|
در اين قسمت، مشخصه هاي باتري هاي قابل شارژ ليتيومي را نسبت به نوع معمولي (غير
قابل شارژ) و قابل شارژ نيكل كادميومي، از شش جنبه؛ الكتريكي، فيزيكي، چگالي (قدرت
نسبت به وزن)، بازدهي (راندمان)، زمان شارژ و بالاخره از نظر شيميايي،مورد ارزيابي قرار ميدهيم:
1- برتري در مشخصه هاي الكتريكي باتري هاي ليتيومي نسبت به انواع ديگر باتري ها:
 مشخصه
هاي الكتريكي باتري هاي غير قابل شارژ:
باتري هاي غير قابل شارژ، عموما از سلول هاي 1.5 ولتي تشكيل ميشوند
كه در لحظه اول توليد در كارخانه، حتي در سطح 1.75 ولت نير قابل اندازه گيري بوده (با شيب تند و كوتاه) و
عمدتا در 1.4 تا 1.3 شيب مسطح دارند و از اين پايين تر به اصطلاح خالي بحساب ميايند
و يك باتري غير قابل شارژ 1.2 ولتي را دور خواهيم انداخت.
البته نوع خاصي از باتري هاي غير قابل شارژ 9 ولتي كه بصورت مكعب مستطيل، با
كاربردهاي خاص اما بسيار ضعيف و گران ميباشد، نيز وجود دارد.
قبل از سال 1355 نوع ديگري بنام باتري هاي كتابي 4.5 ولتي نيز موجود بود كه از سري شدن سه عدد
باتري قلمي 1.5 ولتي تهيه ميشد ولي ديگر منسوخ شده و سپس باتري هاي 9 ولتي و نيم
قلمي به اين مجموعه اضافه شدند.
توان داخلي باتري هاي
معمولي ذغالي
در اندازه AA (قلمي):داراي قدرت نامي 500 ميلي آمپر ساعت
در اندازه AAA (نيم قلمي كوتاهتر و نازكتر): با قدرت نامي150 ميلي آمپر
ساعت
باتري هاي9 ولتي: ظرفيت 150
ميلي آمپر ساعت (بيشتر بعنوان پشتيبان مدارات حافظه دار مورد استفاده هستند چراكه
اينگونه مدارات مصرف برق بسيار ناچيزي دارند اما اغلب نيازمند ولتاژي بين 5 الي 9
ولت ميباشند).
در اندازه متوسط: 1200 ميلي آمپر ساعت
در اندازه ضخيم: 3000 ميلي آمپر ساعت
نوع مرغوب باتري هاي معمولي- ذغالي با عناوين "الكالاين و يا ليتيوم- فرا
ليتيوم"،
با همان ولتاژ و در همان ابعاد انواع
ذغالي، داراي قدرتي
حدود دو برابر و با ماندگاري بسيار زياد (جريان نشت داخلي نزديك به صفر) ميباشند.
اين نوع باتري ها در اندازه قلمي و نيم قلمي و 9 ولتي متداول ميباشند.
مشخصه هاي الكتريكي باتري قابل شارژ نيكل كادميم:
باتري هاي نيكل كادميومي (كه سالياني طولانيست مورد استفاده
قرار ميگيرند) ولتاژ شارژ كامل تحت شارژ 1.44 ولت و شيب خطي ولتاژ كار آن در اطراف 1.23 ولت بوده و در 1.1 ولت
نيز
خالي بحساب ميايند.
