انتخاب باتری مناسب

باتری دستگاهی است که از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی با اتصال‌های خارجی تشکیل شده که به سایر دستگاه‌های الکتریکی، برق‌رسانی می‌کند. در این راهنما تمام باتری‌های قابل شارژ و همین طور تکنولوژی غیرقابل شارژ (آلکالاین) را بررسی خواهیم کرد.

باتری‌های قابل شارژ شکل‌ها و ابعاد مختلفی دارند، از سلول‌های دکمه‌ای تا سیستم‌های مگاواتی که برای پایدارسازی شبکه‌های توزیع برق وصل می‌شوند. چندین ترکیب متفاوت از الکترود و مواد الکترولایت از جمله اسید سرب، نیکل کادمیم (Ni-Cd)، نیکل هیدرید فلز (NiMH)، یون لیتیوم (Li-ion) و یون پلیمر لیتیوم در باتری‌ها استفاده می‌شود.

چطور یک باتری انتخاب کنیم؟

در زمان انتخاب باتری، باید این شاخصه‌ها را در نظر بگیرید:

٭ ظرفیت باتری به میلی‌آمپر ساعت (mAh) (نحوه‌ی محاسبه در پایین آمده است).

٭ میزان ولتاژ، که به مواد استفاده شده در الکترودها بستگی دارد و بین ۳٫۲ تا ۴ ولت برای باتری‌های لیتیومی است و ۱٫۲ تا ۲ ولت برای سایر باتری‌ها است.

باتری‌های EPC

٭ دمای عملیاتی.

٭ اندازه و شکل باتری.

٭ نوع استفاده.

٭ قیمت.

تمام باتری‌ها دو شاخصه‌ی مشترک دارند:

ولتاژ آن‌ها که با ولت (V) نشان داده می‌شود: تمام باتری‌های قابل شارژ عموما ۱۲ ولت هستند. برای سلول‌های بزرگتر با ولتاژهای ۱۲، ۲۴ و یا ۴۸ ولت، از سلول‌های ۲ ولتی استفاده می‌شوند که به صورت سری وصل می‌شوند و تا ۱۰ سال عمر می‌کنند.

ظرفیت آن‌ها که با آمپر – ساعت (Ah) نشان داده می‌شود: برای افزایش ظرفیت، باید چند باتری را به صورت موازی وصل کرد.

اگر ولتاژ را در ظرفیت ضرب کنید، میزان توان را با واحد کیلووات ساعت (kWh) به دست خواهید آورد. برای مثال یک باتری ۱۲V – ۱۰۰Ah در حالت تئوری، دارای ۱۲x100 = 1200 Wh = 1.2kWh خواهد بود.
با در نظر گرفتن این شاخصه‌ها، حالا باید تکنولوژی استفاده شده و یا نوع باتری و ترکیب شیمیایی را در نظر بگیرید: اسید سرب، نیکل یا لیتیوم. هیچ یک از تکنولوژی‌های استفاده شده در باتری‌ها، از دیگری بهتر نیستند. هر نوع باتری نقاط ضعف و قوت خود را دارد و کاربران لوازم نیازمند به باتری خود باید مناسب‌ترین باتری را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

باتری‌ها طول عمری از قبل تعیین شده دارند و تعداد چرخه‌ها به آب و هوا (دمای محیط) و نوع استفاده (میزان تخلیه شارژ) بستگی دارد. برای افزایش طول عمر و بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها، بهتر است از توصیه‌های مرتبط با نحوه‌ی انبارسازی و استفاده پیروی کنید.

چگونه اندازه‌ی یک باتری را به درستی محاسبه کنیم؟

چرا از باتری لیتیومی استفاده کنیم؟

باتری لیتیومی یک ذخیره‌کننده‌ی الکتروشیمیایی است که از لیتیوم به عنوان عنصر شیمیایی استفاده می‌کند. هر ماده‌ی حاوی لیتیوم، می‌تواند پایه‌ی یک باتری یون‌لیتیوم باشد. به همین دلیل نمی‌توان درباره‌ی این نوع از باتری‌ها به صورت کلی صحبت کرد چرا که بازارهای با حجم بالا (مثل دوربین، تلفن همراه و…) و بازارهای انرژی زیاد (خودروهای هیبریدی یا برقی، هوانوردی و…) از نظر مواردی همچون  طول عمر، هزینه و یا قدرت، نیازهای مشابهی ندارند.

