طبقه بندی، انواع و اندازه باتری ها

2024 نویسنده: Priscilla Miln | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-02-17 22:35

امروزه باتری ها رایج ترین منبع تغذیه برای وسایل الکترونیکی و لوازم خانگی کوچک هستند. نیاز به جایگزینی آنها اغلب ایجاد می شود. برای اینکه در هنگام خرید سلول گالوانیکی جدید بهترین انتخاب را داشته باشید، نه تنها به اندازه باتری ها و نام سازنده آن توجه کنید. این مقاله به سؤالات زیر پاسخ خواهد داد: این منابع برق به چه شکل هستند؟ انواع باتری ها بر اساس اندازه چیست؟ سلول های گالوانیکی چگونه علامت گذاری می شوند و هنگام خرید باید به چه نکاتی توجه کرد تا منبع تغذیه طولانی مدت باشد؟

انواع باتری

باتری ها بر اساس موادی که اجزای فعال آنها از آن ساخته شده اند طبقه بندی می شوند: آند، کاتد و الکترولیت.

پنج نوع منبع برق مدرن وجود دارد:

• نمک،
• قلیایی،
• جیوه،
• نقره،
• لیتیوم.

انواع باتری بر اساس اندازه در زیر فهرست شده است. حالا بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از آنها بیندازیمکلاس های مشخصی از سلول های گالوانیکی.

باتری نمک

باتری های نمک در نیمه دوم قرن بیستم ساخته شدند. آنها جایگزین منابع انرژی منگنز-روی قبلی شدند. ابعاد باتری ها تغییر نکرده است، اما تکنولوژی ساخت این سلول های گالوانیکی متفاوت شده است. منبع تغذیه نمک از محلول کلرید آمونیوم به عنوان الکترولیت استفاده می کند. این شامل الکترودهای ساخته شده از روی و اکسید منگنز است. اتصال بین تک تک الکترولیت ها با استفاده از یک پل نمک انجام می شود.

مهمترین مزیت چنین باتری هایی قیمت پایین آنهاست. این باتری‌های گالوانیکی از همه ارزان‌تر هستند.

معایب باتری های نمکی:

• در طول دوره تخلیه، ولتاژ به طور قابل توجهی کاهش می یابد؛
• عمر مفیدکوتاه است و فقط 2 سال؛
• تا پایان عمر مفید تضمینی، ظرفیت 30-40 درصد کاهش می یابد؛
• در دمای پایین، ظرفیت خازن تقریباً به صفر کاهش می یابد.

باتری قلیایی

این باتری ها در سال 1964 اختراع شدند. نام دیگر این منابع غذایی قلیایی است (از کلمه انگلیسی alkaline که در ترجمه به معنای قلیایی است)

الکترودهای این باتری از روی و دی اکسید منگنز ساخته شده است. هیدروکسید پتاسیم قلیایی به عنوان یک الکترولیت عمل می کند.

امروزه، این باتری ها رایج ترین هستند، زیرا برای بیشتر آنها عالی هستنددستگاه های الکترونیکی.

مزایای منابع تغذیه قلیایی:

• ظرفیت بالاتری نسبت به نمک دارند و در نتیجه عمر مفید بیشتری دارند؛
• می تواند در دمای پایین محیط کار کند؛
• سفتیبهبود یافته است، یعنی احتمال نشتی کاهش می یابد؛
• ماندگاری طولانی تری 5 سال دارند؛
• در مقایسه با باتری های نمکی میزان تخلیه خود کمتری دارند.

معایب منابع غذایی قلیایی:

• دوره تخلیهبا کاهش تدریجی ولتاژ خروجی مشخص می شود؛
• باتری های قلیایی هم اندازه باتری های سالین هستند، اما قیمت و وزن باتری های قلیایی بالاتر است.

باتری های جیوه

در چنین باتری، آند از روی ساخته شده است، کاتد از اکسید جیوه ساخته شده است. الکترودها توسط یک جداکننده و یک دیافراگم آغشته به محلول 40٪ هیدروکسید پتاسیم جدا می شوند. قلیایی در اینجا به عنوان یک الکترولیت استفاده می شود. به لطف این ترکیب، این منبع تغذیه می تواند به عنوان باتری کار کند. اما در حین کار چرخه ای، سلول گالوانیکی تخریب می شود، ظرفیت آن کاهش می یابد.

مزایای باتری های جیوه ای:

• ولتاژ پایدار؛
• ظرفیت و چگالی انرژی بالا؛
• قابلیت دمای محیط بالا و پایین؛
• ماندگاری طولانی 10 سال.

معایب جیوهمنابع تغذیه:

• قیمت بالا؛
• احتمال مواجهه خطرناک با بخار جیوه در صورت کاهش فشار؛
• نیاز به بهبود فرآیند جمع آوری و دفع است.

باطری های نقره ای

در باتری نقره ای، روی برای آند و از اکسید نقره برای کاتد استفاده می شود. الکترولیت هیدروکسید سدیم یا پتاسیم است.

این دسته شامل باتری های ساعت می شود که ابعاد آن در زیر آورده شده است. مزایای منابع برق نقره به شرح زیر است:

• پایداری ولتاژ؛
• وجود ظرفیت و چگالی انرژی بالا؛
• ایمنی نسبت به دمای محیط؛
• عمر و ذخیره سازی طولانی.

عیب این باتری ها قیمت بالای آنهاست.

باتری های لیتیومی

در چنین باتری، کاتد از لیتیوم ساخته شده است. توسط یک جداکننده و یک دیافراگم که با یک الکترولیت آلی آغشته شده است از آند جدا می شود.

مزایای باتری های لیتیومی:

• ولتاژ ثابت؛
• ظرفیت و چگالی انرژی بالا؛
• استقلال شدت انرژی از جریان بار؛
• جرم کوچک;
• ماندگاری طولانی تا 12 سال؛
• ایمنی در برابر درجه حرارت شدید.

معایب باتری های لیتیومی را فقط می توان به قیمت بالای آنها نسبت داد.

همانطور که در بالا ذکر شد، منابع غذایی ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند.شکل و اندازه باتری ها نیز به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت است. سلول های گالوانیکی ارتفاع، قطر و ولتاژ متفاوتی دارند. طبقه بندی باتری ها را مطابق با این پارامترها در نظر بگیرید.

طبقه بندی باتری ها بر اساس اندازه

بسته به ولتاژ، ارتفاع، قطر و شکل، منابع برق را می توان به روش خاصی سیستماتیک کرد. یکی از محبوب ترین سیستم های طبقه بندی سیستم آمریکایی است. در شکل زیر نشان داده شده است. این استانداردسازی راحت است و در بسیاری از کشورها استفاده می شود.

طبق سیستم آمریکایی، منابع تغذیه به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

نام	ارتفاع، میلی متر	قطر، میلی متر	ولتاژ، V
D	61، 5	34, 2	1، 5
C	50، 0	26, 2	1، 5
AA	50، 5	14, 5	1، 5
AAA	44، 5	10, 5	1، 5
PP3	48، 5	26, 5	9، 0

علاوه بر کلاس نشان داده شده در جدول، منابع تغذیه یک نام مشترک نیز دارند که درمردم. به عنوان مثال، اندازه یک باتری AA با اندازه یک انگشت انسان قابل مقایسه است، بنابراین نام "عامیانه" این سلول گالوانیکی یک باتری "انگشتی" یا "دو A" است. اما منبع تغذیه C معمولاً به عنوان "اینچ" نامیده می شود. سلول گالوانیکی D "بشکه" نامیده می شود. و باتری AAA، که ابعاد آن شبیه به پارامترهای کوچکترین انگشت یک فرد است، بیهوده به نام "انگشت کوچک" یا "سه A" نیست. منبع تغذیه PP3 "krone" نام گرفت.

همچنین باتری های گرد مینیاتوری به طور گسترده ای در الکترونیک استفاده می شوند که اندازه ها و نام های آنها متنوع است. اطلاعات بیشتر در مورد قرص های نقره و طبقه بندی این منابع انرژی در زیر آورده شده است.

