راهنمای خرید انواع باتری شارژی و غیر شارژی

با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی استفاده از دستگاه های کوچک خانگی بسیار زیاد شده است و میتوان گفت در هر منزلی حتما چندین دستگاه و گجت خانگی که با باتری کار میکنند وجود دارد.پیش از آنکه باتری(Battery) اختراع شود، برای تولید نیرو، از بخار یا سوخت استفاده می‌کردند.اما به دلیل بزرگ و جاگیر بودن ماشین بخار و یا سوخت ، دانشمندان در صدد تولید پیل یا باتری در آمدند.از ساعت‌های دیواری و کنترل‌های ریموت گرفته تا دسته‌ی بازی و دوربین‌های عکاسی، طیف وسیعی از وسایل الکترونیکی همچنان وابسته به باتری‌های قلمی هستند.در ادامه مطلب شما را با انواع باتری آشنا میکنیم:

باتری چیست؟

پیل ( باتری ) وسیله ای است که انرژی حاصل از یک واکنش شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند . معمولاً برای آن که نیروی محرکه ی بیش تری به دست آید ، چند پیل را به هم متصل می کنند . مجموع این پیل ها را باتری می نامند . در پیل خشک از خمیری متشکل از یک ماده ی ژلاتینی بی اثر و نشادر ( نوعی نمک شیمیایی ) به عنوان الکترولیت استفاده می شود . جنس ظرف محتوی این خمیر ، روی است . در واقع این ظرف ، قطب منفی پیل را تشکیل می دهد . قطب مثبت پیل ، میله ای از جنس کربن است . برای این که هنگام استفاده از پیل لایه ای از حباب های هیدروژن اطراف میله ی کربنی را فرا نگیرد ، اطراف آن را با مخلوط بی اکسید منگنز و کربن می پوشانند . قسمت بالای پیل را با ورقه ای از فیبر ، توسط قیر یا ماده ای دیگر مسدود می کنند تا خمیر داخل آن خشک نشود.

انواع باتری

بر اساس شرایط محیطی و شرایط الکتریکی مورد استفاده بایستی از باتریهای متفاوت استفاده نمود که دارای مشخصات گوناگون تحت شرایط دشارژ می‌باشند انواع باتری از نظر کاربرد عبارت است از:باتری‌های خورشیدی که شارژ آنها تابع قوانین خاص است. باتری‌های مورد استفاده در ups و لپ تاپ و موبایل که توانایی تأمین یک جریان ثابت برای مدت زمان طولانی را دارند. باتری‌های اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت که می‌توانند جریان زیادی را در مدت زمان کوتاه جهت استارت تأمین کنند. باتری‌های سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل که باید دارای عمر و پایداری بالایی باشند. باتری‌های قلمی و نیم قلمی و...(باتری که برای مصارف عمومی ساخته شده‌اند) این باتری‌ها باید ارزان باشند. باتری‌ها سکه‌ای و باتری‌های پشتیبان که می‌توانند جریان کمی را برای مدت زمان خیلی طولانی تأمین کنند. و... بطور کلی باتریها به دو دسته قابل شارژ و غیرقابل شارژ تقسیم‌بندی می‌شوند:

باتری های غیر قابل شارژ (یک بار مصرف)

این باتری‌ها قادر به شارژ الکتریکی نبوده و یکبار استفاده و دشارژ می‌شوند. باتری‌های غیرقابل شارژ، سلول‌های خشک (باتری خشک) نیز نامیده می‌شوند. در باتری خشک معمولی، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت)  و ماده کاتد (قطب منفی) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را در بر گرفته است، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. اساس نام گذاری باتری با نام‌های همچون باتری Lithium یا باتری Alkaline یا ... به دلیل عناصر استفاده در ساخت آن‌ها می‌باشد.

باتری های قابل شارژ

Rechargeable battery گروهی از پیل‌های الکتروشیمیایی هستند که از لحاظ الکتریکی قابلیت شارژ مجدد را دارند. این گونه در اندازه‌های مختلف و با ترکیبات مختلف شیمیایی وجود دارد. باتری‌های قابل شارژ می‌توانند از لحاظ زیست محیطی و مسائل اقتصادی سودمند باشند. ساخت این باتری‌ها می‌تواند به کاهش زباله‌هایی که توسط باتری‌های یک بار مصرف ایجاد می‌شود، کمک کند.این باتری‌ها پس از دشارژ، با عبور جریان در جهت مخالف جریان دشارژ، بصورت الکتریکی قابل شارژ می‌باشند و با نام باتری‌های ذخیره یا باتری شارژی نیز شناخته می‌شوند، عمر این باتری بیشتر از ۵ سال است و بار‌ها می‌توان آن‌ها را شارژ و دشارژ کرد.

انواع باتری های سیلندری

از ابتدا ساخت و طراحی باتری های سیلندری به صورت تجاری در حدود اوایل قرن بیستم ، هیچگونه استانداردی بر روی آنان حاکم نبود و شرکت های مختلف در ابعاد و ظرفیت دلخواه ، آن ها را راهی بازار مصرف کنندگان می کردند. همین مورد اشکالی بود که موئسسه های بزرگ دنیا از جمله موئسسه ملی استاندارد آمریکا (ANSI) ، به وضع استانداردی در سال 1907 رای دادند که باتری های سیلندری در سایز هایی مشخص ، که از معروف ترین آنها می توان به : C ، B ، AA ، AAA و AAAA اشاره کرد ، به تولید برسند.

