سفارش تبلیغ
سرور مجازی
سرور مجازی

مواردی که باید درباره باتری قابل شارژ بدانید!

نظر

باتری قابل شارژ به باتریهایی گفته می شود که قابلیت شارژ دوباره بوسیله شارژر باتری را دارا هستند . این باتری ها از لحاظ تکنولوژی شیمیایی به دسته های مختلف با ولتاژهای مختلفی تقسیم می شوند مانند باتریهای شارژی لیتیوم پلیمر ، باتریهای شارژی لیتیوم یون ، باتریهای قابل شارژ سرب اسیدی ، باطری شارژی نیکل کادمیوم و برخی باتری شارژی با کاربردهای خاص. 


باتری قابل شارژ

باتری قابل شارژ چیست؟

 

باتری های قابل شارژ از رایج ترین انواع باتری ها در بازار هستند. همچنین استفاده از این باتری ها باعث کاهش هزینه ها و افزایش طول عمر دستگاه خواهد شد. باتری های قابل شارژ از نوع سلول های الکتروشیمیایی هستند که انرژی الکتریکی را ذخیره می کنند. در این سلول ها واکنش الکتروشیمیایی به صورت برگشت پذیر است و به همین دلیل به آن ها سلول های ثانویه می گویند. باتری های قابل شارژ بر اساس کاربرد آن ها در دستگاه های مختلف، در اندازه و انواع مختلفی هستند. همچنین به علت تاثیرات محیطی کمتر نسبت به باتری های معمولی، هزینه کمتری دارند.

 

 انواع باتری قابل شارژ : 

  • نیکل ـ کادمیم (Ni-cd یا nickel-cadmium)

باتریهای نیکل ـ کادمیم سرعت شارژ شدن بالایی را فراهم می سازند و می توانند طول عمر خوبی داشته باشند با بیش از هزار چرخه شارژ/دشارژ. اگر پیش از آنکه باتریهای نیکل ـ کادمیم کاملاً دشارژ (خالی) نشوند آنها را شارژ کنید کارآیی آنها پایین می آید. بعضی از شارژرهای باتریهای نیکل ـ کادمیم دارای مداری برای دشارژ کردن باتری، پیش از شارژ کردن آنها هستند. باتریهای نیکل ـ کادمیم به یک دوره break-in نیاز دارند. بسیاری از سازندگان این نوع باتریها سه بار چرخه شارژ/دشارژ را پیش از آنکه باتری به حالت بهینه خود برسد توصیه می کنند.

نیکل ـ کادمیم (Ni-cd یا nickel-cadmium) - باتری قابل شارژ

  • باتری های هیبرید نیکل ـ فلز (NiMH یا nickel-metal hybride)

باتریهای NIMH سی تا چهل درصد ظرفیت انبارش بیشتری را نسبت به معادلهای نیکل ـ کادمیم دارند، اما تعداد چرخه شارژ/دشارژ مجدد کمتری را پشتیبانی می کنند بین 300 تا 500 چرخه معمول است. باتریهای NIMH پیش از شارژ به دشارژ کامل نیاز ندارند، در نتیجه می توانید پیش از یک استفاده طولانی برنامه ریزی شده، آن را کاملاً شارژ کنید. اگر باتری NIMH تعداد دفعات زیادی بطور کامل دشارژ (خالی) شود طول عمر آن کم می شود. هر چند اگر گاهی اجازه دهید که کاملا تخلیه شود به گونه ای بهینه کار خواهد کرد. شارژ کردن باتریهای NIMH نسبت به معادل باتریهای نیکل ـ کادمیم طولانی تر است و اگر بیش از حد شارژ شوند یا در زمانی که باتری داغ است شارژ ادامه یابد احتمال دارد که خراب شوند. شارژرهای NIMH خوب می توانند جلوی شارژ بیش از حد باتری را بگیرند یا اگر دمای داخلی باتری زیاد باشد عمل شارژ را متوقف کنند.

