با انواع باتری الکتریکی و کاربردهای آنها آشنا شوید

در سال ۱۸۰۰ میلادی آلساندرو ولتا پی برد که می‌تواند از مایع رسانا و خالص به صورت مداوم تولید برق کند. همین موضوع برای اختراع باتری‌ها آغاز خوبی بود. کشفی که امروزه به تولید انواع باتری الکتریکی منجر شده است. باتری‌هایی که در زمان‌های قدیم تولید شده‌اند، با باتری‌های امروزی تفاوت زیادی دارند. به ویژه که امروزه باتری‌های متنوعی نیز ساخته شده‌اند.

در مورد باتری چه می‌دانید؟

در صورتی که به محیط اطراف خود دقت نمایید، متوجه می‌شوید که بیشتر وسایلی که وجود دارند با استفاده از باتری کار می‌کنند. مزیت بسیار مهم باتری‌ها این می‌باشد که با جدا شدن از منبع برق نیز قادر به حمل و کار کردن می‌باشند. باتری‌ها انرژی الکتریکی که لازم دارند را به کمک واکنش‌های شیمیایی تأمین می‌کنند.

ممکن است در مورد نحوه تأمین انرژی با استفاده از باتری‌ها سوالاتی در ذهن شما وجود داشته باشد. بهتر است که فرآیند شیمیایی که در باتری‌ها ایجاد می‌شود را به بیان ساده‌تر بگوییم. هر باتری از سه لایه الکترولیت، کاتد و آند تشکیل می‌شود. الکترود منفی یا کاتد منبع الکترون‌هایی است که با استفاده از مدار الکتریکی خارجی به طرف آند یا همان الکترود مثبت در حال حرکت هستند.

پایه عملکرد انواع باتری‌ الکتریکی بر اساس واکنش‌های شیمیایی اکسایش-کاهش است. به کمک جدا کننده یا الکترولیت، بین کاتد و آند این واکنش‌ها اتفاق می‌افتند. وقتی که دو نوع فلز گوناگون در محلول الکترولیت برابر قرار می‌گیرند، یکی از آنها الکترود از دست می‌دهد و به اسم کاتد شناخته می‌شود و یکی از آنها الکترود گرفته و نقش الکترود کاتد را دارد. با توجه به اینکه بین دو فلز این تفاوت تراکم الکترون‌ها وجود دارد، بین آنها اختلاف پتانسیل ایجاد می‌شود و در آخر انرژی که وسایل الکتریکی نیاز دارند، تأمین می‌گردد.

انواع باتری الکتریکی

هر کدام از باتری‌ها با توجه به هدف خاصی در مصرف خانگی و یا مصرف صنعتی تهیه و مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین بهتر است که انواع باتری الکتریکی را همراه با نام آنها به خوبی بشناسید و در مورد ویژگی آنها و نحوه عملکردشان اطلاعات کافی داشته باشید.

باتری الکتریکی غیر قابل شارژ یا پیل‌های اولیه

باتری‌های اولیه باتری‌هایی می‌باشند که پس از اینکه انرژی که در آنها ذخیره شده است، استفاده می‌شود، نمی‌توان آنها را دوباره شارژ نمود. این باتری‌ها با منبع خارجی قادر به شارژ مجدد نیستند. بنابراین به آنها باتری‌های یکبار مصرف هم گفته می‌شود. انواع باتری قلمی غیر قابل شارژ با کارایی‌های گوناگون در بازار وجود دارند.

از این باتری‌ها معمولاً برای اسباب بازی‌ها، وسایل خانگی کوچک مثل ساعت و ریموت کنترل، رایانه شخصی، اینورتر، چراغ قابل حمل و… استفاده می‌کنند.

پیل‌های ثانویه

پیل‌های ثانویه یکی دیگر از انواع باتری الکتریکی هستند که قابل شارژ هستند. این دسته از باتری‌ها را می‌توان بارها با شارژ مجدد دوباره استفاده نمود. برای تهیه این باتری‌ها در ابتدا شاید هزینه بیشتری پرداخت نمایید، اما در حقیقت انتخاب باتری‌هایی که قابل شارژ هستند موجب کمتر شدن هزینه‌های شما خواهند شد. چون می‌توانید از آنها برای چندین بار استفاده نمایید.

