باتری

به مجموعه ای از سلاول ها که واکنش شیمیایی جریان الکترون ها را در مداری بوجود می آورند گویند ، اما دقیقا چه می باشد ؟

اجزای اصلی باتری ها به 3 جزء تقسیم می گردند :

  1. آند یا قسمت سر منفی باتری
  2. کاتد یا سر مثبت باتری
  3. الکترولیت

ترکیب آند و کاتد در یک مدار باعث ایجاد یک واکنش شیمیایی می گردد این واکنش در واقع بین الکترولیت اتفاق می افتد.

الکترون ها توسط این واکنش از طریق مدار جریبان پیدا می کنند.

باتری چیست ؟

باتری وسیله ای است متشکل از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی با اتصالات خارجی  برای تأمین انرژی دستگاه های الکتریکی مانند چراغ قوه ، تلفن های همراه و اتومبیل های برقی. هنگامی که یک باتری در حال تأمین انرژی الکتریکی است ، ترمینال مثبت آن کاتد و ترمینال منفی آن آند است.   ترمینال منفی مشخص شده منبع الکترونهایی است که از طریق یک مدار الکتریکی خارجی به پایانه مثبت منتقل می شود. هنگامی که یک باتری به یک بار الکتریکی خارجی متصل می شود ، یک واکنش ردوکس واکنش دهنده های با انرژی بالا را به محصولات کم انرژی تبدیل می کند و اختلاف انرژی آزاد به عنوان انرژی الکتریکی به مدار خارجی تحویل می شود.   از لحاظ تاریخی اصطلاح “باتری” به طور خاص به دستگاهی متشکل از چند سلول اشاره داشت ، اما استفاده از این ترکیب شامل دستگاههایی است که از یک سلول واحد تشکیل شده اند.

باتری های اصلی (یکبار مصرف یا یکبار مصرف) یکبار استفاده می شوند و دور انداخته می شوند ، زیرا مواد الکترود در هنگام تخلیه برگشت ناپذیر تغییر می کنند. یک نمونه معمول باتری قلیایی است که برای چراغ قوه و بسیاری از دستگاه های الکترونیکی قابل حمل استفاده می شود. باتری های ثانویه (قابل شارژ) با استفاده از جریان الکتریکی اعمال شده می توانند چندین بار تخلیه و شارژ شوند. ترکیب اصلی الکترودها را می توان با جریان معکوس بازیابی کرد. به عنوان مثال می توان به باتری های اسید سرب که در وسایل نقلیه استفاده می شوند و باتری های لیتیوم یون که برای الکترونیک های قابل حمل مانند لپ تاپ و تلفن های همراه استفاده می شود ، اشاره کرد.

اشکال مختلف باتری

باتری ها دارای اشکال و اندازه های مختلف هستند ، از سلول های مینیاتوری که برای تأمین انرژی سمعک و ساعت مچی استفاده می شود تا سلول های کوچک و نازک مورد استفاده در تلفن های هوشمند ، باتری های بزرگ اسید سرب یا باتری های لیتیوم یون در وسایل نقلیه و در بزرگترین باتری های بزرگ ، اندازه اتاقهایی که برق آماده به کار یا اضطراری را برای مراکز تلفن و مراکز داده رایانه فراهم می کنند.

انرژی خاص باتری (انرژی در واحد جرم) بسیار کمتر از سوختهای متداول مانند بنزین است. در اتومبیل ، این تا حدی با کارایی بیشتر موتورهای الکتریکی در تبدیل انرژی شیمیایی به کار مکانیکی ، در مقایسه با موتورهای احتراق جبران می شود.

اگر در باتری آند و یا کاتد مصرف شوند (اتمام شوند) و یا دیگر قادر به استفاده در واکنش نباشند ، دیگر برقی نمی توانند تولید نمایند.

در آن لحظه پیل شما “مرده” است.باتری هایی که می توانند دوباره شارژ شوند،پیل های “ثانویه” نامیده می شوند.

