اجزای تشکیل دهنده باطری قلمی چیست؟ خانه باطری توضیح می‌دهد

از باتری‌های قلمی و سکه‌ای گرفته تا باتری یو پی اس، باتری لیفتراک و... با استفاده از سامانه خانه باتری، خرید باتری خود را به آسانی و با چند کلیک انجام دهید. شما می‌توانید با استفاده از منوی وب سایت، نسبت به انتخاب و مقایسه انواع باتری اقدام کنید. دسته‌بندی‌های باتری‌ها براساس سایز باتری، موارد مصرف باتری، جنس باتری و برندهای آن (ارائه کنندگان) است.

همراه‌با پیشرفت تکنولوژی و ساخت وسایل الکترونیکی جدید، نیاز به منابع انرژی در اندازه های مختلف بسیار احساس شد؛ به همین منظور دانشمندان و مهندسان اقدام به ساخت منبعی کوچک از انرژی کردند و نام آن را باتری نهادند.

در سال‌های اولیه‌ی تولید، برای باتری اندازه‌ی مشخصی تعیین نشده بود و هر کدام در اندازه‌ی دلخواه تولیدکننده به تولید می‌رسید تا اینکه سازمان ملی استاندارد امریکا اقدام به دسته‌بندی سایز باتری ها کرد.

این دسته‌بندی به صورتی که در ایران شناخته می‌شود با نام های باتری قلمی، باتری نیم قلمی، باتری کتابی و... است. در این مقاله خانه باتری نگاهی دقیق‌تر و علمی به ساختار درونی باتری قلمی می‌اندازیم و با درون این عضو کوچک تکنولوژی بیشتر آشنا شویم.

باتری‌ها درواقع منابع کوچکی از انرژی الکتریکی هستند که در مدل‌ها و جنس‌های مختلف با ظرفیت‌های متفاوت به تولید می‌رسند.

باتری قلمی در دو مدل قابل شارژ و غیرقابل شارژ موجودند. قدیمی‌ترین نوع باتری های غیرقابل شارژ که در دسته‌ی باتری خشک قرار می‌گیرد باتری روی کربن است.

این باتری قلمی که بیش از ۱۰۰ سال قدمت تولید دارد در دسته‌ی باتری های خشک قرار می‌گیرد. اما باتری خشک چیست و چه ساختاری دارد؟

باتری های خشک باتری هایی غرقابل شارژ هستند که پس از تخلیه‌ی قطب منفی آن دیگر قادر به تولید انرژی نیستند.

باتری روی کربن دارای بدنه‌ای فلزی از جنس روی است و درون آن را خمیر آمونیوم کلرید یا زینک کلرید تشکیل می‌دهد. این خمیر همان الکترولیت باتری است. قسمت کربن این باتری در تماس با الکترولیت است چرا که فلزات متداول در تماس با خمیر نمکی به‌سرعت خورده می‌شوند.

این باتری قلمی در دمای بالا از کار می‌افتد و دیگر نمی‌تواند انرژی تولید کند اما می‌توان این باتری را منجمد کرد و زمانی‌که می‌خواهید از آن استفاده کنید با رساندن دمای آن به دمای اتاق از آن استفاده کنید.

دقت کنید که این باتری را نمی‌توان مدت زمانی طولانی نگه‌داری کرد چرا که خمیر نمکی با بدنه‌ی روی این باتری واکنش می‌دهد و موجب کاهش ضخامت بدنه می‌شود و رفته رفته از بین می‌رود. این باتری برای محیط زیست خطرناک است و نباید همراه‌با سایر ضایعات دفع شود. در کشورهای پیشرفته همچون ژاپن میزان مصرف این باتری به ۶ درصد می‌رسد در حالی‌که به‌طور کلی در جهان از این باتری ۲۰ درصد استفاده می‌شود.

این نوع باتری نوع دیگری از باتری‌های خشک است که انرژی خود را از واکنش بین روی و دی اکسید منگنز به دست می‌آورد.