باتری های AA

استاندارد باتری‌های AA یا قلمی (که امروزه متداول‌ترین نوع باتری سیلندری در جهان به‌شمار می‌روند) در سال ۱۹۴۷ وضع شد؛ هرچند این باتری‌ها مدت‌ها قبل از استانداردسازی نیز به‌صورت گسترده تولید و استفاده می‌شدند.باتری‌های AA حدود ۵ سانتی‌متر طول و ۱٫۳ سانتی‌متر قطر دارند. وزن باتری‌های قلمی بسته به نوع آن‌ها متغیر است و از ۱۵ گرم در باتری‌های لیتیومی تا ۳۱ گرم در باتری‌های نیکل-هیدرید فلزی می‌رسد. امروزه حدود ۶۰ درصد از باتری‌های آلکالاین فروخته‌شده در جهان از نوع AA هستند.

باتری های AAA

باتری‌های AAA ولتاژ یکسانی با باتری‌های AA دارند و به‌دلیل سایز کوچک‌تر، معمولا در دستگاه‌هایی استفاده می‌شوند که به‌دلیل محدودیت ابعاد، ضخامت و وزن نمی‌توانند از باتری‌های AA استفاده کنند. یک باتری AAA معمولا حدود یک‌سوم باتری AA مشابه خود ظرفیت دارد.با پیشرفت تکنولوژی و بهینه شدن مصرف دستگاه‌های الکترونیکی و از طرفی افزایش یافتن ظرفیت باتری‌های AAA، بسیاری از دستگاه‌هایی که تا پیش از این از باتری‌های AA استفاده می‌کردند (مانند ریموت کنترل‌ها، کیبوردها، موس‌های بیسیم و ...) امروزه از باتری‌های کوچک‌تر AAA استفاده می‌کنند.

باتری های AAAA

باتری‌های AAAA یا کوادروپل A موارد مصرف بسیار کمتری نسبت به دیگر انواع باتری‌های سیلندری دارند و هرچند از سال ۲۰۱۰ به بعد اندکی به شهرت آن‌ها افزوده شده‌ است؛ اما همچنان به‌سختی می‌توان آن‌ها را در فروشگاه‌های لوازم الکترونیکی پیدا کرد. از این نوع باتری‌ها بیشتر در دستگاه‌های کوچکی چون اشاره‌گرهای لیزری کوچک، ریموت دزدگیر ماشین، خودکارهای مجهز به لامپ LED، استایلوس‌ها و آمپلی‌فایرهای هدفون استفاده می‌شود.

باتری های C

باتری‌های C با طول ۵ و قطر ۲٫۶ سانتی‌متر معمولا در اسباب‌بازی‌های پرمصرف و چراغ‌قوه‌های دستی استفاده می‌شوند. در سال ۲۰۰۷، سهم بازار این نوع باتری‌ها به ۴ تا ۵ درصد می‌رسید. ولتاژ نامی باتری‌های C آلکالاین ۱٫۵ ولت است و ظرفیت آن‌ها تا ۸۰۰۰ میلی‌آمپر ساعت نیز می‌رسد؛ هرچند انواع قدیمی زینک-کربن معمولا ظرفیتی برابر با ۳۸۰۰ میلی‌آمپر ساعت دارند.پیشینه‌ی باتری‌های سایز استاندارد C از باتری‌های AA و AAA قدیمی‌تر است و به دهه‌ی ۲۰ میلادی می‌رسد.

باتری های D

باتری‌های D معمولا در دستگاه‌های بسیار پرمصرف مانند چراغ قوه‌های قوی، رادیوها و ضبط صوت‌های بزرگ معروف به Boombox و دستگاه‌های دارای موتور الکتریکی استفاده می‌شوند. این باتری‌ها ۶٫۱ سانتی‌متر طول و ۳٫۳ سانتی‌متر قطر دارند و ظرفیت آن‌ها در برخی مدل‌های خاص به ۲۰ هزار میلی‌آمپر ساعت نیز می‌رسد.جالب است بدانید باتری‌های سایز D قدیمی‌ترین باتری‌های سیلندری هستند که هنوز تولید می‌شوند. پیشینه‌ی این باتری‌ها به سال ۱۸۹۸ (قبل از استانداردسازی باتری‌های قلمی) می‌رسد. تا قبل از معرفی شدن دیگر انواع و ابعاد باتری‌های قلمی، باتری‌های D به «باتری چراق قوه» مشهور بودند. آمریکا بزرگ‌ترین بازار مصرف باتری‌های سایز D است؛ به‌طوری‌که سهم بازار این باتری‌ها در این کشور به ۸ درصد می‌رسد.
باتری دوتایی بزرگ Ronda Ultra Plus Heavy Duty D مدل R20P کارتی

