|
 از
آنجا كه لوازم برقي دايما كوچك تر و سبكتر شده و طراحي و قطعات مورد
استفاده شان نيز بهينه تر و در نتيجه مصرف برق آن كمتر ميشوند، آنها را
داراي اين قابليت ميكند كه بتوانيم از برق جدا كرده و بهمراه دو باتري
قلمي در جيبمان بگذاريم و بيرون ببريم.
شايد زماني رفع مشكل تامين برق يك وسيله، و بهمراه داشتن آن (مثلا يك
پخش صوت جيبي) در بيرون از منزل،تا حدي لوكس و لذت بخش بود و حتي بسيار جلب توجه
ميكرد! اما اكنون بخصوص در
زماني كه آنرا عصر ارتباطات ميناميم، بهمراه داشتن يك گوشي تلفن آنچنان
فراگير شده كه وجود آن براي كودك دبستاني نيز عادي و يك نياز واقعي و اجتناب ناپذير است و
ميبايست قبل از آن، براي تامين انرژي شان، راهي اقتصادي تر جستجو كرد.
| باتري هاي قابل شارژ با هدف كم كردن هزينه انرژي و تامين برق مورد نياز لوازم
همراهمان در بيرون از منزل توليد و استفاده ميشوند. |
 تاريخچه
مختصر در مورد باتري هاي قابل شارژ
در ابتدا، باتري هاي قابل شارژ قلمي دقيقا شبيه به
باتري غير قابل شارژ (استوانه اي) ساخته ميشدند و هنوز هم
مورد استفاده ميباشند. نيكل كادميم،
ماده اصلي آنهاست و قابليت حداكثر هزار بار پر و خالي شدن دارند (تحقق اين وعده هيچ
وقت براي نگارنده ميسر نشد)، و براي لوازم همراه، از يك
دهم آمپر تا 3 آمپر توليد ميشوند.
 ولتاژ
هر سلول از باتري قابل شارژ نيكل كادميومي، 1.2 ولت است يعني 0.3 ولت كمتر
از باتري معمولي، و با سري كردن دو عدد، به ولتاژي در حدود 2.5 ولت
خواهيم رسيد كه براي بيشتر لوازم همراهي كه با دو باتري قلمي كار ميكنند
مشكلي ايجاد نميشود. اما اگر بخواهيم حتما به 3 الي 4 ولت برسيم (بخصوص
براي گوشي سيار قديمي تلفن هاي ثابت) ناچاريم سه عدد آنرا سري كنيم كه معمولا در يك بسته بندي كارخانه اي
بصورت بسته تك واحدي عرضه ميشوند (شكل روبرو) تا با ولتاژ 3.6 ولت،
بهتر از قبل كار كند.
اما در حال حاضر اينگونه باتري هاي گرد و استوانه اي وزين، بزرگتر از آن
مينمايند تا بخواهند درون گوشي هاي نازك ما قرار بگيرند، ضمن اينكه معمولا
يك گوشي همراه، مصرفي در حدود دو الي چهار وات در روز دارد و باتري هاي
قابل شارژ قلمي نيم آمپري (0.7 وات) نيكل كادميمي تناسبي با نياز امروز ما
ندارد. البته اكنون قدرت آنها بهينه شده و باتري نيكل كادميمي قلمي در
اندازه AA با جريان 3 آمپري (حدود 4.5 وات انرژي) نيز توليد ميشود.
نكته:
وات بمعناي انرژي الكتريكي است كه يك دستگاه مثلا الكترونيكي جهت كار كردن به آن
نيازمند ميباشد.
و از نظر محاسبه: وات حاصل ضرب ولتاژ مورد نياز دستگاه ضربدر جرياني است كه از باتري يا
منبع برق بداخل خود ميكشد. بنابر اين اگر ولتاژ يك دستگاه 3 ولت (يعني دو عدد باتري
قلمي سري شده) باشد و مصرف جريان اين دستگاه هم يك آمپر
باشد؛ در نتيجه توان
مصرفي دستگاه سه وات خواهد بود. (گوشي هاي همراه، حدودا همين مقدار انرژي
را در روز براي يك كاربري متوسط جهت برقراري ارتباطات متداول، مصرف
مينمايد) |
 لازم به ذكر است، تا زمانيكه مشكل باتري قابل شارژ بشكل امروزي حل نشده بود (قبل
از سال 99 ميلادي)،
گوشي هاي همراه چيزي شبيه به يك پاره آجري بودند كه ميبايست بهمراه كاربر و در ساك
و كوله پشتي او قرار داشته باشد و اين بمعناي آنست كه هم قطعات الكترونيكي و هم
باتري تامين كننده برق مورد نياز آن، الزاما ميبايست پا بپاي هم رو بجلو بگونه اي حركت كنند
تا استفاده از آن بتواند توجيه پذير و همه گير شود.
باتري هاي قابل شارژي كه الزاما ميبايستي درون اينگونه گوشي ها قرار بگيرند از سري
موازي كردن سه الي شش باتري نسبتا حجيم و وزين نيكل كادميومي تشكيل ميشد كه
مونتاژ مشكل و آسيب پذير، قيمت تمام شده بالا (بابت قطعه و كار لازم جهت توليد) از
معايب اين باتري بحساب ميامد و عملا اينگونه گوشي ها بخاطر حجم و وزن غير
منطقي شان تعلق به افراد خاصي داشت و نميتوانست محبوبيت چنداني براي استفاده عموم
از آن ايجاد كند.