در زندگی روزمره از این گونه باتری الکتریکی برای ساعت هوشمند، ضربان ساز مصنوعی و دوربین استفاده می‌شود. بهتر است به این نکته نیز توجه نمایید که پیل‌های ثانویه کاربردهای نظامی نیز دارند. برای نمونه از این باتری‌ها در زیردریایی‌ها نیز استفاده می‌شود.

پیل سوختی

یکی دیگر از انواع باتری الکتریکی پیل سوختی است که انرژی الکتریکی را به صورت مستقیم از انرژی پتانسیل شیمیایی به دست می‌آورند. اجزای اصلی پیل سوختی شامل کاتالیزگر، الکترولیت، کاتد و آند است و در آنها از اجزای متحرک استفاده نمی‌شود.

یکی از مزایای این باتری‌ها این است که به صورت سازگار با محیط زیست تولید هیدروژن می‌کنند. بنابراین به محیط زیست آسیب کمتری خواهند رساند.

از پیل سوختی معمولاً در وسایل نقلیه مثل وسایل نقلیه موتوری، اتوبوس و اتومبیل و همچنین برای پشتیبانی برای تولید جریان الکتریکی در زمان نبود برق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پیل یدک

به پیل‌های یدک باتری‌های اضطراری هم گفته می‌شود. این این نوع از انواع باتری‌ الکتریکی اینگونه کار می‌کنند که در حالت جامد، الکترولیت آنها غیر فعال است، اما در مواقعی که به نقطه ذوب می‌رسد در آنها هدایت یونی آغاز می‌گردد. به این ترتیب پیل یدک فعال می‌گردد.

انواع این باتری‌ها شامل باتری‌های فعال شده با الکترولیت، گاز، حرارت و آب است. از این باتری‌ها معمولاً در دستگاه فشار سنج، باتری، وسایل نقلیه و دستگاه سنجش زمان استفاده می‌کنند.

باتری روی-کربن

باتری روی-کربن از جمله اولین باتری‌های تجاری هستند و آنها با اسم پیل خشک نیز شناخته می‌شوند. در این باتری‌ها جریان را میله کربنی از الکترود دی‌اکسید منگنز جذب کرده و در آخر موجب تولید جریان برق می‌شود. میزان انرژی که با استفاده از این باتری‌ها تولید می‌گردد، بسیار کم بوده و فقط در ساعت دیواری، رادیو و چراغ قوه کاربرد دارد.

باتری آلکالاین

این باتری‌ها از جمله باتری‌های سلولی خشک محسوب می‌شوند. در بخش مرکزی باتری آلکالاین هیدروکسید پتاسیم و الکترولیت روی وجود دارد که با اکسید منگنز پوشش داده شده است. در آخر باتری آلکالاین با استفاده از قوطی فولادی بسته می‌شوند. این باتری‌ها در مقایسه با باتری‌های دیگر دارای چگالی بیشتری بوده و معمولاً در چراغ قوه، پخش کننده صوتی و رادیو مورد استفاده قرار می‌گیرند.

باتری‌ لیتیومی

یکی دیگر از انواع باتری الکتریکی باتری لیتیومی است. حتماً شما هم باتری‌هایی به صورت دکمه‌ای یا سکه‌ای هستند را دیده‌اید. این باتری‌ها معمولاً در بعضی از ریموت کنترل‌ها و ساعت‌های مچی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها نسبت به باتری‌های قلیایی، منگنز و روی دارای ولتاژ بیشتری هستند. از ویژگی‌های دیگر باتری لیتیومی می‌توان به این مورد اشاره نمود که مقاومت داخلی آنها بالا است و طول عمر بالایی دارند.

باتری نقره اکسید

در این باتری‌ها کاتد از جنس نقره اکسید و الکترولیت باتری از جنس سدیم هیدروکسید یا پتاسیم می‌باشد. باتری نقره اکسید در برابر ظرفیت بالا توان کمی دارد. از ویژگی‌های دیگر این باتری‌ها می‌توان به آب‌بندی منحصر به فرد که موجب شده است در برابر نشت مقاومت زیادی داشته باشد، اشاره نمود.

