باتری آلکالاین و لیتیوم پلیمر برای خرید
باتری آلکالاین بهتر است یا باتری لیتیوم پلیمر؟ برای پاسخ به این سوال ابتدا باید با انواع باتری آلکالاین و باتری لیتیوم پلیمر آشنا شویم تا بتوانیم بهترین انتخاب را برای خرید باتری داشته باشیم. باتری‌هایی که از طریق فناوری باتری‌های آلکالاین تولید می‌شوند با حرف لاتین L و آنهایی که با فناوری باتری‌های لیتیومی تولید می‌شوند با حرف C نمایش داده می‌شوند. برای معرفی و مقایسه باتری آلکالاین و باتری لیتیوم پلیمر با ما همراه باشید.
به گزارش منبع مقاله توضیحات کلی به این صورت است:
باتری وسیله‌ای برای تولید انرژی است. باتری‌ها متشکل از یک یا چند سلول هستند که با ایجاد جریان الکترون ها در مدار، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در نتیجه انرژی لازم برای راه اندازی انواع وسایل را تامین میکند. باتری‌ها در واقع ظرفی قابل حمل برای ذخیره برق هستند.
اگر باتری وجود نداشت، کوادکوپتر (پرنده بی‌سرنشین 4 ملخه) را باید به دیوار وصل می‌کردید ، یا خودروها همچنان با هندل دستی روشن می‌شدند یا بدتر از اینها دسته بازی Xbox همیشه باید با یک سیم به دستگاه متصل می‌ماند.
تمام باتری‌ها از سه جزء اصلی آند (طرف -)، کاتد (طرف +) و بعضی از انواع الکترولیت (ماده‌ای که با آند و کاتد واکنش شیمیایی می‌دهد) تشکیل شده اند. هنگامیکه آند و کاتد به یک مدار متصل می‌شوند، میان آند و الکترولیت واکنش شیمیایی اتفاق می‌افتد. این واکنش ها باعث می‌شوند الکترون ها درون مدار جریان یابند و به درون کاتد، که واکنش های شیمیایی دیگر نیز در آن اتفاق می‌افتد، بازگردند.
زمانیکه تمام مواد کاتد و آند استفاده شده و دیگر واکنش ندارند، باتری دیگر قادر به تولید برق نیست. این نوع باتری‌ها ” باتری‌های اولیه” و “باتری‌های آلکالاین” نامیده می‌شوند و به باتری‌هایی که قابلیت شارژ مجدد دارند ” باتری‌های ثانویه” و “باتری‌های لیتیومی” گفته می‌شود.
باتری‌ها براساس نوع واکنش شیمیایی، قابل شارژ بودن یا نبودن، کاربرد و ... به انواع مختلف از جمله باتری آلکالاین، مدل روی-کربن، لیتیومی و ... تقسیم می‌شوند.
باتری آلکالاین (Alkaline)
باتری‌های آلکالاین پرکاربردترین نوع باتری‌های جهان هستند که توسط مهندس کانادایی لوئیس آوری در سالهای ۱۹۵۰ و زمانیکه برای شرکت اِوریدی باتری کار می کرد اختراع شد. در ۹ اکتبر ۱۹۵۷ لوئیس اوری و کارل کردش پی.ای مارسال حق اختراع باتری‌های آلکالاین را در ایالات متحده آمریکا به ثبت رساندند.
این نوع باتری‌ها انواع مختلفی دارند از جمله باتری‌های لکلانشه و بعضی از باتری‌های قلیایی اما باتری قلمی آلکالاین معروف ترین نوع این باتری‌ها است که در اکثر وسایل الکترونیکی همانند ساعت دیواری، کنترل تلویزیون و… بکار می‌رود.
ساختار باتری آلکالاین
در باتری‌های آلکالاین لکلانشه یک میله گرافیتی در مرکز باتری بعنوان قطب مثبت و لایه نازکی از فلز روی در اطراف باتری به عنوان قطب منفی آن، معمولاً زیر پوششی از پلاستیک و یک لایه حلبی قرار دارند و تا زمانیکه قطب منفی باتری (فلز روی) کاملاً از بین نرفت ، باتری کار میکند. البته با تعویض فلز روی، می‌توان باتری را دوباره استفاده کرد، ولی معمولاً کسی این کار را انجام نمی‌دهد.
