگرمی قابل حمل محدود می کند.

۲- باتری های ثانویه

باتری های ثانویه باتری هایی با سلول های الکتروشیمیایی هستند که واکنش های شیمیایی آنها می تواند با استفاده از یک ولتاژ مشخص به باتری در جهت معکوس متوقف شود. همچنین به عنوان باتری های قابل شارژ شناخته می شود، سلول های ثانویه بر خلاف سلول های اصلی می توانند پس از مصرف انرژی بر روی باتری، شارژ شوند.

آنها معمولا در برنامه های زهکشی بالا و سایر سناریوها استفاده می شود که در آن استفاده از باتری های تک شارژ بیش از حد گران یا غیرممکن است. باتری های کوچک با ظرفیت های متوسط برای استفاده از دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مثل تلفن های همراه و وسایل و لوازم دیگر ، در حالی که باتری های سنگین برای تأمین وسیله نقلیه الکتریکی و دیگر برنامه های تخلیه زیاد مانند بارگیری در تولید برق استفاده می شود.

آنها همچنین به عنوان منبع برق مستقل در کنار اینورترها برای تامین برق استفاده می شوند. اگر چه هزینه اولیه برای خرید باتری های قابل شارژ همیشه یک مقدار بسیار بالاتر از باتری های اولیه است، اما در طول بلندمدت هزینه های اولیه جبران می شود .

باتری های ثانویه را می توان به چندین نوع دیگر بر اساس شیمی آنها طبقه بندی کرد. این بسیار مهم است زیرا شیمی برخی ویژگی های باتری را از جمله انرژی خاص، عمر چرخه، عمر مفید و قیمت آن مشخص می کند.

اساسا چهار نوع شیمی اصلی برای باتری های قابل شارژ وجود دارد.

     یون لیتیوم (لیتیوم یون)
     نیکل کادمیوم (Ni-Cd)
     نیکل متال هیدرید (Ni-MH)
     اسید سرب

 

باتری ها
Nickel-Cadmium Batteries

 

باتری نیکل کادمیوم (باتریNiCad) یک نوع باتری قابل شارژ است که با استفاده از هیدروکسید نیکل و کادمیوم فلز به عنوان الکترود تولید می شود. باتری های Ni-Cd در حفظ ولتاژ و نگهداری شارژ در هنگام استفاده نکردن به خوبی عمل می کنند. با این حال، باتری های NI-Cd به راحتی قربانی اثر “حافظه” دردناک می شوند زمانی که یک باتری شارژ شده با شارژ مجدد، شارژ می شود و ظرفیت باتری آن کاهش می یابد.

باتری های Ni-Cd در مقایسه با انواع دیگر سلول های قابل شارژ، چرخه عمر مفید و کارایی در دماهای پایین با ظرفیت خوب را ارائه می دهند، اما مهمترین مزیت آن این است که توانایی آنها در ارائه حداکثر ظرفیت نامی خود را در میزان تخلیه بالا است. آنها در اندازه های مختلف از جمله اندازه های مورد استفاده برای باتری های قلیایی، AAA به D. استفاده می شود. سلول های Ni-Cd به صورت جداگانه یا جمع آوری شده در بسته های دو یا چند سلول استفاده می شوند. بسته های کوچک در دستگاه های قابل حمل، الکترونیک و اسباب بازی مورد استفاده قرار می گیرند در حالیکه از ظرفیتهای بزرگتر در باتری هواپیما ، وسایل الکتریکی و منبع تغذیه آماده به کار استفاده می کنند.

برخی از خواص باتری های نیکل کادمیوم در زیر آورده شده است.

 

انرژی خاص: ۴۰-۶۰W-h / kg
     تراکم انرژی: ۵۰-۱۵۰ W-h / L
     قدرت ویژه: ۱۵۰ وات / کیلوگرم
     راندمان شارژ / تخلیه: ۷۰-۹۰٪
     نرخ تخلیه خود: ۱۰٪ در ماه
     دوام چرخه / عمر: ۲۰۰۰ سیکل

باتری ها
Nickel-Metal Hydride Batteries

هیدرید فلزی نیکل (Ni-MH) نوع دیگری از پیکربندی شیمیایی مورد استفاده برای باتری های قابل شارژ است. واکنش شیمیایی در الکترودهای مثبت باتریها شبیه سلول نیکل کادمیوم (NiCd) است، (NiOOH). با این حال، الکترودهای منفی در هیدرید نیکل متال ،هیدروژن جذب آلیاژ به جای کادمیوم استفاده می شود .

باتری های NiMH با استفاده از ظرفیت بالا و تراکم انرژی، برای دستگاه های جریان بالا، کاربرد پیدا می کنند. یک باتری NiMH می تواند دو تا سه برابر ظرفیت یک باتری NiCd از همان اندازه داشته باشد و چگالی انرژی آن می تواند به یک باتری لیتیوم یونی نزدیک شود. بر خلاف شیمی NiCd، باتری های مبتنی بر مواد شیمیایی NiMH حساس به اثر حافظه NiCads نیستند.