ولي
اين ولتاژ، كمتر از آنست كه دستگاه هاي الكترونيكي همراه را جوابگو باشد
چراكه يك طراح خوب دستگاه
الكترونيكي همراه، تمام هم و غم خود را بر مبناي طراحي مداراتش با تغذيه 3 الي 4 ولتي
قرار ميدهد. زيرا در كمتر از اين ولتاژ، غالبا قطعات الكترونيكي (بخصوص بخش
 صوت و
تصوير) بدرستي كار نكرده يا عملكرد ضعيف و غير قابل قبولي خواهد داشت (البته تلاش
فراوان بعمل آمد تا لوازمي مثل گوشي سمعك يا ساعت مچي با 1.5 ولت هم بتوانند
كار كنند). بهمين دليل ناچار به قرار دادن سه سلول 1.2 ولتي باتري نيكل كادميم در يك بسته بندي در اشكال مختلف،
براي رسيدن به 3.6 ولت شدند.
در تصوير مقابل مشاهده ميكنيد كه جهت رسيدن به ولتاژ
حدود 7
ولت، شش عدد از باتري هاي نيكلايي را سري كرده اند
و جريان 70 ميلي آمپر ساعت از اين بسته
باتري غير متداول تامين خواهد شد.
قدرت نامي باتري هاي نيكلايي دايما بهبود يافته
اگرچه اوايل، همسان با باتري
هاي ذغالي بودند ولي اكنون تا 6 برابر به قدرت آنها افزوده شده است.
مشخصه هاي الكتريكي باتري قابل شارژ ليتيومي:
 همانطور كه ذكر شد سه واحدي بودن يك باتري نيكلايي براي رسيدن به 3.5 ولت عملا كاربردي نبود و
موارد خاص را ميتوانست جوابگو باشد. اما باتري هاي ليتيومي از آنجا كه داراي قابليت
منحصر بفردي در ارتباط با انعطاف پذيري در مشخصه هاي الكتريكي است، بطوريكه
نه تنها ميتوان ظرفيت (توان داخلي) را در هر سلول تغيير داد (با تغيير دادن سطح كلي
فيلم باتري) بلكه حتي ميتوان مقدار ولتاژ هر سلول را تا حدي (حدود 5 ولت) كه مورد
نيازمان باشد تغيير داد (با تغيير ضخامت و چگالي فويل الكتروليت و الكترود
هاي ليتيمي)؛ در نتيجه اين نوع باتري توانست بعنوان بهترين گزينه براي تامين انرژي
مورد نياز وسايل همراه قرار بگيرد.
توليد
سلول هائي با ولتاژ مورد نياز براي باتري ساعت از 1.5 تا 3 و 3.6 ولتي از
اولين موهبت هايي بود كه از طريق باتري هاي ليتيمي بدست آمد و حال كه براي ساخت باتري هاي قابل
شارژ از ورقه هاي فويل و طومار مانند آن ميتوان استفاده كرد، بنابراين چرا ولتاژ 3.7
كه ايدال تمام طراحان مدارات الكترونيكي است بعنوان يك ولتاژ تعريف شده و براي ابد
استاندارد، جهت سلول هاي اين نوع باتري در نظر گرفته نشود. ولتاژي دقيقا معادل
ولتاژ سه عدد سلول باتري قابل شارژ نيكلاي كه با هزار بدبختي و بد تركيبي سري شده!
كافيست يكبار ديگر به عكس باتري 6 سلولي آبي رنگ بالا نگاه كنيد! رعايت
فرايندهايي مثل لحيم
كردن سر مثبت به منفي، عدم ايجاد حرارت در لحيم كاري، در بسته بندي قرار دادن بشكل
مسطح و در يك تراز قرار دادن همه باتري ها با وجود اتصال سيم بين سر مثبت به
منفي... در توليد باتري هاي 3.6 ولتي نيكلايي، عملا ايدال براي كاردستي افراد
بيكار بود نه توليد انبوه يك كارخانه لوازم همراه.
و بدين ترتيب اين معضل چاره ناپذير بعد از قريب به سي سال براي هميشه حل شد و
طراحان خوش اقبال لوازم همراه در اواخر قرن بيستم به آرزوي ديرينه شان رسيدند.