انواع متفاوتی از باتری‌های لیتیومی وجود دارند:

٭ یون لیتیوم (Li-ion): باتری‌های بسیار مقاوم با چگالی بالای انرژی (بیشترین چگالی در بازار) هستند.

٭ پلیمر لیتیوم (Li-Po): این تکنولوژی یون لیتیوم از الکترولایت پلیمر به جای الکترولایت مایع استفاده می‌کند. این الکترولایت از پلیمرهای نیمه جامد با رسانایی بالا تشکیل شده است. این یک تکنولوژی خشک آینده‌دار است.

٭ فسفات لیتیوم آهن (LiFePO4): چگالی انرژی این نوع باتری از سایر تکنولوژی‌های حال حاضر کمتر است اما طول عمر و ایمنی فوق‌العاده‌ای دارد. این نوع باتری‌ها برای منابع تغذیه اضطراری (UPS) مناسب هستند.

مزایای باتری لیتیومی:

• چگالی بالای انرژی که وزن و حجم باتری را کم می‌کند.
  
  

  باتری‌های لیتیومی پاناسونیک

• نیاز کم به نگهداری و رسیدگی.
• قابل شارژ.
• طول عمر زیاد.
• تخلیه شارژ کم.
• موجود در اشکال و ابعاد مختلف.
• اثر حافظه‌ی کم.

معایب باتری لیتیومی:

• گران‌قیمت‌تر از سایر تکنولوژی‌ها.
• نیاز به مدار محافظ، چون تکنولوژی خطرناکی است.
• قوانین سخت‌گیرانه از نظر حمل و نقل.
• حتی بدون استفاده، دچار استهلاک می‌شود.

چرخه‌ها:

ارائه‌ی نزدیک به ۱۳۰۰ چرخه در تخلیه ۱۰۰ درصد.

کاربردها (تمام انواع باتری‌های لیتیومی):

٭ می‌تواند انرژی بادی و خورشیدی را ذخیره کند.

٭ می‌تواند انرژی الکتریکی را ذخیره کند.

٭ کاربردهای خودمختار (نوردهی مکان‌های عمومی، پارک‌مترها، دوربین‌های امنیتی، تابلوهای سرعت راداری، چراغ‌های راهنمایی و رانندگی و…)

٭ سیار بودن (دوچرخه‌های برقی، خودروهای برقی [کاربردی یا صنعتی]، رباتیک، هوانوردی، پهبادها، قایق‌ها و…).

٭ انرژی قابل حمل (باتری‌ها، تبدیل‌ها، پاوربانک‌ها).

بیشتر بخوانید: انتخاب میکسر بتن (بتونیر)

بیشتر بخوانید: انتخاب دوزینگ دیسپنسر مناسب

بیشتر بخوانید: چگونه انکودر مناسب انتخاب کنیم؟

چرا از باتری سربی استفاده کنیم؟

دو نوع باتری سربی وجود دارد:

٭ باتری‌های اسید سربی سر باز با الکترولایت سولفوریک اسید رقیق شده در آب. ویژگی این نوع باتری این است که قابل اعتماد و از نوعی تکنولوژی استفاده می‌کند که از قرن نوزدهم به خوبی شناخته و طراحی شده است. این باتری‌ها این عیب را دارند که با تغییرات دما، تحت تاثیر قرار می‌گیرند. این باتری‌ها همچنین به نگهداری و رسیدگی منظم نیاز دارند (پر کردن دوباره‌ی آن‌ها با آب مقطر) چون الکترولایت آن‌ها با گذشت زمان، بخار می‌شود.

٭ باتری‌های اسید سربی سربسته با الکترولایت ژلی. این باتری‌ها این مزیت را دارند که نیازی به نگهداری و رسیدگی ندارند و حمل آن‌ها ساده است (نشتی ندارند) و میزان پایداری آن‌ها کاملا توسط سازنده کنترل می‌شود. این باتری‌ها عموما ۴۰۰ چرخه در ۸۰ درصد تخلیه ارائه می‌دهند.