باتری آلکالاین لکلانشه معمولاً برای مدار‌هایی با جریان کم مناسب هستند و اگر جریان زیادی از باتری کشیده شود، به علت تولید گاز‌هایی مانند هیدروژن و آمونیاک و وقوع واکنش های ناخواسته در درون باتری و در اطراف کاتد (قطب مثبت) و آند (قطب منفی) به سرعت ولتاژ باتری کم می شود و در این صورت عمر مفید باتری کاهش می یابد. در واقع با تولید گاز لایه‌ای عایق در داخل باتری ایجاد شده و مانع از عبور جریان می شود.
در باتری‌های آلکالاین قلیایی قطب مثبت مخلوطی از گرافیت و اکسید منگنز است که در اطراف باتری و زیر پوششی از یک لایه پلاستیکی و یک لایه حلبی قرار دارد و قطب منفی یک میله برنجی در وسط باتری است که تا هنگامیکه خورده نشود، باتری کار میکند.
در باتری‌های آلکالاین قلیایی هیچ واکنش ناخواسته‌ای در داخل باتری رخ نمی‌دهد بعلاوه باتری‌های قلیایی کمتر نشت می کنند و در محدوده گسترده‌ای از دمای محیط می توانند کار کنند به همین دلیل می‌توان از این باتری‌ها برای مدت زمان بیشتری استفاده کرد.
مزایای باتری‌های قلیایی نسبت به باتری‌های لکلانشه
- شدت و قدرت تخلیه بالاتر
- مقاومت داخلی کمتر و ثابت تر
- هزینه تخلیه در ساعت اقتصادی تر
- زمان نگهداری بهتر و بیشتر
- مقاومت بیشتر در برابر تخلیه مداوم و شیب مناسب تخلیه
- طول عمر بیشتر
انواع باتری آلکالاین
باتری‌های آلکالاین هم به صورت قابل شارژ و هم به صورت غیر قابل شارژ موجود هستند. البته مدل قابل شارژ آن زیاد متدوال نیست چراکه بازدهی کمی دارد. علاوه بر این خاصیت ، تفاوت دیگر بین این دو باتری این است که ظرفیت باتری‌های غیر قابل شارژ آلکالاین از نوع شارژی آنها یک سوم بیشتر است.
آلکالاین غیرشارژی:
این باتری‌ها انرژی مورد نیاز خود را از ترکیب بین روی و دی اکسید منگنز تامین می کنند. این باتری‌ها را نباید با انواع دیگر باتری‌ها به صورت همزمان در یک دستگاه الکترونیکی استفاده کرد چراکه موجب نشتی پتاسیم هیدروکسید شده که در صورت تماس با پوست و چشم موجب حساسیت می شود.
همچنین باتری آلکالاین غیرشارژی را نباید شارژ کرد و بهتر است با زباله های قابل بازیافت دور ریخته شود. بین ۶۰ تا ۸۰ درصد باتری‌های تولید شده در جهان از این نوع است و میزان تولید این باتری‌ها سالانه به بیش از ۱۰ میلیارد عدد می رسد.
این باتری‌ها با توجه به اینکه در چه وسیله‌ای قرار می گیرند و چه میزان جریانی از باتری گرفته می شود، ظرفیت متفاوتی از ۷۰۰ تا ۳۰۰۰ میلی آمپر بر ساعت نشان می دهند. نمونه آن، ظرفیت یک باتری آلکالاین سایز AA برای استفاده در دستگاهی کم مصرف می‌تواند تا ۳۰۰۰ میلی‌آمپر ساعت نیز برسد.
اما اگر جریان افزایش پیدا کند (برای مثال جریان ۱ آمپری در دوربین‌های دیجیتال) این ظرفیت تا ۷۰۰ میلی‌آمپر ساعت کاهش پیدا خواهد کرد. ولتاژ باتری‌های آلکالاین بسته به ظرفیت باقی مانده و بار روی باتری متغییر است.
