انواع باطری ها
باطری ها به دو دسته کلی شارژ شدنی و باتریهای غیرقابل شارژ استاندارد تقسیم می شوند
باطری های غیرقابل شارژ خود به دو دسته کلی: لیتیم (Lithium ) و الکالاین یا قلیایی (Alkaline )
باتریهای شارژ شدنی نیز شامل : نیکل ـ کادمیم (Ni-cd یا nickel-cadmium ) - باتریهای هیبرید نیکل ـ فلز (NّiMH یا nickel-metal hybride ) - باتریهای لیتیم ـ یون (Lithium-Ion ) - پولیمر لیتیم ـ یون (Li-Ion polymer ) می شوند
به ادا مه مطلب مراجعه کنید
لیتیم ـ یون (Lithium-Ion )باتریهای لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می سازند تقریبا دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتریهای نیکل ـ کادمیم آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند ، به دوره break-in نیاز ندارند و از مسئله حافظه باتری خبر ندارند. می توانید در هر زمانی یک باتری لیتیم ـ یون را بی آنکه روی کارآیی باتری اثر بگذارد شارژ کنید، اما چون باتریهای لیتیم ـ یون معمولا دارای طول عمر شارژ/دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند اگر زود به زود و قبل از تخلیه ، این باتری را شارژ کنید طول عمر باتری را پایین می آورید . با آنکه بسیاری از سازندگان باتریهای لیتیم ـ یون طول عمر باتری را تا سه سال ذکر می کنند ، بعضی از مصرف کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده اند .
پولیمر لیتیم ـ یون (Li-Ion polymer )
باتریهای پولیمر لیتیم ـ یون که گاهی به Li-Poly یا Lipo نیز مشهورند ، اساسا شبیه به باتریهای لیتیم ـ یون هستند . اختلاف اصلی در آن است که پولیمرهای لیتیم ـ یون بسیار نازکتر هستند ، با اندازه هایی به کوچکی یک میلیمتر . باتریهای پولیمر لیتیم ـ یون بسیار سبک نیز هستند و در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی نیز مقاومترند. اما تولید آنها گرانتر از باتریهای لیتیم ـ یون تمام می شود و چگالی انرژی پایین تری دارند. باتریهای پولیمر لیتیم ـ یون بیشتر در وسایل الکترونیکی سبک وزن و گران قیمت مانند گوشیهای موبایل به کار می روند .
دقت در جابجایی
همه انواع باتریها جایگزین پذیر نیستند . هرگز از باتری لیتیم ـ یون روی وسیله ای که برای استفاده از این نوع باتری طراحی نشده است بهره نگیرید . معمولا می توانید از باتریهای نیکل ـ بنیاد قابل شارژ به جای باتریهای الکالاین هم اندازه بهره بگیرید و مسئله ای پیش نیاید . اگر به جای باتری های غیر قابل شارژ استاندارد می خواهید از باتریهای قابل شارژ نیکل ـ بنیاد بهره بگیرید ، یک شارژر با کیفیت خوب بخرید . شارژرهای باتری خوب می توانند طول عمر باتری را زیاد کنند .
چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟
یکی از باتری های خیلی ساده باتری روی – کربن است که به اختصار باتری کربن نامیده می شود. این باتری شامل مادة اسیدی و یک میله از جنس روی در مرکز است. اینجا داشتن اطلاعات کمی در خصوص شیمی به ما کمک خواهد کرد. زمانی که روی به داخل اسید وارد می شود ، اسید شروع به خوردن روی کرده و گاز هیدروژن و انرژی گرمایی آزاد می شود. مولکولهای اسید به اجزای تشکیل دهندة خودش تفکیک می شود. این اجزا معمولاً شامل هیدروژن و سایر اتمها می باشد. در طی این فرآیند الکترونهای مربوط به اتم روی آزاد شده و با یونهای هیدروژن اسید ترکیب می شوند و تولید گاز هیدروژن می کنند.