مزایای باتری سربی:

• قابل اطمینان.
  
  

  باتری سربی AUNILEC

• طول عمر خوب.
• بدون اثر حافظه.
• قیمت ارزان.
• تخلیه داخلی کم، حدود ۵ تا ۱۰ درصد در ماه.

معایب باتری سربی:

• سنگین.
• خودمختاری پایین.
• حساس در برابر سرما.
• نیاز به نگهداری و رسیدگی منظم (فقط باتری‌های سر باز).
• چگالی انرژی کم.

کاربردهای باتری سربی:

• صنعت.
• تجهیزات برای خط راه‌آهن و خودروهای سنگین (از جمله وانت و کامیون)، هواپیماها، ماهواره‌ها و… .

چرا از باتری نیکلی استفاده کنیم؟

باتری‌های هیبرید نیکل-فلز که به باتری‌های NiMH معروف هستند، به طور کامل جایگزین باتری‌های نیکل کادمیم (Ni-Cd) شده‌اند، زیرا این باتری‌ها آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کنند. وجود کادمیم در باتری‌های Ni-Cd در زمان بازیافت این باتری‌ها در پایان عمرشان، مشکل ایجاد می‌کند. باتری‌های NiMH چگالی انرژی بالایی دارند و بدون تاثیرگذاری بر طول عمرشان، می‌توان آن‌ها را کاملا تخلیه کرد.

عیب این باتری‌ها این است که ظرفیت کمی دارند، به همین دلیل برای دستگاه‌های قابل حملی مناسب هستند که طول عمر باتری از چند ساعت فراتر نیاز نباشد. این باتری‌ها ۵۰۰-۷۰۰ چرخه در ۸۰% تخلیه ارائه می‌کنند.

مزایای باتری‌های Ni-Cd:

• طول عمر بسیار بالا، تا سقف ۲۰ سال.
  
  

  باتری نیکلی CHANGHONG

• تحمل دماهای شدید (-۲۰°C to +40°C).
• مقاومت درونی پایین: چگالی انرژی بالا و توانایی شارژ سریع.
• سبک‌تر از باتری‌های سربی.

معایب باتری‌های Ni-Cd:

• قیمت بیشتر.
• آلودگی: نیکل و کادمیم هر دو سمی هستند. فرآیند بازیافت و دور انداختن آن‌ها پرهزینه است.
• اثر حافظه، باتری‌ها باید قبل از شارژ کردن به طور کامل تخلیه شوند.
• خودمختاری متوسط.

مزایای باتری NiMH:

• مشابه Ni-Cd.
• از نظر اثر حافظه، کمتر آسیب می‌بیند.
• خودمختاری بهتر.

معایب باتری‌های NiMH:

• قیمت بالا.
• دچار تخلیه داخلی می‌شود.

چرا از باتری آلکالاین استفاده کنیم؟

متداول‌ترین نوع باتری‌های آلکالاین، دی‌اکسید روی منگنز (Zn-MnO2) و دی‌اکسید لیتیوم منگنز (Li-MnO2) هستند. باتری‌های آلکالاین عموما کاربردی خانگی دارند. اشکال اصلی، استوانه‌ای (LR3, LR6, LR14, LR20) و سلول دکمه‌ای هستند. باتری‌های آلکالاین به دلیل اندازه و وزنشان، در دستگاه‌های قابل حمل با توان کم استفاده می‌شوند، مانند ریموت‌کنترل‌ها، چراغ قوه، ساعت، اسباب‌بازی‌ها و… .

باتری آلکالاین CHANGHONG

 مزایای باتری آلکالاین:

• ارزان.
• چگالی انرژی مناسب.
• در دسترس.

معایب باتری آلکالاین:

• باتری‌های آلکالاین معمولا قابل شارژ نیستند.

بیشتر بخوانید: چگونه می توان یک دکل حفاری مناسب انتخاب کرد؟

بیشتر بخوانید: چگونه می توان یک پمپ وکیوم مناسب انتخاب کرد؟

بیشتر بخوانید: چگونه می توانید یک پمپ مناسب انتخاب کنید؟