بهترین باتری شارژی در سال 2024
آیا می دانید برای یک لوازم خانگی، لوازم برقی، اسباب‌بازی و یا لوازم کاری و صنعتی، به چه نوع منبع تغذیه قابل اعتماد و باتری قابل شارژ نیاز دارید؟ ظرفیت شارژ یک باتری شارژی بر حسب میلی آمپر ساعت (mAh) بیان می‌شود و این عدد روی بسته بندی و همچنین روی خود باتری چاپ شده است. شارژ باتری تعیین می‌کند که می‌تواند چه مقدار جریان الکتریکی تولید کند و می‌تواند چه مدت انرژی مورد نیاز ابزار شما را تامین نماید.
مصرف کنندگان می‌توانند از بین سه نوع باتری مختلفِ باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)، نیکل متال هیدرید (Ni-MH) و لیتیوم یونی (Li-Ion) یکی را انتخاب کنند که هر کدام دارای مزایا و معایبی است و جایگاه منحصر به فردی در تاریخ فناوری دارد.
باتری نیکل متال هیدرید (Ni-MH) در مقابل باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)
باتری نیکل متال هیدرید شارژی نسبت به باتری نیکل کادمیوم با ماندگاری طولانی یک پیشرفت تکنولوژیکی محسوب می‌شود. در این باتری به جای استفاده از کادمیوم فلزی به عنوان الکترود منفی برای الکترود منفی پایه، هیدروژن را جذب می‌کند. این نوع تغییر ظرفیت واحد وزن و حجم باتری را افزایش داده، هیچ اثر حافظه‌ای مثل باتری نیکل کادمیوم ندارد و چون فاقد کادمیوم است بنابراین در مورد سمیّت فلزی کادمیوم نگرانی ایجاد نمی‌کند. از جهات دیگر، باتری‌های نیکل متال هیدرید و نیکل کادمیوم خیلی شبیه به هم هستند.
1. باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)
این باتری در سال ۱۸۹۹، توسط یک دانشمند سوئدی اختراع شد و البته از آن زمان تاکنون تغییرات زیادی در آن صورت گرفته است. یک صفحه الکترود مثبت اکسید نیکل-هیدروکسید، یک صفحه الکترود منفی کادمیوم، یک جداکننده و یک الکترولیت هیدروکسید پتاسیم یک باتری معمولی نیکل-کادمیوم را تشکیل می‌دهند.
مصارف متداول باتری نیکل کادمیوم:
اسباب بازی‌ها، چراغ‌های اضطراری، تجهیزات پزشکی، اقلام تجاری و صنعتی، تیغ‌های برقی، رادیوهای دو طرفه، ابزار برقی و … از این باتری استفاده می‌کنند.
مزایای باتری نیکل کادمیوم:
- تعداد زیاد چرخه شارژ/دشارژ: اگر به درستی نگهداری شود، این باتری می‌تواند بیش از ۱۰۰۰ چرخه شارژ/دشارژ را ارائه دهد.
- عملکرد بار استثنایی: نیکل کادمیوم امکان شارژ مجدد در دماهای بسیار پایین را دارد.
- ماندگاری طولانی: در هر سطح شارژ ماندگاری دارد.
- ذخیره سازی و حمل و نقل ساده: اکثر شرکت‌های حمل و نقل هوایی این باتری را بدون هیچ الزام خاصی می‌پذیرند.
- عملکرد استثنایی در دمای پایین: یکی از بادوام ترین باتری‌های شارژی موجود است.
- مقرون به صرفه‌گی: از نظر هزینه در هر چرخه، این باتری مقرون به صرفه‌ترین گزینه است.
- تنوع سایز: اکثر باتری‌های نیکل کادمیوم استوانه‌ای شکل و در اندازه‌ها و دارای عملکردهای متفاوتی هستند.
معایب باتری نیکل کادمیوم:
- چگالی انرژی پایین در مقایسه با سیستم های مدرن
- اثر حافظه: این باتری باید به طور منظم برای جلوگیری از اثر حافظه تمرین داده شود.
- مضر برای محیط زیست: این باتری شامل عناصر خطرناک است و استفاده از آن در چندین کشور محدود شده است.
- نرخ خودتخلیه‌گی بالا: بعد از ذخیره‌سازی نیاز به شارژ مجدد دارد.
2. باتری نیکل متال هیدرید (Ni-MH)
این باتری‌ها که نسبتا جدیدترند، از یک صفحه الکترود مثبت نیکل هیدروکسید، یک صفحه الکترود منفی یون هیدروژن، یک جداکننده و یک الکترولیت قلیایی مثل هیدروکسید پتاسیم تشکیل می‌شوند.
مصارف متداول باتری نیکل متال هیدرید
بعنوان باتری خودرو، تجهیزات پزشکی، پیجر، تلفن همراه، دوربین فیلمبرداری، دوربین‌های دیجیتال، مسواک برقی و سایر محصولات مصرفی ارزان قیمت در حال استفاده هستند.