اگر یک میلة کربن به داخل اسید وارد شود ، اسید هیچ گونه واکنشی با آن انجام نخواهد داد.
امّا اگر میلة کربن را با یک سیم به میلة روی وصل کرده و یک مدار تولید کنید ، الکترونها شروع به عبور از سیم نموده و با هیدروژن موجود برروی میلة کربن ترکیب می شوند. این عمل باعث آزادی مقدار کمی گاز هیدروژن شده و گرمای بسیار کمی را نیز تولید می کند. مقداری از این انرژی گرمایی ، انرژی است که از مدار عبور می کند.
حال انرژی موجود در مدار می تواند یک لامپ چراغ قوه را روشن کرده و یا یک موتور کوچک را به حرکت در آورد. سرانجام میلة روی کاملاً توسط اسید باتری حل شده و باتری دیگر قابل استفاده نمی باشد.
تذکر
همانگونه که در فصل اول خواندیم اولین باتری توسط ، الکساندر ولتا ساخته شد. ولتا نام باتری خود را پیل ولتایی نامید. او لایه هایی از روی و مقوا را به صورت یک درمیان روی هم قرار داد و سپس آنها را در آب نمک و نقره فرو برد.
اگر شما یک سیم را به بالا و پایین این پیل وصل کنید ، به دلیل عبور الکترونها، جریان برق تولید می شود. افزودن لایه های بیشتر در پیل باعث تولید مقدار برق بیشتری خواهد شد.
انواع باتری :
باتری های مختلف دارای مواد و واکنش های شیمیایی متفاوتی هستند. بیشترین باتریهای مورد استفاده عبارتند از :
- باتری قلیایی : مثل باتری Duracell و Energizer و سایر باتریهای قلیایی . الکترودهای این نوع باتری از جنس روی و اکسید منگنز می باشد. امّا الکترولیت (تجزیه کننده) آن از جنس خمیر قلیایی است.
- باتری سرب – اسید : این نوع باتری بیشتر در اتومبیل استفاده می شود. الکترودهای این نوع باتری از جنس سرب و اکسید سرب ، و الکترولیت آن از جنس یک نوع اسید قوی است.
- باتری لیتیم : این باتری برای چراغ فلاش دوربین عکاسی استفاده می شود. مواد آن شامل لیتیم ، یدورلیتیم و یدور سرب است.
- باتری یون لیتیم : این نوع باتریها بیشتر در کامپیوترهای دستی (Laptop) ، تلفنهای پیلی و سایر وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود.
- باتری نیکل – کادمیم : جنس الکترودهای این نوع باتری هیدروکسید نیکل و کادمیم است. الکترولیت مورد استفاده در این نوع باتری نیز هیدروکسید پتاسیم می باشد.
- باتری روی – کربن یا باتری کربن : روی و کربن در کلیه باتریهای خشک نوع C , A و D استفاده می شود. در این نوع باتری، الکترودها از جنس روی و کربن بوده و الکترولیت آن خمیری از مواد اسیدی است.
غذا – روش دیگری برای ذخیره نمودن انرژی
ذخیره انرژی در باتریها توسط یک سری فرآیندهای شیمیایی صورت می گیرد ، امّا راههای دیگری نیز برای ذخیره نمودن انرژی وجود دارد. بعنوان مثال «زنجیره غذایی» برروی سیارة خودمان را در نظر بگیرید.
گیاهان (مانند علف در علفزار) انرژی خورشید را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی ذخیره شده ، تبدیل می کنند. این انرژی در سلولهای گیاه ذخیره شده و جهت رشد ، اصلاح و تکثیر آن استفاده می گردد.
گاوها و سایر حیوانات، انرژی ذخیره شده در علف یا دانه را استفاده نموده و آن را به انرژی ذخیره شده ای در بدن خود تبدیل می کنند. زمانیکه ما گوشت و سایر محصولات حیوانی را می خوریم ، ما نیز آن انرژی را در بدن خود ذخیره می کنیم. ما از این انرژی ذخیره شده برای راه رفتن ، دویدن ، دوچرخه سواری و یا حتّی خواندن یک مطلب برروی اینترنت استفاده می کنیم.