باتری های هیبرید نیکل ـ فلز (NiMH یا nickel-metal hybride) - باتری قابل شارژ

  •  باتری های لیتیم ـ یون (Lithium-Ion)

باتریهای لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می سازند. تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم. آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند، به دوره break-in نیاز ندارند و از مسأله حافظه باتری خبر ندارند. می توانید در هر زمانی یک باتری لیتیم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کنید، اما چون باتریهای لیتیم ـ یون معمولاً دارای طول عمر شارژ /دشارژ 300 تا 500 چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باتری را شارژ کنید طول عمر باتری را پایین می آورید. با آنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر می کنند، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا 18 ماه را گزارش کرده اند.

 باتری های لیتیم ـ یون (Lithium-Ion) - باتری قابل شارژ

 

  •  پلیمر لیتیم ـ یون (Li-Ion polymer)

باتریهای پلیمر لیتیم ـ یون که گاهی به Li-Poly یا Lipo نیز مشهورند، اساساً شبیه به باتریهای لیتیم ـ یون هستند. اختلاف اصلی در آن است که پلیمرهای لیتیم ـ یون بسیار نازکتر هستند، با اندازه هایی به کوچکی یک میلیمتر. باتریهای پلیمر لیتیم ـ یون بسیار سبک نیز هستند و در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی نیز مقاومترند. اما تولید آنها گرانتر از باتریهای لیتیم ـ یون تمام می شود و چگالی انرژی پایین تری دارند. باتریهای پلیمر لیتیم ـ یون بیشتر در وسایل الکترونیکی سبک وزن و گران قیمت مانند گوشیهای موبایل به کار می روند.

 پلیمر لیتیم ـ یون (Li-Ion polymer) - باتری قابل شارژ

موارد استفاده از باتری های قابل شارژ:

از باتری های قابل شارژ در استارت ماشین، دستگاه های قابل حمل، وسایل نقلیه سبک (مانند ویرچرهای چرخ دار برقی، کارت های گلف، دوچرخه برقی، و جرثقیل های سیار)، ابزارها و نیز دستگاه های تغذیه UPS، استفاده می شود.
به طور معمول باتری های قابل شارژ جدید باید قبل از استفاده شارژ شوند،  باتری های  جدید می توانند تا چند ماه انرژی را در خود ذخیره کنند و در حدود 70 درصد از ظرفیت نامی خود را  در دسترس بگذارند.
در کاربردهای ذخیره انرژی شبکه، زمانی که بخواهند انرژی الکتریکی را برای استفاده در زمان اوج مصرف به شبکه تزریق کنند، از باتری های قابل شارژ برای هم سطح کردن بار شبکه استفاده می کنند.  همچنین در شبکه های تولید برق جدید مانند تولید برق ازانرژی خورشیدی، برای ذخیره انرژی در طول روز و مصرف آن در شب از باتری های قابل شارژ استفاده می شود.
شارژ باتری های قابل شارژ

 رابطه زمان شارژ و افزایش حرارت:

به خاطر داشته باشید که باتری شارژ شده به‌طور روزانه مقداری از توان خود را از دست می دهد. حدود تقریبی این افت توان روزانه یک درصد می‌باشد. به عبارت دیگر پس از تقریباً 3 ماه و بدون استفاده از باتری ‌هایتان، نیاز به شارژ مجدد آن‌ها دارید. البته با نگهداری باتری در یک محیط خنک می توان این فرآیند را تاحدودی آهسته نمود. بسیاری از انواع شارژها دارای حالت شارژ خفیف (Trickle mode) هستند، که معمولاً به صورت خودکار و بعد از شارژ کامل باتری‌ها فعال می شود. در این حالت جریان ضعیفی به صورت پیوسته و یا متناوب به باتری‌ها اعمال می شود، این جریان تنها در حدی است که توان باتری را در حالت حداکثر حفظ کند. البته در هر حال بهتر است برای مدت طولانی (مثال بیش از یک ماه) از این قابلیت استفاده نکنید.

