باتری های قلیایی :
در مقاله قبلی که در خصوص باتری های الکالاین ( بخش 1 ) صحبت کردیم، در این مقاله به ادامه موضوعات می پردازیم.
با این تماس تنگاتنگ کاتد به دیواره سلول، بدنه فولادی به جمع کننده جریان کاتد تبدیل می شود وبه عنوان پایانه مثبت سلول عمل می کند.
مقداری دقیق از پودر زینک آند درون حفره ی مرکزی به گونه ای ریخته می شود تا ظرفیت و سطح مقطع مطلوب را تضمین کند.
یک جمع کننده ی جریان آند که به درپوش خارجی آند جوش داده شده است ، از طریق یک درپوش پلاستیکی تا مرکز مخلوط پودر آند امتداد می یابد که باعث نگه داشتن ارتباط منجسم می شود.
در ساختار این سلول ها جدا کننده یک جزء جداناپذیر است که الکترود ها را ایزوله می کند. این جداکننده دارای ساختاری بسیار جاذب، با نفوذپذیری یونی و مواد شیمیایی خنثی می باشد که از جا به جایی ذرات آند و تخلیه ی خود به خودی در دوره هایی که سلول زیر بار نیست جلوگیری می کند.
ساختار متخلخل آند ، کاتد و جداکننده این اجازه را می دهد تا با محلول الکترولیت آلکالاین به طور کامل اشباع شوند. رسانایی الکتریکی بالای الکترولیت به سلول این اجازه را می دهد تا در زمان هایی که تحت دشارژ سنگین و کارکرد مداوم است نیز عملکرد مطلوبی داشته باشد. رسانایی بالا همچنین موجب پایین بودن مقاومت داخلی و عملکرد مطلوب در دماهای پایین می شود.
یک کلاهک پلاستیکی یا یک گیره به وسیله ی فشار و درزگیر به بدنه مهر و موم شده است. این مواد ارتجاعی برای جلوگیری از از دست رفتن الکترولیت استفاده شده اند. کلاهک آند به وسیله ی یک جداکننده از بدنه ی مثبت ایزوله شده است.
4 -2 ساختار چند سلولی
ساختار چند سلولی دوراسل برای باتری های آلکالاین ، با 2 یا چند سلول به صورت سری یا موازی طراحی شده اند. تمام اتصالات سری یا موازی و همچنین اتصال سلول به ترمینال ، با استفاده از یک فولاد نیکل اندود شده جوشکاری شده است. تمام این جوشکاری ها شرایط عملکرد تحت فشار باتری را بهبود می بخشند. بدنه باتری به طور معمول از پلاستیک شکل گرفته شده یا استیل ساخته شده است .
3-4 ساختار سلول سکه ای
ساختار سلول سکه ای در درون خود یک ساختار زیرمجموعه ای آند ، ساختار زیرمجموعه ای کاتد و یک جداکننده لایه ای دارد. زیرمجموعه ی آند شامل سلولی بالایی که از لمینت دوفلزی (بیمتال) ساخته شده . یکی از فلز ها فولاد نیکل اندود و فلز دوم مس یا قلع می باشد. یک درپوش پلاستیکی دارد که ترمینال مثبت و منفی را از هم جدا می کند . یک آند از جنس زینک به شکل گلوله که داخل قسمت بالایی قرار گرفته است و یک ماده ی جاذب که با محلول الکترولیت اشباع شده است .
زیر مجموعه ی کاتد شامل جعبه ی سلولی متشکل از کاتد منگنز دی اکسید ادغام شده و یک سد/ جداکننده می باشد که اجازه ی عبور جریان را می دهد اما از جا به جایی ماده جلوگیری می کند.
زیر مجموعه ی کاتدی روی زیر مجموعه ی آندی قرار گرفته است و با پیچیدن لبه ی قوطی روی کلاهک مهر و موم شده است.
5 ویژگی های عملکرد
5 – 1 ولتاژ :
رنج ولتاژ باتری های آلکالاین بین 1.5 تا 1.7 ولت می باشد.ولتاژ مصرفی باتری و نحوه ی تخلیه ی ولتاژ باتری توسط وسیله ای که باتری در آنت قرار دارد تعیین می شود .در بیشتر موارد وقتی ولتاژ باتری به 0.8 ولت می رسد، می گوییم باتری دشارژ شده است.
5 – 2 ظرفیت :
ظرفیت یک باتری بر حسب آمپر ساعت یا میلی آمپر ساعت بیان می شود. در شرایط تخلیه ی مداوم ، حاصل ضرب متوسط جریان در تعدا ساعات کارکرد ظرفیت نامی سلول را تعیین می کند. ظرفیت نامی باتری های آلکالاین سکه ای حدود 45 الی 110 میلی آمپر ساعت و باتری های آلکالاین استوانه ای حدود 580 الی 15000 میلی آمپر ساعت می باشد.
5 – 3 انواع تخلیه :
دشارژ یک باتری بسته به نوع بار می تواند تحت شرایط متفاوتی باشد . نوع بار انتخابی و نوع تخلیه ی وابسته به نوع بار تاثیر مستقیمی روی طول عمر باتری و مدت زمان و نوع عملکرد آن می گذارد.
به طور کلی انواع بار و انواع دشارژ وابسته به نوع بار به دسته ی کلی تقسیم می شوند :
- مقاومت بار ثابت ( Constant Resistance) : در این حالت مقاومت باردر طول مدت تخلیه ی باتری ثابت می ماند.
- جریان ثابت (Constant Current) : در این حالت جریانی که توسط بارکشیده می شود ثابت می ماند
- توان ثابت (Constant Current) : در این حالت متناسب با کاهش میزان ولتاژ در طی دشارژ ، جریان افزایش می یابد. بنابراین توان در تمام مدت تخلیه ثابت می ماند.