باطری دستگاههای موبایل اعم از تلفن همراه ، Smart Phone و PPC از قطعات مهم سخت افزاری آنهاست. امروزه طول یک دوره شارژ باطری و طول عمر باطری های دستگاههای موبایل از فاکتورهای مهم برای خرید این دستگاه ها است.
البته میزان دوره شارژ یک باطری به میزان استفاده از دستگاهها بستگی دارد ولی تکنولوژی ساخت و طرز نگهداری از آنها دو عامل خیلی مهم در دوام و کارایی باطری ها هستند.
در Pocket PC به علت اینکه با پایان شارژ، دستگاه خود به خود Hard Reset شده و محتویات درون RAM پاک می شوند نگهداری صحیح از باطری بسیار مهمتر از دستگاههای دیگر است چرا که باطری های این دستگاهها در ایران چندان در دسترس نیستند. از نظر سخت افزاری باطریهای دستگاههای PPC دو نوع هستند یکی باطری اصلی و دیگری باطری Back up که باطری دوم تنها برای احتیاط است و بین 20 تا 30 دقیقه بعد از پایان باطری اصلی از کار می افتد.
در این مقاله پیرامون نگهداری باطری دستگاههای موبایل نکاتی هست که در اینجا اشاره می کنیم و البته بعضی از آنها مختص PPC است:
1- از طریق تنظیمات مختلف دستگاه میزان مصرف باطری خود را در حد نیاز تنظیم کنید: نور پس زمینه مانیتور ، مدت زمان لازم برای خاموش شدن LCD در اثر عدم استفاده (حالت Stand by) و بلندی صدای زنگهای مختلف از مهمترین آنها هستند.
2- وقتی باطری را شارژ می کنید اجازه دهید این شارژ تا 100% ادامه داشته باشد و چند دقیقه هم پس از شارژ شدن کامل صبر کنید سپس دستگاه را از حالت شارژ خارج کنید. شارژ نا کامل دستگاه ماندگاری شارژ را کم می کند.
3- حتی الامکان دستگاه را هر چه کمتر روی Cardle قرار دهید. Cardle باطری را شارژ می کند و به تجربه به من ثابت شده این شارژ دوام خوبی ندارد و از طرفی چون معمولا این شارژ مقطعی است مشکل قسمت قبلی نیز پیش می آید.
4- برای شارژ کردن دستگاه معمولا درصد زیر 9 پیشنهاد می شود (در دستگاههای موبایل زمانی که دستگاه Alarm می دهد) ولی من وقتی اجازه می دهم باطری اصلی کاملا خالی شود شارژ دستگاهم عمر بیشتری دارد. اگر هم نمی توانید همیشه این کار را بکنید حداقل ماهی یک بار این عمل را انجام دهید.
5- دستگاههای جانبی مثل BlueTooth را در صورتی که مورد استفاده نیستند خاموش کنید چون ماندگاری شارژ را به شکل قابل توجهی کاهش می دهند.
6- در صورتیکه حس می کنید در برنامه روزانه شما زمان لازم برای شارژ باطری در صورت تمام شدن شارژ وجود نخواهد داشت پیش بینی های لازم را انجام دهید و زیاد با دستگاه کارهای غیر ضروری انجام ندهید.
7- اگر زیاد در رفت و آمد هستید داشتن یک شارژر مخصوص خودرو ضروری به نظر می رسد.
8- همیشه برای شارژ کردن از شارژر اصلی خود دستگاه استفاده کنید و در مکانهایی که جریان برق نوسان دارد احتیاط کنید.
9- اگر میزان استفاده شما از دستگاهتان زیاد است بهتر است باطری های با توانایی ذخیره بیشتر را برای دستگاهتان استفاده کنید که در برخی مدلها به همراه دستگاه ارائه می شوند و در برخی دیگر باید از بازار خریداری کنید.