همان‌طور که پیشتر اشاره شد، در حالی‌که ولتاژ یک باتری معمولی در حد 5/1 ولت است، ولتاژ یک باتری Ni-mh برابر با 2/1 ولت می‌باشد، این مقدار تحدودی از کاربردها کافی است و تنها در برخی از موارد که مقدار ولتاژ روی کارآیی تأثیر مستقیم دارد (برای مثال در چراغ قوه و یا رادیوهای کوچک و قابل حمل)، این تفاوت آشکار می شود، البته در هر حال به دلیل افت طبیعی توان باتری ‌های شارژی، استفاده از آن‌ها در کاربردهای طولا‌نی مدت (مانند ساعت‌ دیواری) یا اضطراری (مانند چراغ قوه) توصیه نمی‌شود. در این موارد استفاده از یک باتری آلکالاین و یا حتی باتری ‌های قدیمی‌تر Heavy Duty نتیجه خوبی دارد.

نحوه شارژ و دشارژ باتری قابل شارژ:

در پروسه  شارژ باتری قطب مثبت باتری اکسیده می شود و در این فرایند الکترون (حامل بار الکتریکی) تولید می شود و قطب منفی باتری به عنوان مصرف کننده که الکترون ها را جذب می کند عمل می کند. این انتقال الکترون باعث تولید جریان الکتریکی در مدار الکتریکی خارجی باتری می شود. الکترولیت می تواند به عنوان بافر برای یون در حال جریان بین الکترودها(همانند آنچه در باتری های لیتیوم-یون و نیکل-کادمیم اتفاق می افتد) عمل کند. الکترولیت همچنین می تواند در واکنش الکتروشیمیایی نقشی فعال داشته باشد (همانند آنچه در سلول های سرب-اسید دیده می شود).


انرژی که برای شارژ باتری استفاده می شود معمولا از شارژر باتری که به برق متناوب (AC)  پریز متصل است، تامین می شود. شارژ باتری توسط شارژر می تواند از چند دقیقه در شارژرهای سریع تا چند ساعت طول بکشد. بیشتر باتری ها این قابلیت را دارند که بسیار سریعتر از زمانی که شارژر برای شارژ نیاز دارد، شارژ شوند. شارژهایی وجود دارند که می توانند باتری ها ی NiMH را در 15 دقیقه شارژ کنند. شارژهای سریع باید از چند شیوه مختلف برای تشخیص شارژ کامل استفاده کنند(مانند تشخیص از طریق ولتاژ، دما و ... .  )، تا بتوانند قبل از اینکه به باتری به دلیل شارژ بیش از حد صدمه برسد، فرآیند شارژ را متوقف کنند.


باتری های  چند سلولی قابل شارژ در صورتی که به صورت کامل دشارژ شوند در معرض آسیب به سلول های خود خواهند بود. در حال حاضر شارژرهایی که میزان جریان شارژکننده را تنظیم می کنند وجود دارند. باید توجه داشت که تلاش برای شارژ باتری های غیر قابل شارژ می تواند باعث انفجار این باتری ها شود. باتری های مایع که در ماشین استفاده می شوند نیز از نوع باتری قابل شارژ محسوب می شوند و با تعویض مایع الکترولیتی موجود در آنها شارژ می شوند.


یادداشت های تکنیکی تولید کنندگان باتری معمولا دارای اصطلاح VPC هستند که به معنی مقدار ولت هر سلول تشکیل دهنده باتری می باشد. به عنوان مثال برای شارژ یک باتری 12 ولتی ( که از 6 سلول 2 ولتی تشکیل شده است) با VPC 2.3  به مقدار ولتاژ 13.8 (2.3*6) در ترمینال های شارژ نیاز دارید. باتری های غیر قابل شارژ قلیایی و سلول های زینک- کربن زمانی که نو باشند ولتاژ 1.5 ولت دارند ولی ولتاژ به تدریج شروع به افت می کند. بیشتر باتری های NiMH AAو AAA سلول های 1.2 ولتی دارند و می توانند به جای باتری های قلیایی در وسایل استفاده شوند.

 


 

کلام آخر: 

باتری قابل شارژ به باتری هایی می گوییم که با استفاده از شارژر قابلیت شارژ دوباره را دارند. این باتری ها به ولتاژهای مختلف تقسیم می شوند. باتری های شارژی لیتیوم یون، لیتیوم پلیمر، سرب اسیدی، نیکل کادمیوم و غیره از این دسته اند.