استفاده از “باتری” برای توصیف گروهی از وسایل الکتریکی مربوط به بنجامین فرانکلین است ، وی در سال 1748 چندین شیشه لیدن را به قیاس باتری توپ توصیف کرد  (بنجامین فرانکلین اصطلاح “باتری” را از ارتش وام گرفته است ، که اشاره دارد به سلاح هایی که با هم کار می کنند ).

الساندرو ولتا ، فیزیکدان ایتالیایی ، اولین باتری الکتروشیمیایی ، شمع ولتایی را در سال 1800 ساخت و توصیف کرد.  این یک دسته از صفحات مس و روی بود که توسط دیسک های کاغذی آغشته به آب نمک از هم جدا شده بودند و می توانستند برای مدت زمان قابل توجهی جریان ثابت ایجاد کنند. ولتا نمی فهمید که ولتاژ ناشی از واکنش های شیمیایی است. او فکر کرد که سلولهای او منبع تمام نشدنی انرژی است  و اثرات ناشی از خوردگی در الکترودها بیش از آنکه نتیجه ای اجتناب ناپذیر از عملکرد آنها باشد ، فقط یک مزاحمت است ، همانطور که مایکل فارادی در 1834 نشان داد.

اگرچه باتری های اولیه از نظر تجربی از ارزش بالایی برخوردار بودند ، اما در عمل ولتاژ آنها نوسان داشت و نمی توانستند جریان زیادی را برای یک دوره پایدار تأمین کنند. سلول دانیل که در سال 1836 توسط شیمیدان بریتانیایی جان فردریک دانیل اختراع شد ، اولین منبع عملی برق بود که به یک استاندارد صنعتی تبدیل شد و تصویب گسترده ای را به عنوان منبع تغذیه شبکه های تلگراف الکتریکی مشاهده کرد. این شامل یک گلدان مسی بود که با محلول سولفات مس پر شده بود و در آن یک ظرف سفالی بدون لعاب پر از اسید سولفوریک و یک الکترود روی غوطه ور شده بود.

این سلولهای مرطوب از الکترولیتهای مایع استفاده می کنند که در صورت عدم کنترل صحیح مستعد نشت و ریزش هستند. بسیاری از آنها از شیشه های شیشه ای برای نگهداری اجزای سازنده خود استفاده می کردند که این امر باعث شکننده و بالقوه خطرناک بودن آنها می شد. این ویژگی ها سلول های مرطوب را برای وسایل قابل حمل نامناسب کرد. در اواخر قرن نوزدهم ، اختراع باتری های سلول خشک ، که جایگزین الکترولیت مایع با خمیر شد ، تجهیزات الکتریکی قابل حمل را عملی ساخت.

دسته ها و انواع باتری ها

مقاله اصلی: لیست انواع باتری

از بالا به پایین: یک باتری بزرگ 3.5 ولتی 3R12 ، یک سلول D ، یک سلول C ، یک سلول AA ، یک سلول AAA ، یک سلول AAAA ، یک باتری A23 ، یک باتری 9 ولت PP3 و یک جفت سلول دکمه ای (CR2032 و LR44)
باتری ها به اشکال اولیه و ثانویه طبقه بندی می شوند:

باتری های اولیه به گونه ای طراحی شده اند که تا زمانی که انرژی خود را از دست ندهند و دور انداخته شوند ، مورد استفاده قرار گیرند. واکنش های شیمیایی آنها به طور کلی برگشت پذیر نیستند ، بنابراین نمی توان آنها را دوباره شارژ کرد. وقتی منبع واکنش دهنده های باتری تمام شد ، باتری تولید جریان را متوقف می کند و بی فایده است.
باتری های ثانویه را می توان دوباره شارژ کرد. یعنی می توانند با اعمال جریان الکتریکی به سلول واکنش های شیمیایی خود را معکوس کنند. این واکنش دهنده های شیمیایی اصلی را بازسازی می کند ، بنابراین می توان آنها را چندین بار استفاده ، دوباره شارژ و دوباره استفاده کرد.
برخی از انواع باتری های اصلی که مثلاً برای مدارهای تلگرافی استفاده می شوند ، با تعویض الکترودها دوباره به کار افتادند. باتری های ثانویه به دلیل اتلاف مواد فعال ، از بین رفتن الکترولیت و خوردگی داخلی ، به طور نامحدود شارژ نمی شوند.