انواع باتریهای مورد استفاده در گوشی های موبایل :
1- نیکل - متال هیدرات ( در مدلهای قدیمی)
2- نیکل - کادمیوم
3- لیتیوم - یون ( امروزه در اکثر گوشی ها مورد استفاده قرار می گیرد) که می توان گفت در شرایط یکسان ، باتری های لیتیوم - یون تقریبا دو برابر باتریهای نیکل - کادمیوم و سه برابر باتری های نیکل - متال هیدرات طول عمر و ظرفیت دارند و به همین دلیل هم است که دیگر کمتر گوشی امروزه از
باتریهائی غیر از لیتیوم - یون استفاده می کنند.
یک باتری لیتیوم - یون اگر درست استفاده بشود بنا به نوع ساخت و کیفیت خود باتری میتواند بین 300 الی 1000 بار شارژ مجدد بشود بدون آنکه آسیبی به آن برسد و اگر بنا را بر هر دو روز یک بار شارژ شدن بگذاریم متوجه می شویم که میتوانیم حداقل 2 سال و حتی تا 4 سال از یک باتری مانند روز اول استفاده بکنیم. اما معمولا به دلیل استفاده نادرست از باتری این مدت زمانی مفید عملا کمتر است . اما می توانید با رعایت نکاتی که در بالا گفته شد و نکات زیر به حداکثر طول عمر مفید باتری گوشیتان برسید
1- پس از خرید گوشی ، در اولین شارژ باتری آن را بین 12 الی 18 ساعت به شارژر وصل کنید تا تمام یونهای آن فعال بشود.
2- اگر گوشی شما پس از شارژ شدن گوشی ، عمل شارژینگ را به طور خودکار قطع نمی کند دقت کنید که هیچوقت اجازه ندهید که باتری بیش از مقدار تعیین شده در کاتالوگ گوشیتان به شارژر متصل باشد زیرا در دراز مدت آسیبهای جدی به باتری شما خواهد رسید.
3- تا آنجائیکه ممکن است از شارژرهای فندکی ( خودروها ) کمتر استفاده کنید زیرا عمر باتری شما را کاهش می دهد.
4- از چرب شدن و یا زنگ زدگی مدارهای مادر بورد اصلی گوشی و همچنین اتصالات اطراف باتری جلوگیری کنید و در صورت امکان بورد گوشی خود را توسط افراد آگاه سالانه یک بار با مواد شوینده مخصوص کاملا شستشو بدهید. زیرا زنگ زدگی و چرب بودن اتصالات باعث بالا رفتن جریان مدار و در نتیجه بالا رفتن حرارت باتری و مدار شده و از عمر باتری و حتی آی سی های خود گوشی به
طرز محسوسی خواهد کاست.
ساختار ظاهری باتری :
بر روی هر باتری 4 پایه ارتباطی وجود دارد که در هنگام جا ناداختن باتری بر روی گوشی هر پایه آن به مدار مرتبط با آن در گوشی متصل می گردد البته در برخی از مدلها ( مثلا برخی گوشی های نوکیا ) شما شاهد سه پایه به چای چهار پایه بر روی باتری خواهید بود که در واقع پایه وسطی در
این باتری ها خود به دو قسمت تقسیم شده است.
1- ولتاژ منفی باتری
2- برای کنترل حرارت باتری
3- مشخصه باتری
4- ولتاژ مثبت باتری
اگر به هر دلیلی حرارت باتری از حد معینی بالاتر برود امکان انفجار آن زیاد خواهد بود در واقع بر روی کاتالوگ گوشی و یا خود باتری هم به این مورد اشاره گردیده است لذا برای جلوگیری از این امر مداری در گوشی ها طراحی گردیده است که این مدار همیشه حرارت باتری را کنترل می کند و در
صورت داغ شدن باتری گوشی ، به طور خودکار جریان مدار باتری را کاهش می دهد تا حرارت باتری کاهش پیدا کند اصول کار در این نوع مدارها استفاده از مقاومتهای NTC میباشد که با افزایش دما جریان عبوری از آنها کاهش می یابد.