 باتري
هاي نيكل كادميومي قريب به 30 سال بود كه بعنوان تنها باتري هاي خشك و قابل شارژ
براي لوازم كم مصرف و كوچك مورد استفاده بود ولي هيچ پيشرفت قابل ملاحظه اي در
بهبود كيفيت آن انجام نگرفت. البته نوع متال هيدريد هم كه ببازار آمد كمابيش همان
مشكلات را داشت و ابداع آن قدم چندان بزرگي بشمار نميرفت و گويي مسير پيشرفت اينگونه باتري
ها به بن بست رسيده باشد!
در سال 1990 و در پي انتظارات طراحان لوازم همراه، كه چشم اندازهاي امروز قرن 21 را
مد نظر داشتند و
بشدت منتظر راه حلي منطقي تر براي تامين انرژي ايده هايشان بودند؛ شركت ها و گروه
هاي پژوهشي،
تحقيقاتي را كه از ده سال قبل در ارتباط با باتري ليتيمومي در حال
اجرا بوده را، سرعت بخشيدند تا
بعنوان يك راه حل استاندارد و قابل قبول، بستر لازم براي توليد انبوه لوازم همراه فراهم
شود. اگرچه لوازم همراه آنزمان، ساعت مچي بود براي همگان و امثال پخش صوت براي برخي جوانان.
مقدمه اي در باره باتري هاي ليتيومي
باتري هاي ليتيومي ابتدا براي تامين انرژي ساعت مچي ابداع شد و توانست جايگزين
خوبي براي نسل قبلي آن يعني اكسيد نقره و نيز آلكالاين بشود.
ليتيوم ماده اصلي تشكيل دهنده الكتروليت و قطب مثبت اين گونه
باتري ها ميباشد كه براي ساخت باتري هاي ظريف و كوچك ساعت مچي از قطر يك عدس تا حداكثر يك دو ريالي
قديم (در در بازار ساعت فروش ها، نوع 2032 آن، به باتري دوزاري مشهور است) و از 1.5
تا 3.6 ولتي، به توليد
انبوه رسيد.
از ويژگي خوب آن عدم نشت داخليش بود بطوريكه وقتي در ساعت مچي هاي باكيفيت بالا
قرار ميگرفت، ميتوانست حتي 7 سال تمام كار كند!
 شما
اين باتري معروف ليتيومي را ميتوانيد در روي برد اصلي رايانه تان و در بخش حافظه
اوليه و در يك جايگاه مخصوص ببينيد و اي بسا بيش از 7 سال باشد كه آنرا تعويض نكرده
باشيد در حاليكه از نوع غير قابل شارژ ميباشد! |
سلول هاي باتري ليتيومي با ولتاژ مورد نياز ساعت مچي ها از 1.5 تا بين 3 الي 3.6 ولتي
ساخته شده و مورد استفاده قرار ميگرفت
و در پي موفقيتي كه در ويژگي طول عمر و عدم نشت داخلي و ارزاني نسبي و حجم و وزن كم خود
و بالاخص انعطاف پذيري در ولتاژ سلولي
بدست آورد، محققان را برآن داشت تا شيوه اي را براي پر كردن مجدد (احيا) آن
پيدا كنند چراكه باتري هاي قابل شارژي كه از ده ها سال قبل تحت عنوان نيكل كادميم
مورد استفاده بود، نواقصي داشت از جمله آن: 15 ساعت زمان شارژ و راندمان پنجاه
درصدي و نشت داخلي زياد و بدتر از همه تجمع گاز در اطراف الكترود ها بود.
بنابر اين، تحقيقات فراوان در ارتباط با الكترودها و الكتروليت بين آن دو، در باتري
ليتيومي صورت گرفت تا حتي از جنبه هاي احتراقي نيز مشكلات موجود تا حدي حل
شود و در پي موفقيت كارايي آن، باتري هاي ليتيومي قابل شارژ با ولتاژ استاندار
3.7 ولتي، در ابعاد مختلف و توان متنوع و مورد نياز براي هرگونه لوازم همراه به
طراحان معرفي شد (ولتاژ 3.5 الي 4 ولت ايدال ترين ولتاژ براي مدارات كوچك، كم مصرف
و همراه ميباشد). و در سال 1999 با توليد انبوه توانست وارد بازار
شده جاي خود را در صنعت الكترونيك همراه باز كند و شتابي سريع به توليد و فروش
اينگونه لوازم بدهد .
|
در ساعت مچي نيز هنگاميكه طراحان نيازمند به تامين 3 ولت جهت
تغذيه مدارات پيشرفته ساعت هاي الكترونيكي شان بودند، ناچار به
استفاده از دو عدد باتري سري 1.5 ولتي متداول آنزمان ميشدند. كه با
توجه بفضاي بسيار اندك داخل ساعت مچي اين عمل چندان كاربردي نبود. اما
ساخت سلول باتري هاي ليتيومي محدوديت چنداني براي انتخاب ولتاژ تا حد 4
ولت نداشته و شيوه ساخت آن بگونه اي داراي انعطاف بود كه ولتاژ 3 و 3.6
مورد نظر را بسادگي فراهم ميكرد. و اين نعمت بزرگي براي طراحان ساعت
مچي بخصوص انواع معروف به ساعت هاي كامپيوتري (ديجيتالي) آنزمان بشمار ميرفت! |
|