آشنایی با اصطلاحات مربوط به باتری

باتری یا پیل الکتریکی (ولتائیک) منبعی از انرژی پتانسیل الکتریکی است که در درون آن با انجام واکنش‌های شیمیایی، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود، این انرژی در قطب‌های باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطب‌های باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Electromotive force یا emf) باتری می‌گویند و آن را با یکای ولت اندازه‌گیری می‌کنند. قطب مثبت باتری را کاتد و قطب منفی آن را آند می‌نامند.در ادامه مطلب درباره اصطلاحات باتری بررسی میکنیم:

میلی آمپر ساعت (mah)

ظرفیت باتری‌های قلمی معمولا با واحد «میلی‌آمپر ساعت» (mAh) نشان داده می‌شود. به بیان ساده، یک باتری ۲۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی می‌تواند به مدت ۱ ساعت جریانی به شدت ۲۰۰۰ میلی‌آمپر؛ یا به ‌مدت ۱۰۰ ساعت جریانی ۲۰ میلی‌آمپری فراهم کند. باید دقت داشت که آمپر ساعت و میلی‌آمپر ساعت واحدهای انرژی نیستند. برای به دست آوردن میزان انرژی ذخیره‌شده در باتری (با واحد وات-ساعت) باید ظرفیت آن (با واحد میلی‌آمپر ساعت) را در ولتاژ باتری ضرب کرد. البته همان‌طور که در ادامه توضیح خواهیم داد، به دلیل متغیر بودن ولتاژ باتری‌های قلمی، با استفاده از این روش نیز عدد دقیقی از میزان انرژی ذخیره‌شده در باتری به دست نخواهد آمد.

وات-ساعت(wh)

هرچند از واحد وات-ساعت کمتر برای مشخص کردن ظرفیت باتری‌های قلمی استفاده می‌شود؛ اما این واحد معیار دقیق‌تری برای مقایسه‌ی ظرفیت باتری‌های مختلف است. برای مثال انرژی ذخیره‌شده در دو باتری با ظرفیت یکسان ۲۰۰۰ میلی‌آمپری ممکن است با هم متفاوت باشد؛ چرا که ولتاژ همه‌ی باتری‌های قلمی با هم برابر نیست. به‌عنوان نمونه، بیشتر باتری‌های قلمی ۱.۲ ولتی هستند؛ درحالی‌که باتری‌های قلمی لیتیومی ۱.۵ ولتی نیز در بازار وجود دارند. بنابراین یک باتری قلمی ۲۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی لیتیومی، تقریبا ۳ وات-ساعت انرژی دارد.

چگالی انرژی

به میزان انرژی ذخیره‌شده در واحد حجم «چگالی انرژی» گفته می‌شود. اگرچه گاهی از این عبارت برای اشاره به انرژی ذخیره‌شده در واحد جرم نیز استفاده می‌شود؛ اما باید توجه داشت که اصطلاح دقیق‌تر برای چنین منظوری انرژی ویژه است.

عمر قفسه

باتری‌ها حتی هنگامی که از آن‌ها استفاده نمی‌شود و درون بسته‌بندی خود هستند هم به‌صورت تدریجی انرژی ذخیره‌شده‌ی خود را از دست می‌دهند. مدت زمانی که طول می‌کشد تا یک باتری بیشتر ظرفیت خود را از دست بدهد به «عمر قفسه» (shelf life) مشهور است. در شرایط دمای اتاق، عمر قفسه‌ی باتری‌‌های غیر شارژی روی-کربن بین 2 تا 3 سال، باتری‌های آلکالاین بین4 تا 5 سال و باتری‌های لیتیومی بین ۱۰ تا ۱۵ سال است. این مقدار برای باتری‌های شارژی معمولا بسیار کم‌تر است

دشارژ خودکار

 حتی اگر هیچ‌گونه تماسی بین الکترودهای باتری برقرار نباشد، واکنش‌های شیمیایی داخل باتری شارژ الکتریکی ذخیره‌شده را با گذر زمان کاهش می‌دهند. دشارژ اتوماتیک باعث می‌شود عمر قفسه‌ی باتری کاهش پیدا کند و میزان شارژ درون آن هنگامی که به دست مشتری می‌رسد نسبت به شارژ ابتدایی کارخانه بسیار کم‌تر باشد.

اثر حافظه

اثر حافظه پدیده‌ای است که در آن درصورت شارژ کردن باتری نیمه‌پر، ظرفیت آن به‌طور تدریجی کاهش پیدا می‌کند. برای مثال اگر باتری خود را با داشتن ۲۵ درصد شارژ مجددا شارژ کنید، پس از چند سیکل باتری بازه‌ی شارژ «۲۵ تا ۱۰۰ درصد» را به‌عنوان بازه‌ی «صفر تا ۱۰۰ درصد» در نظر می‌گیرد و عملا ۲۵ درصد از ظرفیت خود را از دست می‌دهد. در چنین حالتی به اصطلاح گفته می‌شود باتری نقطه‌ی شارژ شدن را به‌عنوان شارژ صفر «به یاد می‌آورد» یا اینکه ظرفیت قدیمی خود را فراموش می‌کند.