شاید در مدلهای قدیمی مخصوصا گوشیهای نوکیا گاهی خبرهائی مبنی بر انفجارباطری گوشی در جیب افراد را شنیده باشید که به همان علت بالا رفتن حرارت باتری و احتمالا نداشتن مداری برای کنترل حرارت باتری و یا معیوب بودن مدار به وجود می آید.
و در آخر اینکه اخیرا اخباری مبنی بر ساخت باتری های جدید تر بر اساس متانول منتشر شده است که عمر مفیدشان 3 برابر باتری های لیتیوم - یون فعلی می باشد که امیدواریم هرچه زودتر به تولید صنعتی و انبوه هم برسد و ما را از محدودیت زیاد باتری های امروزی تا حدودی خلاص کند.
همانطور که زمان میگذرد استفاده از باتری های لیتیوم-یون افزایش پیدا میکند و نیاز به باتری های نیکل و اسیدی کاهش پیدا میکند. لپتاپ ها، پی دی ای ها، دوربین های دیجیتال و سایر دستگاه های الکترونیکی قابل حمل و قابل شارژ معمولاً از همین نوع باتری استفاده کند. Lithium-ion از چندین نظر برتری هایی نسبت به دو دسته ی دیگر باتری ها دارد ولی مسئله ای که بیشتر مورد بررسی قرار میگیرد این است که مصرف کننده ها بعد از چندین ماه استفاده با مشکلاتی در مورد کاهش عمر باتری مواجه میشوند. "برای حفظ عمر از هر سه مرتبه شارژ یکبار باید بطور کامل شارژ خالی شود." این جمله ای است که از قدیم به مصرف کننده های باتری های نیکل کادمیوم (NiCd) و نیکل متال هیدرید (NiMH) پیشنهاد میشده است ولی باید بدانید اگر هنوز از همین روش برای باتری های لیتیوم-یون استفاده میکنید سخت در اشتباه هستید. (Microsoft)
عمر باتری های لیتوم-یون معمولاً 300 تا 500 دوره ی کامل تخلیهشارژ میباشد. تخلیه ی نیمه کامل بهتر از کامل است و تخلیه کامل بطور مکرر به باتری آسیب میرساند. اگر شارژ زود به زود باتری براتون آزار دهنده است از باتری های پر ظرفیت تر استفاده کنید. مدت زمان شارژ کردن در هر سری اهمیتی ندارد.
اگرچه مدت زمان شارژ کردن در نگهداری باتری های لیتیوم-یون اهمیتی ندارد اما اندازه گیری میزان باتری (برای آن دسته که این قابلیت رو دارند) بر حسب خالی شدن و پر شدن کامل باتری انجام میشود. شارژ و خالی شدن باتری بطور ناقص درجه بندی لازم رو برای کالیبره کردن در اختیار میزان-سنج قرار نمیدهد. تخلیه کامل و شارژ کامل از هر 30 مرتبه شارژ این مشکل رو حل میکند. استفاده از دستگاه تا زمانی که خاموش شود به معنی تخلیه کامل است. اگر این عمل هر 30 مرتبه اجرا نشود دقت اندازه گیری به تدریج کمتر خواهد شد و اینجاست که با مواردی مثل خاموش شدن دستگاه وقتی که هنوز چند درصد شارژ نشان داده میشود یا کامل نشدن درصد های پایانی شارژ مواجه خواهیم شد.
گذشته از این موارد کهنه شدن باتری هم معیاریست که معمولاً بررسی نمیشود. یک باتری لیتیوم-یون با استفاده ی معمولی حداکثر 2 تا 3 سال عمر میکند. از دست رفتن حجم باتری زمانی بوجود می آید که مقاومت داخلی به دلیل اکسید شدن سلول ها افزایش یافته است. در نتیجه مقاومت سلول ها به نقطه ای میرسد که باتری انرژی را عرضه نخواهند کرد با اینکه انرژی ذخیره شده است. در این حالت میتوان از باتری در مصرف کننده هایی که به کمترین انرژی نیاز دارند استفاده کرد.
