خوش آموز درخت تو گر بار دانش بگیرد، به زیر آوری چرخ نیلوفری را
باتری چیست و همه چیز در مورد اجزای آن
کلمه باتری برای همه ما به معنای انرژی و نیروی لازم برای راه اندازی دستگاههای مختلف است. تا باتری نباشد گوشی موبایل، ساعت، چراغ قوه، ماشین و هواپیما و ماهواره ها قادر به استفاده نخواهند بود. زندگی امروز ما و فعالیتهای روزانهیمان به طور چشمگیری با باتری در هم آمیخته است، به همین خاطر دانستن اینکه باتری چیست و چگونه کار میکند برای همه ما کاربردی و مفید است.
به طور ساده میتوان گفت باتری منبعی از انرژی پتانسیل الکتریکی است که توانایی ذخیره انرژی و تحویل آن به ما برای کارکرد و استفاده از بی شمار دستگاههای کوچک و قابل حمل را دارد. در باتری انرژی شیمیایی به الکتریکی تبدیل میشود و این انرژی در قطب های باتری قابل دریافت است که با ولت اندازه گیری میشود. باتریها بسته به نوع ماده و اجزای به کار رفته در آنها و هدف از ساخته شدنشان دارای انواع و مدلهای بسیار متنوعی هستند و در شکل، طرح و سایزهای مختلفی موجودند؛ از باتریهای کتابی، قلمی، هسته ای، ژلهای، باتری های اسیدی و اتمی تا باتریهای قابل شارژ و یکبار مصرف. باتریهای قدیمی اکثرا غیر قابل شارژ و یکبار مصرف بودند اما امروزه به دلیل افزایش عمر باتریها و کاهش ضایعات باتری و مواد اولیه، باتریهای قابل شارژ از نوع لیتیوم یونی و یا پلیمری تولید میشوند.
هر دستگاه و وسیلهای برای قابل استفاده بودن از اجزای مختلفی تشکیل شده است. باتری هم به صورت ابتدایی برای قابلیت تبدیل انرژی، ذخیره و انتقال آن دارای بخش و اجزای مختلفی از جمله سلول، آند، کاتد و الکترولیت است که به شرح زیر توضیح میدهیم:
قسمت اصلی باتری که فراهم کننده انرژی الکتریکی لازم است، سلول Cell نام دارد. سلول با استفاده از فرایند شیمیایی موجب تولید برق میشود. سلولها دارای انواع مختلفی از جمله سلولهای گالوانیک، الکترولیتی و سوختی هستند. باتریها مجموعهای از سلولها هستند که با برقراری واکنشهای شیمیایی بین آنها جریان الکتریسیته در یک مدار ایجاد میشود. سلول های الکترولیتی و گالوانیک از نوع سلول الکتروشیمیایی هستند که در هر دو سلول واکنشهای کاهش اکسیداسیون رخ میدهد. بنابراین در یک سلول الکتروشیمیایی دو الکترود به نام های آند و کاتد وجود دارد. به طور کل ساختار باتری از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است: یک آند (سمت ‘-‘) ، یک کاتد (سمت ‘+’) و نوعی الکترولیت (ماده ای با واکنش های شیمیایی بین آند و کاتد)
در یک باتری الکترود مثبت را کاتد و منفی را آند مینامند. به صورت دقیق در یک باتری که در حال مصرف شدن یا دشارژ است، قطب منفی آند و در یک باتری که در حال شارژ شدن است قطب مثبت آند نامیده می شود. الکترونها در یک مدار متصل به یک وسیله، از آند خارج میشوند و به کاتد وارد میشوند. پس از وصل شدن آند و کاتد باتری به یک مدار، واکنش شیمیایی بین آند و الکترولیت اتفاق می افتد. این واکنش موجب می شود الکترونها از طریق مدار به داخل کاتدی که واکنش شیمیایی دیگری در آن جریان دارد، بازگردند. جهت جدا کردن سلول از محیط بیرون و فراهم کردن ایمنی و راحتی استفاده، سلول درون یک بسته خارجی از جنس فلز یا پلاستیک قرار گرفته است. در این بسته خارجی دو الکترود با علامتهای + که همان قطب مثبت و - یعنی قطب منفی وجود دارد که به دو الکترود داخلی سلول متصل هستند.
هنگامی که ماده موجود در کاتد یا آند مصرف شود یا دیگر قادر به استفاده و انجام واکنش نباشد، باتری قادر به تولید برق نخواهد بود که در این مرحله گفته میشود به اصطلاح باتری “مرده” است. باتری هایی که پس از یکبار استفاده باید دور ریخته شوند به عنوان باتری های اولیه شناخته می شوند و باتری هایی که قابل شارژ هستند باتری ثانویه نامیده می شوند. به عنوان مثال باتریهای لیتیوم پلیمر قابل شارژ مجدد هستند و جزء باتریهای ثانویه به حساب می آیند.