در زیر برخی از خواص باتری ها بر اساس شیمی هیدرید نیکل فلز؛

     انرژی خاص: ۶۰-۱۲۰ هکتار / کیلوگرم
     تراکم انرژی: ۱۴۰-۳۰۰ وات / ل
     قدرت خاص: ۲۵۰-۱۰۰۰ W / kg
     راندمان شارژ / تخلیه: ۶۶٪ – ۹۲٪
     نرخ تخلیه خود: در حدود ۲۰-۲ درجه سانتیگراد ۱٫۳-۲٫۹٪ در ماه است
     طول عمر چرخه : ۱۸۰ -۲۰۰۰

 

باتری های لیتیوم یون یکی از محبوب ترین انواع باتری های قابل شارژ هستند. آنها در دستگاه های قابل حمل مختلف از جمله تلفن های همراه، دستگاه های هوشمند و چندین دستگاه باتری دیگر که در خانه استفاده می شوند، یافت می شوند. آنها همچنین کاربردی در زمینه های هوا فضا و نظامی به دلیل ماهیت سبک آنها دارند.

باتری ها
Lithium-ion Batteries

باتری های لیتیوم یون ، نوعی باتری قابل شارژ هستند که در آن یون های لیتیوم از الکترود منفی در هنگام تخلیه به الکترودهای مثبت می روند و هنگام بارگیری باتری، به الکترودهای منفی منتقل می شوند. باتری لیتیوم یون، لیتیوم متداول شده به عنوان یک ماده الکترود در مقایسه با لیتیوم فلزی مورد استفاده در باتری های لیتیوم غیر قابل شارژ استفاده می شود.

باتری های  لیتیوم یون به طور کلی دارای چگالی انرژی بالا، اثر کمی حافظه یا کم حافظه و کم خود تخلیه نسبت به سایر انواع باتری است. به عنوان مثال، باتری های لیتیوم یونی که در دستگاه های الکترونیکی دستی استفاده می شوند معمولا بر اساس اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2) هستند که در مقایسه با باتری های لیتیوم یونی با تراکم انرژی بالا و خطرات ایمنی کم، در مقایسه با عملکرد و هزینه متفاوت است. در مورد فسفات آهن لیتیم که چگالی انرژی پایین تری را ارائه می دهند، به دلیل احتمال کاهش حوادث ناگوار، به طور گسترده ای در برق ابزار برق و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند. باتری های یون لیتیوم بهترین عملکرد را به نسبت وزن با باتری گوگرد باتری لیتیوم ارائه می دهند که بالاترین نسبت را دارند.

برخی از ویژگی های باتری های لیتیوم یون در زیر ذکر شده است.

     انرژی خاص: ۱۰۰: ۲۶۵W-h / kg
     تراکم انرژی: ۲۵۰: ۶۹۳ W-h / L
     قدرت ویژه ۲۵۰: ۳۴۰ W / kg
     بار شارژ / تخلیه: ۸۰-۹۰٪
     طول عمر چرخه: ۴۰۰: ۱۲۰۰ سیکل
     ولتاژ سلولی نامی: NMC 3.6 / 3.85V

 

باتری ها
Lead-Acid Batteries

باتری های اسید سرب قدرتمند و کم هزینه هستند که در کاربردهای سنگین استفاده می شود. آنها معمولا بسیار بزرگ هستند و به دلیل وزن آنها همیشه درکاربردهای غیر قابل حمل مانند ذخیره انرژی خورشیدی، آتش سوزی وسایل نقلیه و چراغ، قدرت پشتیبان و بارگیری در تولید / توزیع برق استفاده می شود.

اسید سرب قدیمی ترین نوع باتری قابل شارژ است و هنوز هم بسیار مهم و قابل توجه در جهان امروز است. باتری های اسیدی سرب انرژی نسبتا کم نسبت به وزن دارند، اما انرژی زیاد به نسبت وزن دارند و در نتیجه می تواند جریان های بسیار شدید را درصورت نیاز ایجاد کنند.

این ویژگی ها در کنار هزینه کم، باعث می شود که این باتری ها برای استفاده در چندین مورد کاربردی فعلی، مانند موتورهای خودرو و ذخیره سازی در منابع تغذیه پشتیبان، جذاب باشند.

هر یک از این باتری دارای منطقه ای مناسب است و تصویر زیر برای کمک به انتخاب بین آنها است.

باتری ها

درباره مهندس میلاد نعمتی

کارشناسی ارشد الکترونیک طراح انواع پروژه های صنعتی و دانشجویی و ...

همچنین ببینید

دزدگیر لیزری

دزدگیر لیزری

امنیت، نگرانی اصلی ساختمان ها، خانه ها و دفاتر مختلف است. برای این منظور، انواع …

دیدگاهتان را بنویسید

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

4 × 2 =

download free uapkmod,action game apk mod, android apps apk mod