باتری یک منبع انرژی الکتریکی قابل حمل است که از طریق واکنش های شیمیایی درون خود، الکتریسیته تولید می‌کند. به عبارت دیگر، باتری‌ها انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. امروزه از باتری ها در طیف وسیعی از دستگاه ها، از جمله تلفن های همراه، لپ‌تاپ‌ها، خودرو ها، تجهیزات پزشکی، ابزار های سارژی مانند دریل شارژی و … استفاده می شود. به همین خاطر خوب است که شما با انواع باتری و تفاوت آن ها مخصوصا تفاوت باتری لیتیوم یون با باتری نیکل کادمیوم که در بیشتر ابزارهای برقی مورد استفاده قرار می گیرند؛ آشنا شوید.
اجزای باتری
- الکترودها: الکترود ها هادی های الکتریکی هستند که در واکنش‌های شیمیایی الکتروشیمیایی شرکت می‌کنند. جنس الکترود ها به نوع باتری بستگی دارد. به عنوان مثال، در باتری‌های سرب-اسید، الکترودها از صفحات سربی ساخته می‌شوند.
- الکترولیت: الکترولیت محلولی است که یون‌ها را بین الکترود ها منتقل می‌کند. یون‌ها حامل های بار الکتریکی هستند که جریان الکتریسیته را در مدار ایجاد می‌کنند. جنس الکترولیت نیز به نوع باتری بستگی دارد. به عنوان مثال، در باتری‌های سرب-اسید، الکترولیت از اسید سولفوریک رقیق شده تشکیل شده است.
- جداکننده: جداکننده ماده‌ای است که بین الکترودها قرار می‌گیرد و از تماس مستقیم آنها جلوگیری می‌کند. این امر برای جلوگیری از اتصال کوتاه و نشت الکترولیت ضروری است. جنس جداکننده نیز به نوع باتری بستگی دارد. به عنوان مثال، در باتری‌های سرب-اسید، جداکننده از پلاستیک یا کاغذ مخصوص ساخته می شود.
- ترمینال‌ها: ترمینال ها اتصالات فلزی هستند که برای اتصال باتری به مدار خارجی استفاده می شوند. ترمینال ها معمولاً از جنس مس یا برنج ساخته می شوند.
- پوسته: پوسته محفظه خارجی است که از اجزای داخلی باتری محافظت می‌کند. جنس پوسته به نوع باتری و کاربرد آن بستگی دارد. به عنوان مثال، در باتری‌های قلمی، پوسته از فلز یا پلاستیک ساخته می شود.
علاوه بر این اجزا، باتری‌ها ممکن است شامل اجزای دیگری مانند:
- شیر اطمینان: برای جلوگیری از انفجار باتری در صورت افزایش فشار
- نشانگر شارژ برای نمایش میزان شارژ باتری نیز باشند.
نکته : اجزای ذکر شده در بالا برای باتری‌های اولیه (غیرقابل شارژ) و ثانویه (قابل شارژ) صدق می‌کند. ممکن است برخی از باتری‌ها، مانند باتری‌های لیتیوم پلیمری، ساختار متفاوتی داشته باشند.
تاریخچه باتری
اولین باتری در سال ۱۸۰۰ توسط الساندرو ولتا فیزیکدان ایتالیایی، اختراع شد. این باتری که به پیل ولتایی معروف است، از دو دیسک فلزی (مس و روی) تشکیل شده بود که در محلول اسید سولفوریک غوطه‌ور بودند. واکنش شیمیایی بین فلزات و اسید، جریان الکتریکی را در مدار ایجاد می‌کرد.
دلایل استفاده از باتری
- قابلیت حمل: باتری ها به دلیل اندازه و وزن کم، به راحتی قابل حمل هستند و می توان از آنها در دستگاه های مختلف استفاده کرد.
- قابلیت ذخیره انرژی: باتری ها می توانند انرژی الکتریکی را برای مدت زمان مشخصی ذخیره کنند و در مواقعی که به برق دسترسی نداریم، از آن استفاده کرد.