اولیه

مقاله اصلی: سلول اولیه
باتری های اولیه یا سلول های اولیه می توانند بلافاصله هنگام مونتاژ جریان تولید کنند. این موارد معمولاً در دستگاههای قابل حمل که تخلیه جریان کم دارند ، فقط به صورت مقطعی استفاده می شوند یا به دور از منبع تغذیه جایگزین مورد استفاده قرار می گیرند ، مانند مدارهای هشدار و ارتباطات که برق دیگر فقط به صورت متناوب در دسترس است. سلولهای اولیه یکبار مصرف را نمی توان به طور قابل اطمینان شارژ کرد ، زیرا واکنش های شیمیایی به راحتی قابل برگشت نیستند و مواد فعال ممکن است به شکل اصلی خود باز نگردند. تولیدکنندگان باتری توصیه می کنند از تلاش برای شارژ مجدد سلولهای اصلی استفاده نکنند. به طور کلی ، این چگالی انرژی بالاتر از باتری های قابل شارژ است ، اما باتری های یکبار مصرف در برنامه های تخلیه زیاد با بارهای کمتر از 75 اهم (75 Ω) خوب عمل نمی کنند. انواع متداول باتری های یکبار مصرف شامل باتری های روی – کربن و باتری های قلیایی است.

ثانوی

مقاله اصلی: باتری قابل شارژ
باتری های ثانویه ، همچنین به عنوان سلول های ثانویه یا باتری های قابل شارژ شناخته می شوند ، باید قبل از استفاده اول شارژ شوند. آنها معمولاً با مواد فعال در حالت تخلیه مونتاژ می شوند. با استفاده از جریان الکتریکی ، باتری های قابل شارژ مجدداً شارژ می شوند ، که واکنش های شیمیایی را که در هنگام تخلیه / استفاده رخ می دهد معکوس می کند. دستگاه هایی برای تأمین جریان مناسب شارژر نامیده می شوند.

قدیمی ترین شکل باتری قابل شارژ ، باتری اسید سرب است که به طور گسترده ای در برنامه های خودرو و قایقرانی استفاده می شود. این فناوری حاوی الکترولیت مایع در یک ظرف بدون درز است که نیاز دارد باتری به حالت ایستاده نگه داشته شود و منطقه به خوبی تهویه شود تا از پراکندگی ایمن گاز هیدروژن تولید شده در هنگام شارژ بیش از حد اطمینان حاصل شود. باتری اسید سرب از نظر میزان انرژی الکتریکی که می تواند تأمین کند ، نسبتاً سنگین است. هزینه کم تولید و سطح بالای جریان آن باعث می شود که معمولاً در آنجا ظرفیت (بیش از 10 آه) مهمتر از مسائل مربوط به وزن و کار باشد. یک برنامه رایج ، باتری اتومبیل مدرن است که به طور کلی می تواند جریان حداکثر 450 آمپر را تحویل دهد.

