انواع مختلف باتری : از کدام باتری در شرایط مختلف استفاده کنیم؟

این باتری‌ها هم‌چنان در برخی از تجهیزات الکترونیکی مانند ساعت‌های مچی و دیواری، اسباب بازی‌ها، دوربین‌ها، چراغ‌های قابل حمل و ... مورد استفاده قرار می‌گیرند. باتری اولیه به هیچ عنوان قابلیت شارژ دوباره ندارد و تنها یک بار و برای مدت زمان مشخص (عمر مصرفی باتری) قابل استفاده است.

باتری‌های اولیه معمولا سبک وزن، ارزان و کوچک هستند. این باتری‌ها در مصارف خانگی، معمولا به شکل استوانه‌ای طراحی می‌شوند. (البته تولید آن‌ها در شکل‌های دیگر هم بسیار آسان است). تا سال 1970 باتری‌های مبتنی بر آند روی (Zinc) تقریبا 90 درصد از باتری‌های اولیه را تشکیل می‌دادند. البته در طول جنگ جهانی دوم، باتری‌های روی-کربن هم به شکل گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

مهم‌ترین پیشرفت در باتری‌های اولیه در دوره 1970 تا 1990 میلادی رخ داد. در این دوران، باتری‌های معروف روی-قلیایی منگنز دی اکسید ساخته شده و به مرور زمان، جای باتری‌های روی-کربن را گرفتند. باتری‌های روی - اکسید مرکوریک و کادمیوم - مرکوریک اکسید نیز در این مدت مورد استفاده قرار گرفتند؛ اما به دلیل نگرانی‌های زیست محیطی در رابطه با استفاده از جیوه، این نوع باتری‌ها به تدریج از بین رفتند.

در این دوره، توسعه باتری‌هایی با لیتیوم به عنوان ماده آند فعال، آغاز شده است و به دلیل انرژی ویژه بالا و ماندگاری بیشتر باتری های لیتیوم نسبت به باتری های سنتی روی، این موضوع یک دستاورد بزرگ محسوب می‌شود. باتری‌های لیتیوم به صورت سکه‌ای و برای طیف وسیعی از دستگاه‌ها (ساعت‌های هوشمند، حافظه‌های قابل حمل و ...) مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در ادامه با انواع باتری‌های اولیه و ویژگی‌ها و کاربردهای هر کدام از آن‌ها، بیشتر آشنا می‌شوید:

• 1. باتری روی کربن : کم هزینه، رایج و در اندازه مختلف، قابل استفاده در رادیو‌ها، اسباب بازی‌ها و ...
• 2. باتری‌های منیزیم : ظرفیت بالا، ماندگاری طولانی، قابل استفاده در رادیوهای نظامی و هواپیمایی
• 3. باتری‌های عطارد : ظرفیت بسیار بالا و ماندگاری زیاد، قابل استفاده در سمعک، ضربان‌ساز و دوربین‌های عکاسی
• 4. باتری‌های قلیایی: بسیار محبوب، هزینه متوسط، ظرفیت بالا، محبوب‌ترین باتری‌های اولیه
• 5. باتری‌های نقره-روی : بالاترین ظرفیت، گران، قابل استفاده در پیجر، دوربین‌های عکاسی و ...
• 6. باتری‌های کاتد لیتیوم محلول: چگالی انرژی بالا، عملکرد خوب، ظرفیت بین 1 تا 10000 آمپر
• 7. باتری لیتیوم کاتد محلول: چگالی انرژی بالا، عملکرد دمای پایین، جایگزین باتری‌های سکه‌ای
• 8. باتری الکترولیت لیتیوم/جامد: قدرت کم، ماندگاری طولانی، قابل استفاده در وسایل الکترونیکی پزشکی

باتری ثانویه به عنوان باتری قابل شارژ شناخته می‌شود؛ زیرا بعد از تخلیه، می‌توان آن را دوباره شارژ کرد. به این ترتیب که وضعیت شیمیایی سلول‌های الکتروشیمیایی را می‌توان با عبور جریان از سلول‌ها (در جهت مخالف تخلیه) به وضعیت اولیه خود "شارژ" کرد.
به طور کلی، باتری‌های ثانویه را می‌توان به دو صورت استفاده کرد:

1. در نوع اول، این باتری‌ها را به عنوان منبع تامین انرژی ثانویه مورد استفاده قرار می‌دهند. در این حالت، باتری به صورت مداوم به منبع اصلی انرژی وصل شده و در صورت نیاز (قطع شدن برق) مورد استفاده قرار می‌گیرد. (منابع تغذیه بدون وقفه مانند UPS)

2. در نوع دوم، این باتری‌ها به عنوان منبع تامین انرژی اصلی مورد استفاده قرار گرفته و با خالی شدن ظرفیت آن‌ها، دوباره شارژ می‌شوند (تلفن‌های همراه، لپ تاپ، دوربین‌های عکاسی و ...)

تا همین چند سال قبل، تنها دو نوع باتری قابل شارژ در بازار موجود بودند: باتری‌های سرب-اسید که در سال 1850 تولید شدند و باتری‌های نیکل کادمیوم که در سال 1990 پا به عرصه گذاشتند. اولین و متداول‌ترین باتری‌های قابل شارژ، باتری‌های سربی - اسیدی نامیده می‌شوند. الکترولیت مورد استفاده در این نوع باتری‌ها اسید سولفوریک است.