الکترولیت Electrolyte به محلولهای آبی گفته میشود که دارای رسانایی الکتریکی بیشتر از آب خالص باشند. در واقع الکترولیت دارای موادی است که باعث رسانایی میشوند. این مواد حل شده در محلول به صورت یون هستند و در واقع یک الکترولیت به طور جزئی یا کامل در آب یونیزه می شود. این محلول ها، در حقیقت چیزی به جز مواد معدنی مثل سدیم، پتاسیم، کلسیم و غیره نمی باشند که می توانند درون خون انسان یا هر مایع دیگری حل شوند. لازم بذکر است این یونها علاوه بر مایعات نمکی در محلولهای اسیدی و بازی نیز وجود دارند. بیشتر مواد آلی که رسانایی حلال را زیاد نخواهند کرد غیر الکترولیت هستند همانند آب مقطر، اتانول، متانول، شكر، گليسيرين و غیره.
در باتری هم الکترولیت به مادهای گفته میشود که به شکل مایع یا ژل است و محیطی برای انتقال یونها بین آند و کاتد است. الکترولیت دارای نقش بسیار مهم ایجاد انتقال یون بین آند و کاتد و همچنین قطع جریان الکترون درون باتری است.
باتری موبایل نیز همانند سایر باتریها دارای قابلیت ذخیره و انتقال انرژی را دارد اما با نقشی بسیار مهمتر؛ چرا که باتری تامین کننده اصلی انرژی گوشی موبایل است و عمر طولانی و مدت نگهداری شارژ آن برای کاربران بسیار حائز اهمیت است. امروزه باتریهای گوشی موبایل در دو نوع لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری تولید میشوند که دارای عمر طولانی و قابلیت نگهداری شارژ بسیار بیشتر از باتریهای اولیه هستند. گفتنی است به منظور افزایش عمر باتری موبایل از جمله باتریهای گوشی سامسونگ باید در رابطه با نحوه استفاده از باتری و همچنین نحوه شارژ و نگهداری آن اطلاعات کافی بدست آورد. در این زمینه میتوان از مقالات بیشماری که در زمینه نحوه نگهداری باتری موبایل و یا راهکارهای افزایش طول عمر باتری گوشی است اطلاعات لازم را کسب کرد.
باتری چیست؟
به طور ساده میتوان گفت باتری منبعی از انرژی پتانسیل الکتریکی است که توانایی ذخیره انرژی و تحویل آن به ما برای کارکرد و استفاده از بی شمار دستگاههای کوچک و قابل حمل را دارد. در باتری انرژی شیمیایی به الکتریکی تبدیل میشود و این انرژی در قطب های باتری قابل دریافت است که با ولت اندازه گیری میشود. باتریها بسته به نوع ماده و اجزای به کار رفته در آنها و هدف از ساخته شدنشان دارای انواع و مدلهای بسیار متنوعی هستند و در شکل، طرح و سایزهای مختلفی موجودند؛ از باتریهای کتابی، قلمی، هسته ای، ژلهای، باتری های اسیدی و اتمی تا باتریهای قابل شارژ و یکبار مصرف. باتریهای قدیمی اکثرا غیر قابل شارژ و یکبار مصرف بودند اما امروزه به دلیل افزایش عمر باتریها و کاهش ضایعات باتری و مواد اولیه، باتریهای قابل شارژ از نوع لیتیوم یونی و یا پلیمری تولید میشوند.