"تبلت" باتری ها: اندازه ها و نام ها

نام دیگر باتری گرد مینیاتوری سلول خشک است. چنین منابع تغذیه ای از یک آند ساخته شده از اکسید نقره، یک کاتد روی و یک الکترولیت تشکیل شده است. دومی مخلوطی از نمک است که قوام خمیری دارد.

تولیدکنندگان مختلف معمولاً به چنین منبع تغذیه هایی اشاره می کنند که با منابع استاندارد متفاوت است. در زیر یک جدول طبقه بندی وجود دارد که نام ها و اندازه های جایگزین برای باتری های ساعت را فهرست می کند.

این «قرص‌های» نقره‌ای مینیاتوری هستند که مکانیسم‌های ساعت‌های مچی مدرن را کار می‌کنند. زمانی که زمان تعویض باتری فرا می رسد، ممکن است با این سوال مواجه شوید که در این شرایط چه نوع منبع تغذیه ای مناسب است؟ به عنوان مثال، اگر ساعت از عنصر 399 استفاده می کرد، می توانیددر عوض، یک باتری مینیاتوری قرار دهید که بسته به سازنده، ممکن است نام های V399، D399، LR57، LR57SW، LR927، LR927SW یا L927E را داشته باشد. تحت این نام ها یک "قرص" تولید می شود که ارتفاع آن 2.6 میلی متر و قطر آن 9.5 است.

اندازه باتری تنها پارامتری نیست که باید هنگام خرید منبع تغذیه در نظر گرفت. برای یادگیری نحوه رمزگشایی اطلاعاتی که روی سلول های گالوانیکی قرار دارد، باید با اصول اولیه برچسب گذاری آنها آشنا شوید.

علامت گذاری باتری

کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) یک سیستم علامت گذاری مشخص ایجاد کرده است که بر اساس آن تمام باتری ها باید علامت گذاری شوند. اطلاعات مربوط به شدت انرژی، ترکیب، اندازه، کلاس و مقدار ولتاژ آن باید بر روی جعبه منبع تغذیه نشان داده شود. با استفاده از مثال باتری نشان داده شده در زیر، بیایید نگاهی دقیق تر به تمام عناصر علامت گذاری بیندازیم.

اطلاعات منبع تغذیه موارد زیر را نشان می دهد:

• بار الکتریکی سلول گالوانیکی 15 Ah است؛
• کلاس منبع تغذیه - AA، یعنی باتری "انگشتی" است؛
• ولتاژ 1.5 ولت است.

نوشته "LR6" به چه معناست؟ این در واقع علامت گذاری است که اطلاعاتی در مورد ترکیب شیمیایی و کلاس منبع تغذیه می دهد. انواع باتری ها دارای حروف زیر هستند:

• نمک – R;
• قلیایی – LR;
• نقره -SR;
• لیتیوم – CR.

کلاس باتری با اعداد زیر نشان داده می شود:

• D – 20;
• C–14;
• AA-6;
• AAA-03;
• PP3 – 6/22.

اکنون می توانید علامت LR6 را در تصویر بالا رمزگشایی کنید. حروف اینجا نشان می دهد که این یک سلول گالوانیکی قلیایی است و عدد نشان دهنده اندازه باتری "انگشت" است، یعنی نشان می دهد که منبع تغذیه متعلق به کلاس AA است.

دامنه کاربرد و ویژگی های انتخاب باتری

قبل از هر چیز، باید توجه داشت که تمام سلول های گالوانیکی الزامات یکسان سازی را برآورده می کنند، یعنی مصرف کننده می تواند به راحتی منبع تغذیه یک سازنده را با باتری مشابه دیگری جایگزین کند. تنها یک هشدار وجود دارد: شما نباید از منابع فعلی تولید شده توسط شرکت های مختلف یا، علاوه بر این، متعلق به انواع مختلف در یک دستگاه استفاده کنید. این به طور قابل توجهی عمر باتری را کاهش می دهد.