عملکرد باتری
عملکرد باتری بر اساس واکنش های شیمیایی (Redox) است. در این واکنش ها، یک ماده شیمیایی (کاتد) الکترون از دست می دهد و به یون مثبت تبدیل می شود، در حالی که ماده شیمیایی دیگر (آند) الکترون ها را جذب می‌کند و به یون منفی تبدیل می شود.
جریان الکتریکی از طریق حرکت یون ها بین کاتد و آند در الکترولیت (محلول رسانا) ایجاد می شود.
مکانیزم عمل باتری
- اتصال به مدار: زمانی که باتری به یک مدار الکتریکی متصل می شود، یون های مثبت از کاتد به سمت آند و الکترون ها از طریق سیم های مدار از آند به سمت کاتد حرکت می کنند.
- جریان الکتریسیته: حرکت یون ها و الکترون ها جریان الکتریسیته را در مدار ایجاد می کند.
- تخلیه باتری: با گذشت زمان، مواد شیمیایی داخل باتری به تدریج مصرف می شوند و در نهایت باتری تخلیه می شود.
کاربرد های باتری
باتری ها به عنوان منابع انرژی الکتریکی قابل حمل، کاربرد های بسیار متنوعی در زندگی روزمره ما دارند. در ادامه به برخی از مهم ترین کاربرد های باتری‌ها اشاره می کنیم
دستگاه های الکترونیکی قابل حمل
- تلفن های همراه: باتری های لیتیوم-یون به دلیل ولتاژ بالا و چگالی انرژی بالا، در تلفن های همراه استفاده می شوند.
- لپ تاپ ها: این نوع باتری به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در لپ تاپ ها استفاده می شوند.
- تبلت ها: باتری های لیتیوم-یون به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در تبلت‌ها استفاده می شوند.
- دوربین های دیجیتال: باتری های لیتیوم-یون به دلیل ولتاژ بالا و چگالی انرژی بالا، در دوربین های دیجیتال استفاده می شوند.
- کنترل های بازی: از باتری‌های قلیایی استفاده می شوند.
- ساعت های هوشمند: این مدل باتری به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در ساعت های هوشمند استفاده می شوند.
- هدفون های بی سیم: باتری های لیتیوم-یون در هدفون های بی‌سیم استفاده می شوند.
تجهیزات پزشکی
- باتری های قلبی
- دستگاه های تنفس مصنوعی
- پمپ های انسولین
- دستگاه های دیالیز
خودروها
- استارت آپ خودرو: باتری های اسید سرب به دلیل جریان دهی بالا، در استارت آپ خودرو ها استفاده می شوند.
- سیستم های روشنایی و تهویه: باتری های لیتیوم-یون به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در سیستم های روشنایی و تهویه خودرو ها استفاده می شوند.
- خودرو های برقی: باتری های لیتیوم-یون به دلیل ولتاژ بالا و چگالی انرژی بالا، در خودرو های برقی استفاده می شوند.
خانه های هوشمند
- سیستم های امنیتی
- چراغ های روشنایی
- ترموستات ها
ابزارآلات
- دریل های شارژی
- اره های شارژی
- پیچ گوشتی های شارژی
اسباب بازی ها
- ماشین های کنترلی
- ربات ها
تجهیزات صنعتی
- چراغ های اضطراری: باتری های اسید سرب به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در چراغ های اضطراری استفاده می شوند.
- سیستم های یو پی اس: باتری های اسید سرب به دلیل عمر طولانی و ظرفیت بالا، در سیستم های یو پی اس استفاده می شوند.
- ابزارآلات صنعتی: باتری های لیتیوم-یون به دلیل عمر طولانی کاربرد کسترده ای در ابزار های صنعنی دارند.
انواع باتری
باتری ها را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
باتری های اولیه (غیر قابل شارژ)
- باتری های روی-کربن: ارزان ترین نوع باتری هستند و در وسایلی مانند ساعت ها و اسباب بازی ها استفاده می شوند.
- باتری های قلیایی: عمر طولانی تر و ظرفیت بالاتری نسبت به باتری های روی-کربن دارند و در وسایلی مانند دوربین های دیجیتال و کنترل های بازی استفاده می شوند.
- باتری های لیتیومی: ولتاژ و چگالی انرژی بالایی دارند و در وسایلی مانند تلفن های همراه و لپ تاپ ها استفاده می شوند.
