باتری یا پیل الکتریکی

-توان الکتریکی باتری-کارکرد باتری-خطرات باتری – پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

 

باتری یا پیل الکتریکی

باتری یا پیل الکتریکی (ولتاییک) 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 آند و قطب منفی آن را کاتد می‌نامند. (در فرهنگ عامیانه به قطب‌ها، سر مثبت و سر منفی نیز گفته می‌شود)

 

کارکرد باتری

باتری یا پیل الکتریکی-توان الکتریکی باتری-کارکرد باتری-خطرات باتری – پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

معمولاً هر باتری از یک یاچند سلول کوچک داخلی تشکیل شده است،

در باتری‌ها ممکن است

سلول‌ها برای افزایش جریان با هم موازی شده یا برای افزایش ولتاژ با هم سری شوند،

هر سلول شامل دو نیم سلول است که به صورت سری توسط ماده‌ای الکترولیت -شامل یون‌های مثبت و یون‌های منفی – که رسانای الکتریکی می‌باشد به هم متصل اند.

با اتصال باتری به مصرف‌کننده یون‌های منفی از طریق سیم هادی به مصرف‌کننده وارد شده

و بعد از ایجاد انرژی در آن (انرژی گرمایی بر اثر عبور از یک مقاومت یا انرژی جنبشی بر اثر القا یا انرژی نور بر اثر پرتاب و…) به سمت یون‌های مثبت حرکت می‌کنند و به تدریج یون‌های مثبت (که در اینجا حفره‌ها هستند) را خنثی می‌کنند.

با گذشت زمان یون‌های مثبت بیشتری خنثی شده و به تدریج انرژی باتری کم شده و مقاومت داخلی آن افزایش می‌باشد

در این حالت بعد از گذشت مدت زمانی که معمولاً با آمپر ساعت باتری مشخص می‌شود باتری به صورت کامل تخلیه می‌شود.

مثلاً یک باتری ۶۰ آمپر ساعت می‌تواند ۶۰ آمپر را تا یک ساعت تأمین کند،

این باتری بعد از گذشت یک ساعت و با کشیدن جریان ۶۰ آمپر از ان به صورت کامل تخلیه می‌شود.

با کاهش جریان دریافتی از باتری می‌توان مدت زمان کارایی آن را افزایش داد،

در این حالت باید پارامترهای مانند دما، لزرش و مقدار تنش موجود در جریان را نیز در زمان نهایی لحاظ کرد

. به عنوان مثال باتری ۶۰ آمپر ساعتی در حالت تئوری باید جریان ۲۰ آمپر را برای مدت زمان ۳ ساعت تأمین کند

در حالی که با توجه به ساختار باتری و همچنین دمای محیط ممکن است این زمان تا نیم ساعت نیز کاهش یابد.

 

تقسیم‌بندی باتری‌ها

باتری یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

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 اند از:

• باتری‌های خورشیدی که شارژ آنها تابع قوانین خاص است.
• باتری‌های مورد استفاده در ups و لپ‌تاپ 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 یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

 

باتری‌های شارژ نشدنی (یک بار مصرف)

باتری یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

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) (عنصر Zinc یا Alkaline یا Lithium یا Silver)و

ماده کاتد (قطب منفی) (عنصر carbon یا chloride یا copper oxide یا iron disulfide یا manganese dioxide)

با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را دربر گرفته است،

انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

اساس نام گذاری باتری با نام‌های همچون باتری لیتیوم (Lithium) یا باتری Alkaline یا … به دلیل عناصر استفاده در ساخت آنها می‌باشد.

هر باتری یک مقاومت داخلی (R) دارد و اختلاف پتانسیل بین قطب‌های باتری (V)، زمانی که جریان I از آن می‌گذرد،

برابر V=Eemf – IxR می‌باشد.

فرایند تبدیل انرژی در باتری باعث افزایش مقاومت الکتریکی داخلی آن می‌شود

و این حالت تا آنجا پیش می‌رود که نیروی محرکه دیگر توانایی غلبه بر آن را ندارد.

افزایش مقاومت الکتریکی در باتری به دلیل نفوذ مادهٔ کاتد (منفی) به داخل مادهٔ آند رخ می‌دهد.

در برخی از مواقع می‌توان با گرم و سرد کردن باتری (انداختن در آب جوش و منقبض و منبسط کردن باتری) یا زدن ضربه،

مسیرهای جدیدی را برای عبور جریان ایجا کرده و مقاومت R را تاحدودی کم کرد.