این باتری قلیایی نسبت به باتری روی کربن چگالی تا ۵ برابر بیشتر و عمر قفسه‌ی طولانی‌تر دارد. شمای کلی این باتری را می‌توانید در ادامه مشاهده کنید:

دقت کنید که باتری آلکالاین نوع قابل شارژ نیز دارد اما مدل گفته شده در بالا از نوع غیرقابل شارژ آن است. جالب است بدانید که ظرفیت باتری الکالاین به جریان گذرنده از آن بستگی دارد که هرچه این جریان بیشتر باشد ظرفیت باتری کاهش می‌یابد (که این جریان گذرنده به دستگاهی که از باتری تغذیه می‌کند بستگی دارد).

می‌توان گفت باتری آلکالاین متداول ترین نوع باتری در جهان هستند که چون فاقد جیوه هستند برای طبیعت مضر نبوده و می‌توان آن‌ها را با سایر ضایعات دفع کرد. با این حال بهتر است آن‌ها را بازیافت کرد.

باتری‌های لیتیومی نوع غیرقال شارژ باتری قلمی هستند که عمر قفسه‌ی بالایی دارند. این باتری ها از لیتیوم برای آند و از دی اکسید منگنز برای کاتد بهره می‌برند.

ظرفیت این نوع باتری قلمی سه برابر بیشتر از باتری الکالاین است. این باتری به‌دلیل ظرفیت بالاتر و عبور جریان بیشتر برای دستگاه هایی که اغلب از باتری الکالاین استفاده می‌کنند بسیار مناسب است و موجب می‌شود تا کارایی دستگاه بیشتر شود، اما از این باتری ها برای دستگاه‌های قدیمی تر که از باتری روی کربن بهره می‌برند استفاده نکنید. همچنین اتصال کوتاه برای این باتری بسیار خطرناک است و گرم شدن بیش از حد آن می‌تواند منجر به انفجار باتری شود.

ساختار باتری قلمی شارژی به این صورت است که الکترود مثبت موجود در این باتری می‌تواند پر شود و الکترون بگیرد و الکترود منفی کاهش یابد؛ به این ترتیب باتری شارژ می‌شود و می‌توان دوباره از آن استفاده کرد. از جمله معروف ترین باتری قلمی های قابل شارژ به مدل‌های زیر می‌توان اشاره کرد:

باتری نیکل کادمیوم که از نسخه‌های اولیه‌ی باتری قلمی شارژی هستند امروزه منسوخ شده‌اند و کسی دیگر از آن‌ها خریداری نمی‌کند.

این باتری‌ها به دلیل ولتاژ پایینی که دارند عملکرد ضعیفی از خود نشان می‌دهند. باتری نیکل هیدرید جایگزین مناسبی برای این باتری‌ها هستند.

این مدل باتری که با حضور خود در بازار، باتری نیکل کادمیوم را از گردونه رقابت حذف کردند ظرفیتی بالغ بر ۳برابر ظرفیت نیکل کادمیوم دارند و غیرسمی هستند.

همانطور که گفتیم، هرچه جریان عبوری از باتری الکالاین بیشتر باشد ظرفیت آن کاهش می‌یابد. علت این امر وجود مقاومت درونی بالای این باتری است در حالی‌که این مقاومت درونی در باتری نیکل هیدرید فلز بسیار کمتر است و لذا با افزایش جریان، کرفیت آن کاهش نمی‌یابد و می‌توان عملکرد بهتری را از آن شاهد بود.

این باتری که به اصطلاح RAM گفته می‌شود ظرفیتی بالغ بر دو سوم طرفیت الکالاین غیرشارژی دارند و نرخ دشارژ آن‌ها از نیکل هیدرید کمتر است اما امروزه به دلیل اینکه نرخ دشارژ باتری نیکل هیدرید فلز کاهش یافته است دیگر کمتر کسی الکالاین شارژی را خریداری می‌کند.

این باتری را می‌توان تا پایان عمر مفید آن حداکثر ۲۰ بار شارژ کرد که در مقایسه با سایر باتری های شارژی این نرخ بسیار پایین است.

باتری لیتیوم آیون در ابعاد استاندارد باتری قلمی تولید نمی‌شوند و ابعاد بزرگتری دارند و بیشتر به‌عنوان باتری برای لپ‌تاپ‌ها، دوربین دیجیتال و... مورد استفاده قرار می‌گیرند. ولتاژ این باتری نسبت به سایر باتری قلمی‌ها بیشتر است.