نوع دوم باتری‌های قابل شارژ، مدل نیکل-کادمیوم نامیده می‌شود. در این باتری‌ها از نیکل اکسید به عنوان الکترود مثبت و از متال کادمیوم به عنوان الکترود منفی استفاده می‌شود. الکترولیت به کار رفته در باتری‌‌های نیکل-کادمیوم، از نوع محلول قلیایی هیدروکسید پتاسیم است.

در دو دهه اخیر، دو نوع دیگر از باتری‌های قابل شارژ، طراحی و روانه بازار شدند: نیکل-متال هیدرید و لیتیوم-یون. باتری‌های لیتیوم یون با انرژی و چگالی بالا، یک انقلاب در عرصه باتری‌ به شمار می‌روند. باتری تلفن پاناسونیک مدل kx-tg2361jxb یک مدل باتری شارژی از نوع نیکل – متال هیدرید است.

باتری‌های سربی-اسیدی

باتری‌های سرب اسید محبوب ترین و پرکاربردترین باتری‌های قابل شارژ هستند. این مدل‌ها بیش از یک قرن است که به عنوان تجهیزات موفق و قابل اعتماد، امتحان خود را پس داده‌اند. باتری‌های سرب-اسید در ظرفیت‌های مختلف (از 1 آمپر تا 12 هزار آمپر در دسترس هستند). یکی از مهم‌ترین کاربردهای باتری‌های سرب اسید در صنعت خودرو است؛ زیرا عمدتا به عنوان باتری SLI (راه‌اندازی، روشنایی و احتراق) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

باتری‌های نیکل-کادمیوم

باتری‌های نیکل-کادمیوم که آن‌ها را با نام Ni-Cd هم می‌شناسیم، در کنار مدل سرب-اسید، قدیمی‌ترین نوع از باتری‌های قابل شارژ محسوب می‌شوند. این باتری‌ها عمر بسیار زیادی دارند و در کنار آن، قابل اعتماد و محکم نیز هستند. یکی از مزایای اصلی باتری‌های Ni-Cd این است که می توانند در معرض نرخ تخلیه بالایی قرار گیرند و هم‌چنین در طیف وسیعی از درجه حرارت کار کنند.

اثر حافظه را می‌توان تنها ویژگی منفی این باتری‌ها دانست. به این صورت که ظرفیت آن‌ها به مرور زمان و در اثر شارژ کردن‌های مداوم، کم و کم‌تر می‌شود.

باتری‌های نیکل-متال هیدرید

این نوع باتری‌ها نسبتا جدید بوده و یک نسخه توسعه یافته از باتری‌های الکترود هیدروژن نیکل هستند که منحصرا در برنامه‌های هوافضا (ماهواره‌ها) استفاده می‌شدند. الکترود مثبت این باتری، نیکل اکسی هیدروکسید است؛ در حالی که الکترود منفی، یک آلیاژ فلز است که در آن، هیدروژن به صورت برگشت‌پذیر ذخیره می‌شود.

یکی از مزایای اصلی باتری‌های نیکل-متال هیدرید نسبت به باتری Ni-Cd، انرژی و چگالی انرژی بیشتر آن‌ها است. باتری‌های Ni-Mh به صورت سلول‌های استوانه‌ای کوچک در بازار موجود هستند و در لوازم الکترونیکی قابل حمل، استفاده می‌شوند. باتری تلفن پاناسونیک hhr-p105 یک نوع باتری Ni-Mh است.

باتری‌های لیتیوم-یون

امروزه بیش از 50 درصد از بازار باتری، به این مدل اختصاص یافته است. لپ تاپ‌ها، تلفن‌های همراه، دوربین‌ها و ... از باتری‌‌های لیتیوم-یون استفاده می‌کنند.

در نگاه اول به نظر می‌رسد که تنها دو عامل عملکرد و هزینه در انتخاب یک باتری، تاثیرگذار هستند. اما اگر کمی به این موضوع دقیق‌تر شویم، می‌بینیم که موارد زیر هم نقش مهمی در انتخاب و خرید یک باتری مناسب ایفا می‌کنند:

1. نوع باتری (اولیه یا ثانویه)
2. انرژی یا قدرت
3. عمر مفید
4. بهره‌وری انرژی و نرخ شارژ مجدد
5. عمر باتری
6. دمای باتری

بنابراین در زمان خرید یک باتری، تمامی جوانب را با دقت بالا مورد بررسی قرار دهید تا بتوانید یک باتری متناسب با نیازهای خود را انتخاب کنید.

در این مقاله به بررسی انواع باتری و تکنولوژی و کاربردهای هر کدام از آن‌ها پرداختیم. اکنون می‌توانید با یک دید روشن، باتری متناسب با نیاز خود را انتخاب و آن را از نمایندگی‌های معتبر و مجاز خریداری نمایید.

باتری‌ها از مهم‌ترین وسایل جانبی محصولات الکترونیکی به شمار می‌روند. بنابراین انتخاب یک باتری مناسب، می‌تواند علاوه بر صرفه جویی در هزینه‌ها، خیال شما را برای مدت زمانی طولانی، از خرید یک باتری جدید راحت کند.