مزایای باتری نیکل متال هیدرید
- ظرفیت بیشتر از نیکل کادمیوم معمولی: (تقریباً۴۰-۳۰٪ بیشتر) نیکل کادمیوم پتانسیل دستیابی به چگالی انرژی خیلی بیشتری دارد.
- استعداد حافظه کمتر: برخلاف نیکل کادمیوم، کمتر مستعد اثر حافظه‌ای است و به چرخه‌های تمرینی دوره‌ای نیاز ندارد.
- ذخیره سازی و حمل و نقل ساده: شرایط حمل و نقلش نیازمند تنظیم نیست.
- سازگار با محیط زیست: دارای حداقل سموم و بازیافتش سودآور است.
معایب باتری نیکل متال هیدرید:
- عمر مفید محدود: پس از ۳۰۰-۲۰۰ چرخه عمیق، به ویژه در جریان بار بالا، عملکردش رو به کاهش می‌گذارد. سیکل‌های تخلیه عمیق به چرخه‌های تخلیه کم عمق ترجیح داده می‌شوند.
- جریان تخلیه کم: در حالی که یک باتری نیکل متال هیدرید ممکن است جریان تخلیه بالایی ایجاد کند، تخلیه مکرر با جریان بار بالا عمر چرخه باتری را کوتاه می‌کند. جریان بار C ۰.۲-۰.۵ بهترین عملکرد را ایجاد می‌کند (یک پنجم تا یک دوم ظرفیت نامی).
- نیاز به یک الگوریتم شارژ پیچیده‌تر: چون نیکل متال هیدرید گرمای بیشتری در طول شارژ تولید می‌کند و نسبت به نیکل کادمیوم برای شارژ شدن به زمان بیشتری نیاز دارد، شارژ قطره‌ای خیلی مهم است و باید به درستی مدیریت شود.
- خود تخلیه‌گی بالا: در مقایسه با نیکل کادمیوم، ۵۰٪ خودتخلیه‌گی بیشتری دارد. افزودنی‌های شیمیایی جدید خودتخلیه‌گی را افزایش و چگالی انرژی را کاهش می‌دهند.
- کاهش عملکرد در صورت نگهداری در دمای بالا: باتری‌های نیکل متال هیدرید باید در دمای سرد نگهداری و تا حدود ۴۰٪ ظرفیت شارژ شوند.
- تعمیر و نگهداری بالا: برای جلوگیری از تشکیل کریستال، باتری باید به طور منظم کاملا تخلیه شود.
- پرهزینه‌تر از نیکل کادمیوم: باتری‌های نیکل متال هیدرید که برای مصرف جریان بالا در نظر گرفته شده‌اند حدود ۲۰٪ بیشتر از باتری‌های نیکل کادمیوم معمولی قیمت دارند.
3. باتری لیتیوم یون (Li-Ion)
باتری‌های لیتیوم یونی یک فناوری پیشگام‌اند که بعنوان منبع انرژی با موفقیت در طیف گسترده‌ای از کاربردها، مثل وسایل الکترونیکی قابل حمل و خودروهای الکتریکی/هیبریدی استفاده می‌شوند.
باتری لیتیوم یونی نوعی باتری قابل شارژ است که در آن هنگام تخلیه، یون‌های لیتیوم از طریق یک الکترولیت از الکترود منفی به الکترود مثبت می‌روند و در حین شارژ مجدداً برمی‌گردند. الکترود مثبت یک باتری لیتیوم یونی از یک ترکیب لیتیومی و الکترود منفی معمولاً از گرافیت ساخته شده است.
تفاوت باتری لیتیومی و لیتیوم یونی
مهم‌ترین تفاوت این دو باتری این است که باتری‌های لیتیومی یک بار مصرف‌اند، اما باتری‌های لیتیوم یونی قابل شارژ هستند و می‌توانند صدها بار شارژ و دشارژ شوند.
باتری‌های لیتیومی در حالی که در قفسه‌ای بدون استفاده قرار می‌گیرند، به طور قابل توجهی بیشتر عمر می‌کنند و ممکن است ۱۲-۱۰ سال در حالی که هنوز شارژ دارند دوام بیاورند، اما باتری‌های لیتیوم یون فقط ۳-۲ سال عمر می‌کنند. علیرغم اینکه باتری‌های لیتیوم یونی به خصوص از نظر ضایعات بسیار برترند، هنوز چندین ویژگی وجود دارد که آنها را کاملاً مفید می‌کند؛ مثلا چگالی انرژی بسیار بیشتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی دارند، به این معنی که می‌توانند شارژ بیشتری را نسبت به اندازه خود حفظ کنند.
باتری‌های لیتیومی می‌توانند با یک بار شارژ، انرژی لازم را تامین کنند. ولی متأسفانه، هیچ راه مطمئن یا عملی برای شارژ مجدد این نوع باتری‌ها وجود ندارد. خرید باتری‌های لیتیومی ارزان‌تر هم هست، چون ارزان‌تر و آسان‌تر تولید می‌شوند.