مهم ترین عامل در نگهداری این نوع باتری ها دما و میزان شارژ آنهاست.
1. کاهش دائمی حجم باتری لیتیوم-یون بر پایه ی دما و مقدار شارژ
مقدار زیاد شارژ و دمای بالای باتری باعث سرعت بخشیدن به نابودی دائمی حجم باتری میشوند.
کمی عمر باتری های لیتیوم-یون نگرانی هایی را در صنعت باتری سازی بوجود آورده است. بهتره با یک مثال شروع کنیم. اگر فردی در مورد عمر انسان سوال کند، سریعاً به این فکر میافتیم که طول عمر با توجه به نوع زندگی و شرایط محیطی که در هر کشوری متفاوته تغییر میکند. باتری های لیتیوم-یون هم برای خودشان شرایط خاصی دارد.
بدترین شرایط برای این نوع باتری ها نگهداری آنها در حالت شارژ کامل و دمای بالا میباشد. یک باتری داخل لپتاپ با منبع تغذیه دائمی 12 تا 18 ماه عمر میکند. کاهش مدت کارکرد باتری و سر انجام غیر قابل استفاده شدن باتری از اثرات استفاده با شارژ پر و دمای بالاست.
از باتری در محلی خنک با شارژی حدود %40 نگهداری کنید. حفظ مقداری شارژ درون باتری هنگام استفاده نکردن از آن به مدت طولانی ضروری است. این مقدار شارژ برای ادامه کارکرد مدار های باتری لازم است. هیچگاه باتری را با شارژ بالا و در دمای بالا نگه ندارید. این وضعیت هنگام گذاشتن گوشی موبایل یا باتری زاپاس در هوای گرم داخل ماشین بوجود میآید. استفاده از لپتاپ با منبع تغذیه و باتری هم شرایط مشابهی ایجاد میکند. وقتی شارژ باتری کامل میشود دمای باتری تا 45 درجه سانتیگراد بالا میرود.
خارج کردن باتری از لپتاپ هنگام استفاده از منبع تغذیه راهی برای پیشگیری از گرم شدن باتری است. اگرچه نگرانی از دست دادن اطلاعات ذخیره نشده در صورت قطعی احتمالی منبع تغذیه هم مشکل قابل توجهی است.
ولتاژی که باتری با آن شارژ میشود هم نقش مهمی در طول عمر باتری دارد. ولتاژ بیشتر ظرفیت باتری رو افزایش میدهد ولی دوره ی عمر باتری را کاهش میدهد. به همین دلیل است که برای حفظ باتری های لیتیوم-یون اکثر این نوع باتری ها به ولتاز 4.20 محدود شده اند. در بخش دوم ارتباط ولتاژ با طول عمر باتری مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
2. اثرات ولتاژ بر طول عمر باتری
ولتاز بالا باعث ذخیره شدن انرژی بیشتری در باتری میشود اما در نتیجه طول عمر باتری کاهش میابد.
هیچ راه بازگشتی برای باتری های خراب شده ی لیتیوم-یون وجود ندارد. مقدار قابل توجه بهبود کارایی باتری هنگام گرم شدن آن وجود دارد ولی هنگامی که دما به حالت اولیه برگردد کارایی هم مثل قبل خواهد شد. علت افزایش کارایی در دمای بالا کاهش مقاومت داخلی سلول هاست که با سرد شدن به حالت اولیه باز میگردد.
3. رابطه ی طول عمر باتری با سرعت کار شارژ تخلیه
معیار دیگری که در طول عمر باتری های لیتیوم-یون تاثیر گذار است میزان جابجایی الکتریسیته در ساعت است.
اگر باتری در 1C شارژ و تخلیه شود عمر بیشتری خواهد داشت نسبت به تخلیه در 2C. (حتی تخلیه و شارژ در 0.5C شرایط بهتری رو نسبت به 1C محیا خواهد کرد.)