در پایان تخلیه در هر سه روش توان خروجی مقداری برابر است و باید برابر با میزان مورد نیاز دستگاه مصرفی باشد.
5 – 4 تاثیرات دمایی :
شرایط کارکرد درست باتری های آلکالاین بین 20- تا 55 درجه ی سانتی گراد می باشد. در کاربرهای بار های سبک تر امکان استفاده در شرایط دمایی تا 30- درجه ی سانتی گراد نیز وجود دارد. کارکرد واقعی به ابعاد سلول و ظرفیت آن بستگی دارد.
در حالت کلی از 75 درصد ظرفیت نامی که در دمای اتاق تعریف می شود را می توان در دمای صفر درجه ی سانتی گراد انتظار داشت.
5 – 5 مقاومت داخلی :
در سلول های آلکالاین، به دلیل ساختار فشرده و الکترولیت با رسانایی الکتریکی بالا، مقاومت داخلی کم و معمولا در حدود 1 اهم می باشد. مقاومت داخلی پایین جزو مزایای این باتری در موارد مصرفی جریان بالا می باشد. بر خلاف باتری های کربن زینک ، این باتری ها نیاز به دوره ی استراحت بین پالس های مختلف جریان ندارند و مقاومت داخلی پایین خود را در طی مصرف حفظ می نمایند. مقاومت داخلی این سلول ها فقط در انتهای عمر کاری آن افزایش می یابد.
5 – 6 عمر نگهداری در قفسه :
باتری های آلکالاین عمر نگهداری در قفسه ی بالایی دارند. پس از گذشت یک سال از نگهداری در دمای اتاق، این باتری ها 93 الی 96 درصد ظرفیت اولیه ی خود را حفظ می کنند. پس از گذشت 4 سال در دمای 21 درجه ی سانتی گراد، حدود 85 درصد ظرفیت اولیه ی باتری هنوز حفظ شده است. در دما و رطوبت بالاتر کاهش ظرفیت با شدت بیشتری رخ می دهد. در دماهای پایین تر به صورت عمده سرعت فعالیت های شیمیایی کاهش یافته و ظرفیت بهتر حفظ می شود.
6- کاربرد
باتری های آلکالاین با داشتن عملکرد بهینه در رنج دمایی مختلف و عمر طولانی مدت در فروشگاه از انتخاب های محبوب مشتریان در زمان خریداری باتری محسوب می شوند. بیشترین کاربرد این باتری ها در وسایل الکترونیکی مانند
- دوربین های عکاسی،
- کنترل ها ،
- اسباب بازی ها ،
- چراغ قوه ها
- وسایل پزشکی مانند دستگاه تست قند خون و فشار سنج
- موزر و ریش تراش
- ماشین حساب
- و….
باتری های آلکالاین در موارد صنعنتی نیز کاربرد دارند. از جمله کاربرد های صنعتی می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- وسایل پزشکی قابل حمل
- ابزار آلات
- وسایل روشنایی قابل حمل
- وسایل مخابراتی و ارتباطی
- و…
لازم به ذکر است این باتری ها در موارد بسیار محدود و کلی در ابزار های نظامی نیز قابلیت استفاده دارند.
7- مراقبت از باتری
7 -1 شرایط محیطی نگهداری
بهتر است باتری ها در دمای بین 10 الی 25 درجه ی سانتی گراد و رطوبت بین 15 تا 65 درصد نگهداری شوند. برای افزایش عمر باتری در هنگام نگهداری در قفسه بهتر است در دمای بالاتر از 25 درجه نگهداری نشود.
7 -2 مدیریت استفاده بهینه
باتری های استفاده شده و تخلیه شده بهتر است از دستگاه خارج شوند. اگر برای چند ماه متوالی قرار نیست از دستگاه استفاده شود ، توصیه می شود که باتری از دستگاه خارج شود .همچنین در مواردی که دستگاه با برق شهر هم قابل استفاده است، در هنگام اتصال به برق متناوب باتری نباید باتری در دستگاه باشد. همواره باتری ها را با هم تعویض کنید و باتری نو را در کنار باتری مصرف شده قرار ندهید زیرا این کار موجب جریان کشیدن از باتری با ولتاژ کمتر می شود و احتمال باز شدن باتری یا نشتی را بالا می برد .
هم چنین بهتر است انواع مختلف باتری مثل آلکالاین با کربن زینک در کنار هم استفاده نشود.
در هنگام استفاده از باتری ها همیشه دقت کنید که از اندازه ی مناسب باتری که توسط شرکت تولید کننده ی دستگاه روی دستگاه حک می شود استفاده کنید .
باتری ها را دور از دسترس کودکان نگهداری کنید و اگر باتری توسط کودک بلعیده شد ، حتما به پزشک مراجعه کنید.
از قرار دادن باتری های غیر شارژی در شارژر باتری های شارژی جدا بپرهیزید.
8- دور انداختن باتری
- مصارف خانگی : باتری های آلکالاین در سطح مصارف خانگی می توانند همراه دیگر زباله های خانگی دور انداخته شوند . برای حفاظت از محیط زیست توصیه می شود باتری های مصرف شده ی خود را به مراکزی که باتری ها را جمع آوری می کنند تحویل دهید تا در شرایط مناسب بازیافت یا دفن شوند.
- مصارف در سطح صنعتی : در حجم مصرفی صنایع باتری ها باید جمع آوری شوند و در زمین های خاص مناسب زباله های خطرناک دفن شوند. با این که باتری ها جزو مواد سمی و خطرناک دسته بندی نمی شوند ولی می توانند به این نوع زمین ها منتقل شوند تا از آلودگی احتمالی جلوگیری شود.
بدون دیدگاه