کاربرد باتری لیتیوم یونی
این باتری‌ها منابع انرژی سبک وزن با چگالی انرژی بالا هستند که ممکن است در طیف وسیعی از کاربردها استفاده شوند. اتصال چندین باتری کوچک در یک مدار موازی برای تامین انرژی تجهیزات بزرگتر، مثل خودروهای الکتریکی، خیلی موثرتر و کارآمدتر از اتصال یک باتری بزرگ است.
- ابزارهای برقی: مته‌های شارژی، سنباده‌ها، اره‌ها، و طیف وسیعی از ابزارهای باغبانی، مثل قیچی‌ها، همگی به این نوع باتری نیاز دارند.
- دستگاه‌های قابل حمل: از جمله تلفن‌های همراه و تلفن‌های هوشمند، رایانه‌ها و تبلت‌ها، دوربین‌های دیجیتال و دوربین‌های فیلمبرداری، سیگارهای الکترونیکی، کنسول‌های بازی قابل حمل و مشعل‌ها.
- وسایل نقلیه الکتریکی: در خودروهای برقی، وسایل نقلیه هیبریدی، موتورسیکلت‌ها و اسکوترهای برقی، دوچرخه‌های برقی، حمل‌ونقل شخصی و صندلی‌های چرخدار برقی پیچیده، از این باتری استفاده می‌شود.
نگهداری و ذخیره‌سازی باتری لیتیوم یون
دمای شدید برای این نوع باتری خوب نیست. تا حد امکان از نگهداری تلفن‌ها و رایانه‌ها در اتومبیل‌های گرم یا اتاق‌های سرد خودداری کنید، چون دمای زیاد ممکن است عمر باتری آنها را کاهش دهد. گرمای بیش از حد در هنگام شارژ چیزی است که باید در مورد آن احتیاط کرد، با این حال، اگر سازنده تلفن یا لپ‌تاپ شما کار خود را درست انجام داده باشد، نباید مشکلی ایجاد کند.
به عنوان یک اقدام احتیاطی اضافی، مطمئن شوید که از شارژر رسمی تلفن همراه یا تبلت خود استفاده می‌کنید، یا اینکه دقیقاً جایگزین آن را بخرید. این تضمین می‌کند که شارژر با باتری دستگاه شما سازگار است و طوری طراحی شده که آن را در سریع‌ترین زمان ممکن شارژ کند. شارژر تایید شده از بهترین روش‌ها برای سلامت کلی باتری شما استفاده می‌کند.
دور انداختن و بازیافت باتری لیتیوم یون
این نوع باتری بسته به کشور و مکان، قوانین دفع و بازیافت متفاوتی دارد. قبل از دور انداختن هر باتری، مطمئن شوید که الزامات محلی خود را تأیید کرده و از آنها پیروی می‌کنید. فقط باتری‌های خالی شده را باید در ظرف جمع آوری باتری قرار دهید. برای جلوگیری از اتصال کوتاه، نقاط اتصال باتری را با نوار برق یا پوشش مناسب دیگری بپوشانید.
سوالات متداول در مورد باتری‌های شارژی
۱. چرا باتری‌های شارژی برای همه مصارف توصیه نمی‌شوند؟
این باتری‌ها در صورت داغ شدنِ بیش از حد ممکن است شکاف بردارند و باعث ایجاد دود و حرارت شوند که این گرمای بیش از حد ظرفیت شارژ را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. وقتی باتری‌های قابل شارژ خیلی سرد شوند، ولتاژشان کاهش می‌یابد و ممکن است اصلا کار نکنند.
۲. آیا می‌شود از باتری لیتیوم یون به جای نیکل متال هیدرید استفاده کرد؟
باتری‌های نیکل متال هیدرید به احتمال زیاد باتری‌هایی با جریان بالا هستند، به این معنی که برای تامین جریان بالای مورد نیاز موتور جاروبرقی ساخته شده‌اند. اگر از باتری‌های لیتیوم یونی «معمولی» استفاده کنید، نمی‌توانند چنین جریان‌های بالایی را تحمل کنند.
نتیجه‌گیری
سه نوع اصلی از باتری‌های قابل شارژ برای مصارف خانگی وجود دارد که از نظر مواد شیمیایی متفاوت‌اند: نیکل کادمیوم، لیتیوم یونی و نیکل متال هیدرید. اینها هر کدام ویژگی‌های خود را دارند و برای اهداف متمایزی ارزشمند هستند. در صورتی که یک یا دو گونه از انواع مختلف را برای استفاده‌های متنوع در خانه خود انتخاب می‌کنید، مراقب باشید که آنها را با هم ترکیب نکنید. شما هرگز نباید باتری‌هایی از ترکیبات شیمیایی متمایز را در یک ابزار با هم ترکیب کنید!
منبع: Ronix Tools
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.