حرف C یا c-rate معیاریست برای نشان دادن سرعت کار شارژ و تخلیه. برای مثال یک باتری 1000mAh اگر با 1000mA تخلیه یا شارژ شود(یک ساعته) در 1C تخلیه یا شارژ شده است. به همین ترتیب با 2000mA تخلیه شود(نیم ساعت) در 2C و با 500mA تخلیه شود(2 ساعت) در 0.5C تخلیه شده است. (Century)،(Electropaedia)
در نمودار بالا باتری شارژ و تخلیه شده در 1C بعد از 500 دوره شارژ و تخلیه 150mAh از حجم خود را از دست داده است. شارژ و تخلیه در 2C باعث از دست رفتن 400mAh بعد از 500 دوره و در پایان شارژ و تخلیه در 3C حجمی برای باتری باقی نگذاشته است.
بدین ترتیب اگر باتری یک آمپر ساعتی موبایل خود را با شارژر 250mAh شارژ کنیم مشکل طول کشیدن شارژ رو خواهیم داشت اما کاهش کارایی باتری را به حداقل خواهیم رساند.
نکات کلیدی:
از تخلیه متداول شارژ باتری پرهیز کنید، چرا که این عمل به باتری فشار قابل توجهی وارد میکند. برای باتری های لیتیوم-یون تعدادی تخلیه و شارژ ناقص بهتر از یک دوره ی کامل تخلیه و شارژ است.
در باتری های لیتیوم-یون کاهش عمر باتری بیشتر به دلیل حرارت باتری است نه وضعیت شارژ و تخلیه.
باتری های دارای میزان-سنج برای کالیبره شدن نیاز به یک تخلیه و شارژ کامل از هر 30 شارژ هستند. اگر این عمل رعایت نشود دقت میزان-سنج به تدریج کم میشود و گاهی اوقات دستگاه رو در زمانی غیر از تخلیه کامل باتری خاموش میکند.
باتری لیتیوم-یون را در همیشه خنک نگه دارید. از قرار دادن باتری در محلی مثل ماشین داغ پرهیز کنید. هنگام استفاده نکردن از باتری به مدت طولانی شارژ باتری را به اندازه ی %40 نگه دارید.
هنگام اتصال لپتاپ به منبع تغذیه باتری را از آن خارج کنید. دمای بالا و شارژ پر بدترین شرایط برای این باتری هاست.
از خرید باتری های زاپاس پرهیز کنید. همیشه به تاریخ تولید باتری توجه داشته باشید و سراغ باتری های دست دوم حتی اگر به قیمت مناسبی فروخته میشوند نروید.
اگر یک باتری لیتیوم-یون اضافه دارید. از یک باتری بطور دائمی استفاده کنید و باتری دوم را در محلی خنک مثل یخچال بگذارید. باتری رو هیچ وقت منجمد نکنید. بهترین شرایط شارژ %40 و هوای خنک است.
تقسیم بندی باتریها[ویرایش]
از بالا به پایین: یک باتری ۴٫۵ ولتی و D Cellو یک C cellو یک AA cellو یک AAA cellو یک AAAA AAAA cellو یک A23 battery و یک ۹-volt PP3 batteryو یک جفت باتری CR2032 and LR44.
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 لب تاب و موبایل که توانایی تامین 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 تامین 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 تامین کنند.
و...
بطور کلی باتریها به دو دسته قابل شارژ و غیر قابل شارژ تقسیم بندی میشوند.
باتریهای غیر قابل شارژ (یک بار مصرف)[ویرایش]
این باتریها قادر به شارژ الکتریکی نبوده و یکبار استفاده و دشارژ میشوند. باتریهای غیر قابل 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 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. در جدول زیر توضیحات بیشتر ی اورده شده است:
'
ساختار شیمیاییولتاژ نامی هر سلانرژی ویژه &#۹۱;MJ/kg&#۹۳;نمونه کاربرد و ویژگی
Zinc–carbon1.5۰٫۱۳کاربردهای عمومی (باتری ارزان).