100% |
90% |
80% |
70% |
60% |
50% |
40% |
30% |
20% |
10% |
ظرفیت |
1.59V |
1.44V |
1.38V |
1.34V |
1.32V |
1.30V |
1.28V |
1.26V |
1.23V |
1.20V |
تحت بار صفر |
1.49V |
1.35V |
1.27V |
1.20V |
1.16V |
1.12V |
1.10V |
1.08V |
1.04V |
0.98V |
تحت بار 330mw |
باتری آلکالاین شارژی:
این نوع از باتری‌های آلکالاین به صورت اختصاری RAM (Rechargeable Alkaline Manganese)خوانده می‌شوند برای اولین بار در سال ۱۹۹۲ معرفی شدند و ظرفیت کمتری نسبت به مدل غیرشارژی خود (حدود دوسوم باتری‌های آلکالاین غیر شارژی) دارند.
قابلیت شارژ و استفاده مجدد و نرخ دشارژ خودکار پایین (عمر قفسه بالا) از مزایای این نوع باتری‌ها می‌باشد و از معایب آن می توان به عمر سیکلی بسیار پایین (حدود ۲۰ سیکل کامل)، ظرفیت کم در برخی مدل‌ها، کاهش یافتن ظرفیت و ولتاژ پس از هر بار شارژ کردن، مناسب نبودن برای دستگاه‌های نیازمند جریان بالا به دلیل داشتن مقاومت درونی بالا ، نیاز داشتن به شارژر مخصوص و سرعت شارژ بسیار پایین، احتمال بسیار بالاتر نشت مواد داخلی نسبت به دیگر انواع باتری و کمیاب بودن اشاره کرد.
باتری لیتیوم پلیمر(Li-pol)
اولین بار در سال ۱۹۷۰ اولین نمونه از باتری لیتیوم پلیمر که از یک الکترولیت پلیمری جامد با ظاهری شبیه فیلم پلاستیکی تولید شد. باتری‌های لیتیوم پلیمر اصطلاحا به اسم Lipo یا گاهی Li-Poly شناخته می‌شوند.
ساختار باتری لیتیوم پلیمر
در واقع الکترولیت در باتری‌های لیتیوم پلیمر به صورت یک ماده پلیمری متخلخل است که در یک ژل الکترولیتی قرار گرفته است. این الکترولیت ها از پلیمرهای جامد ( spe ) ، پلی آکریلونایتریل ( pan ) ، پلی متیل متاکریلات ( pmma ) یا پلی وینیلیدین فلوراید ( pvdf ) ساخته می‌شود. ساختار متخلخل شیمیایی باتری لیتیوم پلیمر باعث شده تا ولتاژ تخلیه ۳.۷ ولت و ولتاژ شارژ ۴.۲ ولتی داشته باشند.
انواع باتری لیتیوم پلیمر
باتری های لیتیوم پلیمری در هر سایزی می توان ساخته شود اما هر سایز از آن استفاده و ویزگی های خاص خود را دارد.
باید دقت داشته باشید این باتری را در نوع شارژی می خواهید استفاده کنید یا نه. باتری های شارژی لیتیوم پلیمر استفاده های بسیار زیادی دارند و در انواع گوشی و تبلت، لپتاب و ... مورد استفاده می گیرد.
نمونه های دیگر از این باتری ها در موتور های برقی با سایت های بزرگتر استفاده می شود و بازدهی خوبی را از خود نشان داده است.
انواع غیر قابل شارژ این باتری ها هم بدون استفاده روزمره در بازار موجود است و معمولا در سایز های بزرگتری برای ضرفیت بالاتر استفاده می شود اما در مواردی نیز برای سایز های کوچک و محدود نیز سفارش و موجود می شود.
|
|
|
فعالیت شیمیایی |
||
راندمان عالی در دمای بسیار پایین و بسیار بالا |
دمای کاری |
|
تلفن‌های همراه، مدارهای الکترونیکی و کالاهایی که به جریان لحظه‌ای زیاد نیاز ندارند. |
کاربری |
|
۳.۶ و ۷.۲ ولت |
ولتاژ کاری |
|
یکنواخت |
نر خ دشارژ |
|
۳۰۰ – ۵۰۰ سیکل |
چرخه شارژ |
|
º C۰ تا º C۶۰ |
چرخه شارژ |
|
کمتر از ۰.۱ درصد از ظرفیت باتری |
میزان شارژ برای انبار |
|
º C۲۰- تا º C۶۰ |
دمای نگهداری |
|
خطرناک برای محیط زیست و حتما در زباله‌های قابل بازیافت قرار گیرد |
بازیافت |
|