سوپاپ مهر و موم شده باتری سرب – اسید (باتری VRLA) در صنعت خودروسازی محبوب است و به عنوان جایگزینی سلول مرطوب اسید سرب است. باتری VRLA از الکترولیت اسید سولفوریک بی حرکت استفاده می کند و احتمال نشت را کاهش می دهد و ماندگاری آن را افزایش می دهد. [27] باتری های VRLA الکترولیت را بی حرکت می کنند. دو نوع عبارتند از:

باتری های ژل (یا “سلول ژل”) از الکترولیت نیمه جامد استفاده می کنند.
باتری های مات شیشه ای جذب شده (AGM) الکترولیت را در یک تشک مخصوص فایبرگلاس جذب می کنند.
سایر باتری های قابل شارژ قابل حمل شامل چندین نوع “سلول خشک” مهر و موم شده است که در برنامه هایی مانند تلفن های همراه و رایانه های لپ تاپ مفید هستند. سلولهای این نوع (به ترتیب افزایش چگالی توان و هزینه) شامل سلولهای نیکل-کادمیوم (NiCd) ، نیکل-روی (NiZn) ، هیدرید فلز نیکل (NiMH) و یون لیتیوم (یون لیتیوم) است. یون لیتیوم بالاترین سهم را در بازار قابل شارژ سلول خشک دارد. NiMH به دلیل ظرفیت بالاتر در بیشتر برنامه ها جایگزین NiCd شده است ، اما NiCd همچنان در ابزارهای قدرت ، رادیوهای دو طرفه و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.

در دهه 2000 ، پیشرفت ها شامل باتری های الکترونیکی تعبیه شده مانند USBCELL است که امکان شارژ باتری AA از طریق اتصال USB ، [28] باتری نانولوله را فراهم می کند که سرعت تخلیه حدود 100 برابر بیشتر از باتری های فعلی و بسته های باتری هوشمند با وضعیت – مانیتورهای شارژ و مدارهای محافظ باتری که از تخریب بیش از حد تخلیه جلوگیری می کنند. تخلیه کم خود (LSD) باعث می شود سلول های ثانویه قبل از حمل بار شارژ شوند.

۱۳۹۸-۰۹-۱۸
فروش باتری عمده

بهترین پخش ​فروش باتری عمده را از کجا پیدا کنیم؟

فروش باتری عمده از مسائلی که همواره در پیرامون محیط تجارت و کسب و کار باتری مطرح می شود مسائلی […]
۱۳۹۸-۰۷-۰۸

ماکسل

ماکسل کمپانی maxell holdings که معمولا با نام مکسل شناخته می شود، یک کمپانی ژاپنی است که لوازم الکترونیکی مصرفی […]
۱۳۹۸-۰۶-۲۰

جریان مستقیم با ولتاژ بالا

جریان مستقیم با ولتاژ بالا   سیستم های انتقال انرژی الکتریکی توسط جریان مستقیم با ولتاژ بالا یا فشار قوی […]
۱۳۹۸-۰۶-۱۸

ولتاژ بسیار کم

ولتاژ بسیار کم   ولتاژ بسیار کم (ELV) یک ولتاژ برای منبع تغذیه در محدوده ای است که کمی ریسک […]
۱۳۹۸-۰۶-۱۱

باتری پنی

باتری پنی   باتری پنی یا باتری سکه ای یک نوع پیل ولتائیک است که از سکه های مختلف به […]
۱۳۹۸-۰۶-۰۹

جریان مستقیم

جریان مستقیم جریان مستقیم (DC) جریان یک طرفه ای از بارهای الکتریکی است. اصلی ترین نمونه از جریان های DC […]
۱۳۹۸-۰۶-۰۴

سلول الکترولیتی

سلول الکترولیتی   سلول الکترولیتی یک سلول الکتروشیمیایی است که با استفاده از انرژی الکتریکی یک واکنش اکسایش غیر خود […]
۱۳۹۸-۰۵-۲۸

باتری رادیکال ارگانیک

باتری رادیکال ارگانیک   باتری رادیکال ارگانیک (ORB) نوعی باتری است که برای اولین بار در سال ۲۰۰۵ تولید شده […]
۱۳۹۸-۰۵-۲۶

باتری های مبتنی بر پلیمر

باتری های مبتنی بر پلیمر   باتری های مبتنی بر پلیمر برای تشکیل یک باتری به جای فلزات از مواد […]