Zinc–chloride1.5کاربرد عمومی با عمر بیشتر نسبت به Zinc–carbon.
Alkaline
(zinc–manganese dioxide)۱٫۵۰٫۴-۰٫۵۹کاربرد عمومی .
قیمت و عمر بالاتر ازZinc–chloride.
Nickel oxyhydroxide
(zinc–manganese dioxide/nickel oxyhydroxide)۱٫۷ظرفیت انرژی متوسط، مناسب برای مقاصد تمیز (باتری نشتی ندارد).
Lithium
(lithium–copper oxide)
Li–CuO1.7دیگر تولید نمیشود.
با باتری silver oxide (IEC-type "SR") جایگزین شده است.
Lithium
(lithium–iron disulfide)
LiFeS۲۱٫۵قیمت زیاد، مناسب برای سیستم‌های گران‌قیمت و حساس، نظیر ریموت‌های کنترل، دوربین و ... .
.
Lithium
(lithium–manganese dioxide)
LiMnO۲۳٫۰۰٫۸۳-۱٫۰۱قیمت زیاد، عمر طولانی، مناسب برای تغذیهٔ سیستم‌های پشتیبان، این باتری جریان نشتی داخلی کمی دارد و میتواند جریان کمی را برای مدت زمان طولانی تامین کند.
Mercury oxide1.35قابلیت تامین ولتاژ و جریان ثابت، این باتری به دلیل مضر بودن Mercury oxide برای سلامتی تولید نمیشود . .
.
Zinc–air1.35–1.65۱٫۵۹قیمت بالا، قابلیت پیاده‌سازی در ابعاد بسیار کوچک - قابل استفاده در دستگاههای کوچک نظیر ساعت مچی و سمعک.
Silver-oxide (silver–zinc)۱٫۵۵۰٫۴۷قیمت بسیار بالا، این باتری از پایداری بالای برخودار است و از آن در ستگاه‌های تجاری و نظامی برای تغذیهٔ پشتیبان میکروکنترلر ها و cpuها استفاده میشود .
.
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 انجا 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 تامین انرژی الکتریکی مفید را ندارد.
باتریهای قابل شارژ
از این باتریها برای مقاصد زیر استفاده میشود:
۱- باتریهای نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC)
۲- باتریهای آنتن‌های مخابراتی باتریهای مخابراتی NET Power-power
۳-باتریهای مورد استفاده در سامانه‌های ریلی و مترو
۴-باتریهای مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی (FNC)
۵-باتریهای خورشیدی (Solar.bloc)
۶-باتریهای مورد استفاده در ups
۷- باتریهای منابع تغذیه (SLA - VRLA)
۸-باتریهای اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت
۹-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 قابل شارژ :
۱ – کاربردهایی که بدلیل صرفه اقتصادی و نیاز به توان بالاتر از توان باتری غیر قابل شارژ، باتریهای شارژی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این موارد هر چند امکان استفاده از باتریهای غیر قابل 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 مصرف کننده را تامین میکند، باتری منبع تغذیه بدون وقفه و باتری اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت نمونه‌ای از این کاربرد میباشد.
باتریهای قابل شارژ را میتوان به دو دسته کلی اسیدی و بازی تقسیم بندی نمود که هر کدام براساس جنس الکترودهای مثبت و منفی به انواع گوناگون تقسیم بندی 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 Battery room یا باتری خانه نگهداری می‌کنند.
توان الکتریکی باتری
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 بالااز جمله راه اندازه موتور خودرو، میزان توان‌های تامین شده در فواصل زمانی کوتاه به بیش از ۱۰۰۰ وات میرسد. در کاربرد کم توان در وسایل الکترونیکی ظریف، مانندسمعک‌ها و ساعت‌های رایانه‌ای، اندازه توان‌های فراهم شده نزدیک چند میلی وات است.