مشخصه
هاي دقيق ولتاژ در سلول هاي باتري هاي قابل شارژ ليتيومي:
ولتاژ تحت شارژر باتري هاي ليتيومي قابل شارژ، 4.22 ولت و شيب خطي ولتاژ كار آن از 3.7 تا 3.3 ميباشد و
از حدود 3.2 الي 3.1 به پايين خالي بحساب ميايد.
اين مشخصه هاي ولتاژ در باتري ليتيومي قابل شارژ آنچنان دقيقا سه برابر مشخصه هاي
هر سلول
باتري نيكلايي ميباشد كه ممكن است اين شبهه پيش آيد كه هر واحد باتري ليتيومي از سه
سلول سري
شده باتري نيكل كادميمي تشكيل شده است!
از نظر قدرت نامي، اين باتري ها از تنوع بسيار زياد برخوردار ميباشند و بسته به
نياز لوازم همراه از زير صد ميلي آمپر و در اندازه بسيار كوچك، تا قدرت ده الي 20
آمپري و يا حتي بيشتر نيز توليد ميشوند. و با ويژگي جريان نشت داخلي بسيار
ناچيز،
تقريبا در هر ماه، ده درصد از توان نامي آن (البته در دماي محيط صفر درجه) كم ميشود.
چرا در قدرت نامي و اندازه هاي باتري هاي ليتيومي برخلاف ديگر انواع باتري ها،
اينهمه تنوع وجود دارد؟
قبل از ظهور باتري هاي ليتيومي بنا به سنت قديمي، باتري هاي ذغالي در چند اندازه
(نيم قلمي-قلمي-متوسط -ضخيم و 9 ولتي) كاملا استاندار و تعريف شده با توان مشخص (از
150 ميلي آمپر تا 3 آمپر) توليد ميشدند و تمامي دستگاه هاي مصرف كننده اين باتري ها
نيز موظف بودند كه بنا به ميزان باتري خور بودن و توان مورد نياز دستگاهشان، يك جا
باتري با ابعاد مشخص و تعريف شده يكي از باتري هاي فوق طراحي كنند.
اما از آنجا كه لوازم همراه عليرغم ولتاژ واحد مورد نيازشان، هر كدام توان مصرفي
كاملا متفاوتي با يكديگر دارند و هر شركت سازنده ناچار است براي باتري داخلي
كمترين فضا را در تناسب با مدار داخلي در نظر بگيرد
از استفاده از يك استاندارد واحد تعريف شده اكراه دارد، لذا ايده جديد بر اين قرار
گرفت كه منبعد از يك استاندار محدود در ابعاد (سايز) استفاده نكرده و بلكه باتري هاي
ليتيومي را با قدرت هاي متنوع و در اندازه هاي مورد درخواست
كارخانه هاي توليد لوازم همراه بسازند.
در نتيجه باتري هاي قابل شارژ ليتيومي در اشكال كلي، مسطح و مربع مستطيل و با
ضخامت عموما 3 الي 4 و بعضا 5 ميلي متر توليد شده كه اين اندازه مشخص با فن آوري
هاي روز بكار رفته در آن، داراي قدرت نامي كاملا يكساني خواهد بود. و جهت تعريف اين
اندازه و قدرت نامي آن، كد يا مدل اختصاصي به آن منسوب ميكنند. مثلا ميگويند اين
گوشي با باتري
HB5V1 كار ميكند كه اگر در بازار مثلا علاالدين به هر مغازه باتري
فروشي اين مدل را بگوييد؛ باطرئي را بشما خواهند داد كه براحتي ميتوانيد
داخل گوشي خود قرار داده كه همانند باتري اصلي شركت سازنده گوشي تان كار
خواهد كرد.
و بدين ترتيب شما ميتوانيد باتري هاي ليتيومي قابل شارژ را در قدرت هاي حتي كمتر از
يك دهم آمپر الي چند ده آمپر در بازار پيدا كنيد كه فقط در ابعاد متفاوت هستند، اما
همان 3.7 ولت ميباشند.
|