در باتری فرسوده مقاومت داخلی به قدری زیاد است که با عبور جریان،

ولتاژ دو سر باتری به سرعت افت می‌کند و باتری قابلیت تأمین انرژی الکتریکی مفید را ندارد.

باتری های شارژ شدنی

باتری یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

باتری 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.

از این باتری‌ها برای مقاصد زیر استفاده می‌شود:

• باتری‌های نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC)
• باتری‌های آنتن‌های مخابراتی باتری‌های مخابراتی NET Power-power
• باتری‌های مورد استفاده در سامانه‌های ریلی و مترو
• باتری‌های مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی (FNC)

• اتری‌های خورشیدی (Solar.bloc)

• باتری‌های مورد استفاده در ups
• باتری‌های منابع تغذیه (SLA – VRLA)
• باتری‌های اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت
• باتری‌های سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل

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.

کاربردهای باتری‌های شارژشدنی:

۱ – کاربردهایی که به دلیل صرفه اقتصادی و نیاز به توان بالاتر از توان باتری غیرقابل شارژ،

باتریهای شارژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در این موارد هر چند امکان استفاده از باتریهای غیرقابل شارژ نیز وجود دارد ولی هزینه زیاد،

کارائی کم و آلودگی محیط زیست را در پی خواهد داشت.

۲ – کاربردهایی که در آنها از باتری‌های قابل شارژ بعنوان وسیله ذخیره انرژی استفاده می‌شود

و باتریها توسط یک منبع انرژی اولیه شارژ و در هنگام نیاز انرژی ذخیره شده را به بار تحویل می‌دهند.

در این حالت باتری همیشه توسط یک شارژر در زیر شارژر قرار گرفته و

در مواقع قطع برق انرژی مورد نیاز مصرف‌کننده را تأمین می‌کند، باتری منبع تغذیه بدون وقفه و

باتری اتومبیل، لیفتراک وموتورسیکلت نمونه‌ای از این کاربرد می‌باشد.

باتریهای قابل شارژ را می‌توان به دو دسته کلی اسیدی و بازی تقسیم‌بندی نمود

که هر کدام براساس جنس الکترودهای مثبت و منفی به انواع گوناگون تقسیم‌بندی می‌شوند.

برای کاربردهای صنعتی ساکن در اکثر موارد از باتریهای نیکل–کادمیوم (بازی) و برای کاربردهای که در آن لرزش وجود دارد

معمولاً از باتری سرب – اسید استفاده می‌گردد.

از ویژگیهای باتریهای قابل شارژ علاوه بر قابلیت شارژ مجدد،

توان بالا، نرخ دشارژ سریع و مشخصه عملکرد بهتر دمای پائین می‌باشد. باتری نیکل – کادمیوم

را معمولاً در باتری خانه نگهداری می‌کنند.

 

توان الکتریکی باتری

باتری یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

توانی که هر باتری بر حسب وات فراهم می‌کند،

برابر حاصل‌ضرب ولتاژ آن (بر حسب ولت) در حداکثر جریان مجاز آن (برحسب آمپر) می‌باشد.

در کاربردهایی با توان بالا از جمله راه اندازه موتور خودرو، میزان توان‌های تأمین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از ۱۰۰۰ وات می‌رسد.

در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف، مانند سمعک‌ها و ساعت‌های رایانه‌ای،

اندازه توان‌های فراهم شده نزدیک چند میلی وات است.

 

خطرات باتری

باتری یا پیل الکتریکی

توان الکتریکی باتری

کارکرد باتری

خطرات باتری

پرتو باتری ، اولین کارخانه تولید باتری موتورسیکلت در ایران – تلفن تماس : 32401002 – 051

1 . انفجار : پدیده انفجار باتری عموماً ناشی از عدم کاربرد یا کارکرد صحیح باتری است.

به عنوان مثال تلاش برای شارژ نمودن مجدد باتری‌های یک بار مصرف یا غیرقابل شارژ،

اتصال کوتاه نمودن دو قطب مثبت و منفی باتری می‌تواند باعث انفجار این منبع انرژی الکتریکی شود.

2 . نشتی : در بعضی از باتری‌ها از مقوا، فلز روی و مواد شیمیایی استفاده می‌شود.

واکنش شیمیایی درون باتری در مدت زمان طولانی، باعث خروج و نشت مواد شیمیایی داخل باتری به بیرون شده و

ایجاد خوردگی شیمیایی در قطعات فلزی دستگاه‌ها که اطراف باتری قرار دارند می‌نماید.