باتری های ثانویه (قابل شارژ)
- باتری های نیکل-کادمیم: عمر طولانی و ظرفیت بالایی دارند، اما به دلیل اثر حافظه، به طور کامل شارژ نمی شوند.
- باتری های نیکل-هیدرید فلز: عمر طولانی و ظرفیت بالایی دارند و اثر حافظه کمتری نسبت به باتری های نیکل-کادمیم دارند.
- باتری های لیتیوم-یون: ولتاژ و چگالی انرژی بالایی دارند و عمر طولانی و اثر حافظه کمی دارند.
بیشتر بخوانید: آشنایی بیشتر با انواع باتری
معیار های مقایسه باتری
برای مقایسه انواع باتری، می توان از معیار های مختلفی استفاده کرد که در ادامه به برخی از مهم ترین آنها اشاره می‌شود
اسید سرب
این نوع باتری ها از اسید سولفوریک به عنوان الکترولیت استفاده می‌کنند. باتری های اسید سرب ارزان هستند، اما وزن و حجم زیادی دارند و برای استفاده در دستگاه های پرتابل مناسب نیستند.
قلیایی
این نوع باتری ها از محلول قلیایی به عنوان الکترولیت استفاده می کنند. باتری های قلیایی سبک تر و کوچک تر از باتری های اسید سرب هستند و عمر طولانی تری دارند.
لیتیوم
این نوع باتری ها از لیتیوم به عنوان الکترولیت استفاده می کنند. باتری های لیتیومی ولتاژ و چگالی انرژی بالایی دارند، عمر طولانی و اثر حافظه کمی دارند.
ولتاژ
ولتاژ باتری به پتانسیل الکتریکی آن اشاره دارد که بر حسب ولت اندازه گیری می شود. به طور کلی، ولتاژ باتری های قلمی ۱.۵ ولت است.
ظرفیت
ظرفیت باتری مقدار انرژی الکتریکی ذخیره شده است که بر حسب آمپر ساعت (Ah) یا میلی‌آمپر ساعت (mAh) اندازه گیری می شود. به طور کلی، هر چه ظرفیت باتری بیشتر باشد، می تواند مدت زمان بیشتری انرژی الکتریکی را ذخیره کند.
عمر
عمر باتری به تعداد دفعات شارژ و دشارژ آن اشاره دارد. به طور کلی، باتری های لیتیوم-یون عمر طولانی تری نسبت به سایر انواع باتری ها دارند.
اثر حافظه
اثر حافظه به پدیده ای اشاره دارد که در اثر شارژ ناقص باتری، ظرفیت آن کاهش می یابد. باتری های نیکل-کادمیم و نیکل-هیدرید فلز اثر حافظه دارند، اما باتری های لیتیوم-یون اثر حافظه کمی دارند.
قیمت
قیمت باتری به نوع برند و ظرفیت آن بستگی دارد. به طور کلی، باتری های لیتیوم-یون گران تر از سایر انواع باتری ها هستند.
مقایسه انواع باتری بر اساس پارامترهای اولیه و اصلی
| نوع باتری | الکترولیت | ولتاژ | ظرفیت | عمر | اثر حافظه | قیمت |
| روی-کربن | – | ۱.۵ | کم | کم | – | ارزان |
| قلیایی | قلیایی | ۱.۵ | متوسط | متوسط | – | متوسط |
| لیتیومی | لیتیوم | ۳ | بالا | بالا | – | گران |
| نیکل-کادمیم | قلیایی | ۱.۲ | بالا | بالا | زیاد | متوسط |
| نیکل-هیدرید فلز | قلیایی | ۱.۲ | بالا | بالا | کم | متوسط |
| لیتیوم-یون | لیتیوم | ۳.۷ | بالا | بالا | کم | گران |
مقایسه انواع باتری براساس پارامتر های دوم
| معیار | نوع باتری |
| وزن | اسید سرب > قلیایی > لیتیوم-یون |
| حجم | اسید سرب > قلیایی > لیتیوم-یون |
| سرعت شارژ | اسید سرب < قلیایی < لیتیوم-یون |
| دمای کارکرد | اسید سرب ≈ قلیایی > لیتیوم-یون |
| ایمنی | قلیایی > لیتیوم-یون > اسید سرب |
تفاوت باتری لیتیوم یون با باتری نیکل کادمیوم
باتری های نیکل کادمیوم (Ni-Cd) و لیتیوم یون (Li-Ion) دو نوع از رایج ترین باتری های قابل شارژ هستند که در طیف وسیعی از دستگاه ها از جمله تلفن های همراه، لپ تاپ ها، ابزارآلات و دوربین های دیجیتال استفاده می شوند.
در اینجا به فرق بین باتری لیتیوم یون با باتری نیکل کادمیوم اشاره می‌کنیم:
مواد تشکیل دهنده
- باتری های نیکل کادمیوم: از کادمیوم به عنوان آند و از نیکل به عنوان کاتد استفاده می کنند.
- باتری های لیتیوم یو: ناز گرافیت به عنوان آند و از اکسید لیتیوم به عنوان کاتد استفاده می کنند.
ولتاژ
- باتری های نیکل کادمیوم: ولتاژ اسمی ۱.۲ ولت دارند.
- باتری های لیتیوم یون: ولتاژ اسمی ۳.۷ ولت دارند.
ظرفیت
- باتری های نیکل کادمیوم: ظرفیت حجمی (Wh/L) کمتری نسبت به باتری های لیتیوم یون دارند.
- باتری های لیتیوم یون: ظرفیت حجمی (Wh/L) بالاتری نسبت به باتری های نیکل کادمیوم دارند.
عمر
- باتری های نیکل کادمیوم: عمر چرخه شارژ و دشارژ کوتاه تری (معمولاً ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ بار) دارند.
- باتری های لیتیوم یون: عمر چرخه شارژ و دشارژ طولانی تری (معمولاً ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بار) دارند.
اثر حافظه
- باتری های نیکل کادمیوم: اثر حافظه دارند، به این معنی که اگر قبل از تخلیه کامل شارژ شوند، ظرفیت آنها کاهش می یابد.
- باتری های لیتیوم یون: اثر حافظه ندارند.
قیمت
- باتری های نیکل کادمیوم: ارزان تر از باتری های لیتیوم یون هستند.
- باتری های لیتیوم یون: گران تر از باتری های نیکل کادمیوم هستند.
ایمنی
- باتری های نیکل کادمیوم: در صورت نشت، سمی هستند.
- باتری های لیتیوم یون: در صورت آسیب دیدن، خطر آتش سوزی دارند.
نحوه انتخاب باتری برای دستگاه
- نوع دستگاه: نوع دستگاهی که می خواهید از باتری برای آن استفاده کنید، نوع باتری مورد نیاز شما را تعیین می کند.
- میزان مصرف انرژی: اگر دستگاه شما به طور مداوم از باتری استفاده می کند، به باتری با ظرفیت بالا نیاز دارید.
- تاریخ تولید: باتری های قدیمی تر ممکن است ظرفیت کمتری داشته باشند.
- شرایط نگهداری: باتری ها باید در شرایط مناسب نگهداری شوند.
مدل باتری استفاده شده در ابزار آلات آروا
هنگام انتخاب ابزارآلات شارژی، مهم است که نوع باتری مورد استفاده در ابزار را در نظر بگیرید. اگر به دنبال ابزاری با عمر طولانی، ظرفیت بالا و اثر حافظه کم هستید، ابزاری را انتخاب کنید که همانند ابزار آلات آروا از باتری لیتیوم یون استفاده می کند.
کدام باتری لیتیوم یون یا باتری نیکل کادمیوم برای ابزار شارژی مناسب تر است؟
پاسخ این سوال را می توان با توجه به دو شاخص نوع کار و میزان هزینه مناسب برای شما پیدا کرد!
باتری های لیتیوم یون دارای حجم و وزن کمتری نسبت به باتری های کادمیومی هستند، از طرفی قیمتی دو الی سه برابری دارند، باتری های لیتیوم یونی دارای حالت تخلیه بار نیستند به این معنی که با یک بار شارژ می توانند برای مدت های بسیار زیادی در حالت شارژ شده باقی مانده و آماده تامین انرژی باشند.
این دو نوع باتری دارای یک اندازه قدرت به لحاظ تامین ولتاژ و جریان هستند، به عنوان مثال یک باتری ۱۲ ولت لیتیومی و یک باتری ۱۲ ولتی نیکل کادمیومی به یک اندازه پتانسیل تامین انرژی را دارند.
اما مدت زمان تامین این انرژی مبحث جدایی است که کاملا مربوطه به نوع ابزار شما و ساختار موتور مورد استفاده در آن می باشد، به عنوان مثال در ابزار هایی که دارای موتور بدون جاروبک هستند توان آمپر بسیار بالاتری نیاز دارند که این خود نقش اساسی در مدت زمان تامین انرژی در این نوع باتری ها دارد.
گفتنی است که باتری های نیکل کادمیوم برای ابزار دارای حالتی می باشد که به آن اثر حافظه می گویند. در این حالت در صورتی که باتری ها در اواسط زمان شارژ دهی خود زیاد استفاده شوند و مجددا شارژ شوند در اواسط کار دچار حالتی مانند افت ولتاژ خواهند شد و ضعیف به نظر می رسند، به این دلیل در باتری های نیکل کادمیوم می بایست تا آخر تخلیه شوند و مجددا تا انتهای ظرفیت خود شارژ کامل شوند. در باتری های لیتیوم یونی این مشکل وجود ندارد و چرخه شارژ و دشارژ در باتری های نیکیل کادمیومی معمولا تا ۱۰۰۰ بار به خوبی انجام می شود.
باتری دریل های شارژی آروا
دریل های شارژی آروا با قدرت های متنوع و با مشخصات زیر و همچنین به همراه باتری های لیتیوم یونی ارائه می شوند.
- مجهز به چراغ LED
- سرعت بی باری ۱۳۵۰ دور در دقیقه
- حداکثر گشتاور ۲۵ نیوتن متر
- دارای نشانگر طول عمر باتری
- دارای قابلیت های دریل کاری ساده، چکشی و دریل پیچ گوشتی
- مجهز به گیربکس فلزی مستحکم
- سرعت متغیر و قابلیت چپ گرد/ راست گرد
- دارای باتری لیتیوم ساخت سامسونگ کره جنوبی
- دارای ۱۲ ماه گارانتی
مزیت باتری های لیتیوم یون
فرق بین باتری لیتیوم یون با باتری نیکل کادمیوم را توضیح دادیم. این نوع باتری ها در حال حاضر رایج ترین نوع باتری در ابزارآلات شارژی هستند. آنها مزایای زیادی نسبت به باتری های نیکل کادمیوم دارند، از جمله:
- عمر طولانی تر:باتری‌های لیتیوم یون عمر چرخه شارژ و دشارژ طولانی تری دارند (معمولاً ۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بار) به این معنی که می توان آنها را بارها و بارها شارژ و دشارژ کرد بدون اینکه ظرفیت آنها به طور قابل توجهی کاهش یابد.
- ظرفیت بالاتر: باتری‌های لیتیوم یون می توانند انرژی بیشتری را در واحد حجم ذخیره کنند. این به این معنی است که آنها می توانند برای مدت زمان طولانی تری برق را تامین کنند.
- اثر حافظه کمتر: باتری های لیتیوم یون اثر حافظه کمی دارند. این به این معنی است که می توان آنها را بدون نگرانی از کاهش ظرفیت، به طور جزئی شارژ کرد.
- وزن و حجم کمتر: باتری لیتیوم یونی وزن و حجم کمتری نسبت به باتری های نیکل کادمیوم دارند. این امر آنها را برای استفاده در ابزارآلات شارژی ایده آل می کند.
کلام آروا
در این مقاله حال با انواع باتری و نحوه انتخاب باتری برای دستگاهتان آشنا شدید. مزیت باتری های لیتیوم یون را نیز بیان کردیم تا انتخاب مناسبی داشته باشید. اکنون به راحتی می توانید ابزار آلات شارژی آروا را ازجمله: دریل ها و مینی فرزها و…. به دلیل داشتن باتری مرغوب و با کیفیت انتخاب کنید. بعلاوه ویژگی های منحصر به فردی که باتری های آروا دارند با خیال راحت با مراجعه به نمایندگی های فروش تهیه کنید.
بدون دیدگاه