همچنین این باتری‌ها چگالی بالایی دارند، اما کاربرد آنها محدود است. چون نقره نسبت به فلزات قیمت بیشتری دارد. این باتری در تجهیزات پزشکی، ساعت‌های الکتریکی و ابزارهای دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

باتری روی-هوا

این باتری‌ها از جمله باتری‌های اولیه محسوب می‌شوند ولی طراحی آنها طوری انجام شده است که می‌توان آنها را مجدداً شارژ نمود. در این باتری‌ها به جای کاتد یک بدنه کربنی پر منفذ در نظر گرفته می‌شود که موجب دسترسی به هوا می‌شود. بنابراین اکسیژن هوا در این نوع از باتری‌های الکتریکی به عنوان جرم فعال عمل می‌کند.

این نوع از انواع باتری الکتریکی اینگونه هستند که نخست اکسیژن بایون هیدروکسیل واکنش نشان می‌دهد و سبب می‌شود که زینکات تولید شود، زینکات هم آب و روی اکسید تولید کرده و در آخر به الکترولیت برمی‌گردد.

باتری سرب اسید

از باتری‌های سرب اسید برای ذخیره انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند و در اتومبیل‌ها بیشترین کاربرد را دارند. از ویژگی این نوع از انواع باتری الکتریکی می‌توان به قابلیت تولید جریان زیاد در کنار کیفیت بالای آن اشاره نمود. در مواقعی که باتری کار نمی‌کند، تقریباً نود و سه درصد از سرب برای تولید باتری‌های سرب اسید جدید قابل بازیافت هستند.

باتری لیتیوم-یون

باتری‌های لیتیوم-یون دارای چگالی توان بالایی هستند. این باتری‌ها معمولاً در الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها تقریباً ۱۵۰ وات ساعت انرژی را فقط در یک کیلو از جرم خود می‌توانند به صورت ذخیره داشته باشند.

باتری نیکل-هیدرید فلز

این باتری‌ها به واسطه ظرفیت جریان بالا و طول عمر خوبی که دارند، شناخته می‌شوند. مقاومت حرارتی این نوع از باتری‌ها نسبت به باتری‌های دیگر بالاتر می‌باشد. این نوع از انواع باتری الکتریکی قابل شارژ توانایی ذخیره صد وات ساعت انرژی را در یک کیلو دارند.

باتری نیکل-کادمیوم

ویژگی‌های مثبت این نوع از باتری‌ها قابلیت نگهداری و ذخیره ولتاژ و شارژ الکتریکی می‌باشد. البته این نوع از باتری‌ها دارای مزایای زیادی هستند که می‌توان به طول عمر خوب و نرخ تخلیه کامل آن اشاره نمود. این باتری‌ها شارژ کمی دارند ولی قادر به شارژ مجدد می‌باشند.

همانطور که گفته شد انواع باتری الکتریکی در دو دسته غیر قابل شارژ و قابل شارژ در بازار وجود دارند و افراد با توجه به نیاز خود یکی از آنها را انتخاب می‌کنند. معمولاً برای استفاده از وسایل معمولی از باتری‌های اولیه و باتری‌هایی که قابل شارژ نیستند، استفاده می‌گردد. اما برای وسایلی که برای مدت زمان طولانی مورد استفاده قرار می‌گیرند، باتری‌های ثانویه مناسب‌تر هستند.

با توجه به اینکه در این باتری‌ها می‌توان شارژ انجام داد، به عنوان ذخیره انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای خرید این باتری‌ها باید به مقدار بیشتری هزینه نمایید و برای نگهداری نیز باید دقیق‌تر باشید.

سخن تکمیلی

اگر اطلاعات درست و کاملی در مورد انواع باتری الکتریکی در اختیارتان باشد و کاربرد هر کدام از آنها را به صورت دقیق بدانید، می‌توانید از باتری‌ها شناخت بهتر و بیشتری داشته باشید و به این ترتیب در هنگام انتخاب و خرید باتری الکتریکی نوع مناسب آن را تهیه نمایید.

هر کدام از انواع باتری الکتریکی دارای ویژگی‌ها و خصوصیات خاصی هستند و مزایا و معایب خود را دارند. بنابراین برای استفاده در هر جایی مناسب نخواهند بود و هر کدام کاربرد خاصی دارند. برخی از آنها را می‌توان به صورت مجدد شارژ نمود و بعضی دیگر غیر قابل شارژ هستند.