اجزای باتری چیست؟
هر دستگاه و وسیلهای برای قابل استفاده بودن از اجزای مختلفی تشکیل شده است. باتری هم به صورت ابتدایی برای قابلیت تبدیل انرژی، ذخیره و انتقال آن دارای بخش و اجزای مختلفی از جمله سلول، آند، کاتد و الکترولیت است که به شرح زیر توضیح میدهیم:
سلول Cell
قسمت اصلی باتری که فراهم کننده انرژی الکتریکی لازم است، سلول Cell نام دارد. سلول با استفاده از فرایند شیمیایی موجب تولید برق میشود. سلولها دارای انواع مختلفی از جمله سلولهای گالوانیک، الکترولیتی و سوختی هستند. باتریها مجموعهای از سلولها هستند که با برقراری واکنشهای شیمیایی بین آنها جریان الکتریسیته در یک مدار ایجاد میشود. سلول های الکترولیتی و گالوانیک از نوع سلول الکتروشیمیایی هستند که در هر دو سلول واکنشهای کاهش اکسیداسیون رخ میدهد. بنابراین در یک سلول الکتروشیمیایی دو الکترود به نام های آند و کاتد وجود دارد. به طور کل ساختار باتری از سه مؤلفه اصلی تشکیل شده است: یک آند (سمت ‘-‘) ، یک کاتد (سمت ‘+’) و نوعی الکترولیت (ماده ای با واکنش های شیمیایی بین آند و کاتد)
آند و کاتد
در یک باتری الکترود مثبت را کاتد و منفی را آند مینامند. به صورت دقیق در یک باتری که در حال مصرف شدن یا دشارژ است، قطب منفی آند و در یک باتری که در حال شارژ شدن است قطب مثبت آند نامیده می شود. الکترونها در یک مدار متصل به یک وسیله، از آند خارج میشوند و به کاتد وارد میشوند. پس از وصل شدن آند و کاتد باتری به یک مدار، واکنش شیمیایی بین آند و الکترولیت اتفاق می افتد. این واکنش موجب می شود الکترونها از طریق مدار به داخل کاتدی که واکنش شیمیایی دیگری در آن جریان دارد، بازگردند. جهت جدا کردن سلول از محیط بیرون و فراهم کردن ایمنی و راحتی استفاده، سلول درون یک بسته خارجی از جنس فلز یا پلاستیک قرار گرفته است. در این بسته خارجی دو الکترود با علامتهای + که همان قطب مثبت و - یعنی قطب منفی وجود دارد که به دو الکترود داخلی سلول متصل هستند.
هنگامی که ماده موجود در کاتد یا آند مصرف شود یا دیگر قادر به استفاده و انجام واکنش نباشد، باتری قادر به تولید برق نخواهد بود که در این مرحله گفته میشود به اصطلاح باتری “مرده” است. باتری هایی که پس از یکبار استفاده باید دور ریخته شوند به عنوان باتری های اولیه شناخته می شوند و باتری هایی که قابل شارژ هستند باتری ثانویه نامیده می شوند. به عنوان مثال باتریهای لیتیوم پلیمر قابل شارژ مجدد هستند و جزء باتریهای ثانویه به حساب می آیند.
الکترولیت
الکترولیت Electrolyte به محلولهای آبی گفته میشود که دارای رسانایی الکتریکی بیشتر از آب خالص باشند. در واقع الکترولیت دارای موادی است که باعث رسانایی میشوند. این مواد حل شده در محلول به صورت یون هستند و در واقع یک الکترولیت به طور جزئی یا کامل در آب یونیزه می شود. این محلول ها، در حقیقت چیزی به جز مواد معدنی مثل سدیم، پتاسیم، کلسیم و غیره نمی باشند که می توانند درون خون انسان یا هر مایع دیگری حل شوند. لازم بذکر است این یونها علاوه بر مایعات نمکی در محلولهای اسیدی و بازی نیز وجود دارند. بیشتر مواد آلی که رسانایی حلال را زیاد نخواهند کرد غیر الکترولیت هستند همانند آب مقطر، اتانول، متانول، شكر، گليسيرين و غیره.
در باتری هم الکترولیت به مادهای گفته میشود که به شکل مایع یا ژل است و محیطی برای انتقال یونها بین آند و کاتد است. الکترولیت دارای نقش بسیار مهم ایجاد انتقال یون بین آند و کاتد و همچنین قطع جریان الکترون درون باتری است.
در مورد باتری گوشی موبایل
باتری موبایل نیز همانند سایر باتریها دارای قابلیت ذخیره و انتقال انرژی را دارد اما با نقشی بسیار مهمتر؛ چرا که باتری تامین کننده اصلی انرژی گوشی موبایل است و عمر طولانی و مدت نگهداری شارژ آن برای کاربران بسیار حائز اهمیت است. امروزه باتریهای گوشی موبایل در دو نوع لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری تولید میشوند که دارای عمر طولانی و قابلیت نگهداری شارژ بسیار بیشتر از باتریهای اولیه هستند. گفتنی است به منظور افزایش عمر باتری موبایل از جمله باتریهای گوشی سامسونگ باید در رابطه با نحوه استفاده از باتری و همچنین نحوه شارژ و نگهداری آن اطلاعات کافی بدست آورد. در این زمینه میتوان از مقالات بیشماری که در زمینه نحوه نگهداری باتری موبایل و یا راهکارهای افزایش طول عمر باتری گوشی است اطلاعات لازم را کسب کرد.
نمایش دیدگاه ها (0 دیدگاه)
دیدگاه خود را ثبت کنید: