تعریف
باتری ها یکی از مهمترین وسایلی هستن که همیشه و همه جا به نحوی داریم ازشون استفاده میکنیم. بدون باتری هیچ کدوم از وسایل الکترونیکی مهم روزمره مون مثل تلفن‌همراه، لپ‌تاپ، تبلت، پخش‌کننده موسیقی و … کار نمیکنن. ما حتی برای خرید این دستگاه های الکترونیکی نگاه میکنیم ببینیم ظرفیت و کیفیت باتری داخلشون چطوره! بنابراین به دلیل اهمیت زیاد باتری ها تصمیم گرفتیم که در این مقاله راجع به باتری ها و نحوه عملکردشون توضیحاتی بدیم و انواع باتری ها رو معرفی کنیم. پس با ما همراه باشین.
باتری چیست و نحوه عملکرد باتری ها به چه صورتیه؟
باتری ها قطعات الکترونیکی هستن که در ابعاد مختلف در مدارهای ساده و صنعتی استفاده میشن و منبع نیروی الکتریکی برای شارش الکترون ها در مدار هستن. بطور کلی باتری ها از ۳ بخش تشکیل میشن: ۱- آند (یا همان قطب منفی) ۲- کاتد (یا همان قطب مثبت) ۳- الکترولیت (که بین آند و کاتد قرار میگیره)
باتری چیست و نحوه عملکرد باتری ها به چه صورتیه؟
در همه باتری‌ها از فات بعنوان الکترود و از مواد دیگه ای شبیه آب نمک برای الکترولیت استفاده میشه. الکترودها با هم در تماس مستقیم نیستن و فقط تماسشون از طریق الکترولیت هستش. در هر باتری و در قسمت الکترولیت واکنشی شیمیایی انجام میشه که چگالی بار الکترون ها در آند رو زیاد میکنه. این افزایش چگالی در دو سمت مدار اختلاف پتانسیل ایجاد میکنه و الکترون ها از قسمت چگالتر یعنی از قطب منفی(آند) به قسمت رقیق تر یعنی قطب مثبت(کاتد) شارش پیدا میکنن. اما الکترولیت در بین کاتد و آند مانع میشه و از ایجاد جریان به سمت کاتد در داخل باتری جلوگیری میکنه. در نتیجه هرگاه یک سیم به باتری وصل بشه، الکترون ها میتونن از آند به کاتد برن و اختلاف پتانسیل ایجاد شده رو خنثی کنن. حرکت جریان درون سیم، در واقع حرکت الکترون‌های داخلشه که میتونه وسایل الکتریکی رو به کار بندازه.
انواع
باتری ها رو به روش های مختلفی دسته بندی میکنن مثلا بر اساس حالت الکترولیت (خشک و تر)، بر اساس جنس الکترولیت و صفحات و بر اساس قابلیت شارژ. بر اساس دسته بندی قابلیت شارژ به دو دسته باتری های اولیه (غیر قابل شارژ) و باتری های ثانویه (قابل شارژ) تقسیم میشن.
باتری های اولیه (غیر قابل شارژ):
در این باتری‌ها از کربن و روی به عنوان الکترود و از یک خمیر اسیدی به عنوان الکترولیت استفاده میشه. این باتری‌ها فقط یک بار استفاده و شارژ میشن. واکنش شیمیایی درون باتری به تدریج انجام میشه و تا وقتی که همه ی واکنش دهنده ها در واکنش تبدیل به فراورده نشن تولید الکترون ادامه پیدا میکنه و اختلاف چگالی بار در دو سمت مدار حفظ میشه. با گذشت زمان، مقاومت درونی باتری (الکترولیت) بیشتر میشه و باتری تموم میشه. استفاده از باتری اولیه به علت هزینه کمشون پرمنفعته. این باتری‌ها رو معمولا برای دستگاه‌های قابل حمل که شدت جریان کمی میخوان و یا همیشه استفاده نمیشن، به‌کار میگیرن مثل ساعت‌ها و کنترل‌ها. باتری های غیرقابل شارژ خود به دو دسته کلی لیتیم (Lithium) و الکالاین یا قلیایی (Alkaline)تقسیم میشن.
در باتریهای قلیایی (Alkaline) به‌جای کربن از اکسید منیزیم و به جای الکترولیت اسیدی از یک ماده قلیایی استفاده شده. کارآمدی باتریهای قلیایی معمولا ۱۰ برابر کارآمدی باتریهای قدیمی روی ـ کربن هست. باتری های قلیایی طول عمر بیشتری دارن و میتونن ۸۵ درصد از ظرفیت خود رو بعد از ۵ سال ذخیره حفظ کنن، کمتر نشت میکنن و در محدوده بیشتری از دمای محیط میتونن کار کنن.
لیتیم (Lithium):
در باتریهای لیتیم از لیتیم فی استفاده میکنن تا به چگالی انرژی بسیار بالا برسن، در نتیجه مدت عمل طولانی و طول عمر نگهداری (در قفسه) زیادی داشته باشن. باتریهای لیتیم میتونن بعد از ۵ سال عدم استفاده تا ۹۷ درصد از ظرفیت اسمیشون رو حفظ کنن. باتریهای لیتیم بهترین جایگزین برای باتریهای قلیایی استاندارد دوربینهای دیجیتال، دستگاه های پخش MP3 و سایر وسایل الکترونیکی اند. همچنین از باتری لیتیوم در ساعت مچی، ماشین حساب و غیره استفاده میکنن.
باتریهای ثانویه (قابل شارژ):