هنگام انتخاب منبع تغذیه، باید به بسته بندی آن توجه کنید. اغلب، سازنده روی آن دستگاه هایی را نشان می دهد که در آنها استفاده از این باتری های خاص توصیه می شود. اگر این اطلاعات ارائه نشده است، نکات زیر به شما کمک می کند تا انتخاب درستی داشته باشید.

باتری های نمک دارای ظرفیت کم 0.6-0.8 Ah هستند و در دستگاه هایی با مصرف برق کم استفاده می شوند. اینها می توانند کنترل از راه دور، دماسنج الکترونیکی، تستر، ترازو کف یا آشپزخانه باشند. سلول های نمکی را می توان به عنوان باتری ساعت نیز استفاده کرد. ابعاد چنین منابع جریان مشابه مشابه استپارامترهای قلیایی هستند، اما مناطق کاربرد آنها به طور قابل توجهی متفاوت است. از این گذشته ، اگر از باتری های نمکی در دستگاه هایی با موتور الکتریکی ، چراغ قوه یا دوربین استفاده می کنید ، عمر آنها می تواند فقط 20-30 دقیقه باشد. چنین سلول های گالوانیکی برای بارهای سنگین طراحی نشده اند.

باتری های قلیاییظرفیت نسبتاً بزرگی بین 1.5-3.2 Ah دارند. این به آنها اجازه می دهد تا با موفقیت در دستگاه هایی که مصرف برق را افزایش می دهند استفاده شوند. چنین وسایلی شامل دوربین های دیجیتال با فلاش، چراغ قوه، اسباب بازی های کودکان، تلفن های اداری، موس های کامپیوتری و غیره می شود. این روی سرعت دوربین ها تاثیر مثبت دارد. اگر از منبع انرژی قلیایی در دستگاه هایی با مصرف انرژی کم استفاده کنید، باتری ها نتایج عالی نشان می دهند، عمر مفید آنها چندین سال خواهد بود.

بیست تا سی سال پیش، باتری های جیوه ای به طور گسترده ای در دستگاه هایی مانند ساعت های الکترونیکی، ضربان سازها، سمعک ها و دستگاه های نظامی استفاده می شدند. تا به امروز، استفاده از این منابع انرژی محدود است. در بسیاری از کشورها، به دلیل اینکه جیوه یک ماده سمی است، ساخت و راه اندازی چنین سلول های الکتروشیمیایی ممنوع است. در صورت استفاده از این منابع فعلی، لازم است که جمع آوری و دفع جداگانه آنها مطابق با الزامات ایمنی سازماندهی شود.

باتری های نقره ای به طور گسترده استفاده نمی شوندبه دلیل قیمت بالای فلز. با این حال، منابع تغذیه مینیاتوری از این نوع به طور گسترده در ساعت‌ها، مادربردهای لپ‌تاپ و رایانه، سمعک، کارت‌های موسیقی، جاکلیدی و سایر دستگاه‌هایی که نمی‌توان از باتری‌های بزرگ‌تر استفاده کرد، استفاده می‌شود.

باتری های لیتیومی حتی از بهترین باتری های قلیایی عمر طولانی تری دارند. بنابراین در دستگاه هایی که مصرف برق بالایی دارند از این گونه پاورها استفاده می شود. این می تواند تجهیزات کامپیوتری و عکاسی، تجهیزات پزشکی باشد.

نتیجه گیری

باتری محصولی است که علیرغم اندازه کوچکش می تواند خطرناک باشد. شما نمی توانید منبع برق را جدا کنید، آن را در آتش بیندازید و البته سعی کنید دوباره شارژ کنید. در شبکه می توانید نکاتی را در مورد چگونگی عمر دوم باتری بیابید. چنین آزمایشاتی را انجام ندهید، زیرا ممکن است خطرناک باشد.

هنگام خرید باتری های جدید، نه تنها باید به سازنده و اندازه های مناسب، بلکه به ترکیب شیمیایی منابع برق نیز توجه کرد. برای این کار باید بتوانید برچسب را بخوانید. باتری هایی که به درستی انتخاب شده اند برای مدت طولانی و با کیفیت بالا به شما خدمت خواهند کرد.