گروه:گوناگون
منبع:
تاریخ:1397/10/02 19:06
تعداد مشاهده:214
آشنایی با باطری ها و کاربردهای آنها(باطری لیتیم-یون )(قسمت دوم)

باطری لیتیوم-یون  : یک خانواده از باطری‌های قابل شارژ است که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند.

باطری‌های لیتیم-یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می‌سازند که تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باطری‌های نیکل-کادمیم است. باطری‌های لیتیم-یون معمولاً برای تأمین نیروی لازم در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در مقایسه با نسل‌های قدیمی‌تر باطری‌ها یعنی باطری نیکلکادمیم وباطری نیکل هیدرید فلز، باطری‌های لیتیم-یون وزن و حجم سبک‌تری حدود ۳ تا ۵ برابر دارند.باطری لیتیوم-یون انرژی زیادی تولید می‌کند اما در مقابله با باطری‌های نیکل-هیدرید ایمنی آنها پایین است. برای نمونهُ این نوع باطری‌ها زود آتش می‌گیرند. اما نسل جدید باطری لیتیوم-یون با حل «مشکل کاتودی» هر نیاز را براورده می‌کنند.

آنها به دشارژ کامل نیاز ندارند و می‌توان از جریان الکتریکی بالاتر برای شارژ و دشارژ بدون آسیب به باطری استفاده کرد. در هنگام دشارژافت ولتاژ کمی دارند و به دوره break-in نیاز ندارند.

یک باطری لیتیم-یون را می‌توان در هر زمان بی‌آنکه روی کارایی باطری اثر بگذارد شارژ کرد. اما چون باطری‌های لیتیم-یون معمولاً دارای طول عمر شارژ/دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند، اگر زود به زود و قبل از تخلیه، این باطری شارژ شود طول عمر باطری پایین می‌آید. همچنین در صورت ادامه شارژ پس از پر شدن، باطری آسیب دیده و از عمر آن کاسته می‌شود به همین دلیل برای شارژ آنها از مدارهای محافظ هوشمند استفاده می‌شود تا پس از پر شدن، جریان شارژ قطع شود و باطری بیش از حد شارژ نشود.

با آنکه بسیاری از سازندگان باطری‌های لیتیم- یون طول عمر باطری را تا سه سال ذکر می‌کنند، بعضی از مصرف‌کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده‌اند.


باطری قابل شارژ :

گروهی از پیل‌های الکتروشیمیایی هستند که از لحاظ الکتریکی قابلیت شارژ مجدد را دارند.

این گونه در اندازه‌های مختلف و با ترکیبات مختلف شیمیایی وجود دارد. باطری‌های قابل شارژ می‌توانند از لحاظ زیست محیطی و مسائل اقتصادی سودمند باشند. ساخت این باطری‌ها می‌تواند به کاهش زباله‌هایی که توسط باطری‌های یک بار مصرف ایجاد می‌شود، کمک کند.

باطری‌های نیکل-کادمیم:

گونه ای

از باطری‌های قابل شارژ هستند که در آن از نیکل (III) اکسید وکادمیم به صورت فلز به عنوان الکترود استفاده شده است. این نوع از باطری‌ها نخستین بار توسط مهندس سوئدی والدمار جانگنر در سال ۱۸۹۹ میلادی اختراع گردید. مصرف عمده این نوع از باطری‌ها در لوازم الکترونیکی چون گوشی‌های تلفن قابل حمل است.

باطری نیکل هیدرید فلز

باطری‌های نیکل هیدرید فلز :

گونه‌ای از باطری‌های قابل شارژ هستند که شباهت زیادی با باطری‌های نیکل-کادمیمی دارند. در این باطری‌ها الکترود مثبت از جنس نیکل اکسی هیدروکسید (مانند باطری‌های نیکل-کادمیمی) و الکترود منفی از جنس آلیاژ جذب‌کننده(هیدروژن (به جای (کادمیم) استفاده شده‌است. این نوع باطری در قیاس با نوع نیکل-کادمیم، دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری دارند. همچنین نخستین بار این نوع پیل در سال ۱۹۸۹ میلادی به صورت تجاری به بازار عرضه شد.


باطری لیتیمی

گونه‌ای از باطری‌های نوع اول است که در آن از لیتیم به حالت فلزی یا ترکیبات آن به عنوان آند استفاده می‌شود. این باطری‌ها دارای توان بالاتر در واحد وزن کمتر و مدت نگهداری و عملکرد بالایی هستند اما از نظر قیمت در مقایسه با پیل‌های مشابه از قیمت بالاتری برخوردار است. این باطری‌ها از ولتاژ ۱٫۵ ولت تا ۳٫۷ ولت را تأمین می‌کنند.

باطری لیتیم آهن فسفات

گونه‌ای از باطری‌های قابل شارژ هستند. این باطری‌ها که نوع خاصی از باطری لیتیم-یون است، دارای کاتدی از جنس لیتیم آهن فسفات است. همچنین این پیل الکتروشیمیایی می‌تواند ولتاژی تا حدود ۳٫۲ ولت را پشتیبانی کند.

باطری لیتیم پلیمر

مشابه با سایر سلول‌های لیتیوم-یون، سلول‌های لیتیوم- پلیمر بر مبنای افزودن و کاستن یون‌های لیتیوم از ماده سازنده الکترود مثبت و الکترود منفی کار می‌کنند و مایع الکترولیت وظیفه رسانایی را به عهده دارد. برای جلوگیری از تماس مستقیم بین الکترودها، یک جداکننده ریز متخلخل بین آن‌ها قرار داده‌شده که تنها به یون‌ها اجازه عبور می‌دهد و ذرات سازنده الکترودها نمی‌توانند به سمت دیگر بروند.

باطری لیتیم-گوگرد یا لیتیم-سولفور:

گونه‌ای از باطری‌های قابل شارژ هستند که در آن از آند لیتیمی و کاتد گوگرد برای ذخیره‌سازی الکتریسیته استفاده شده‌است. این نوع باطری‌ها به دلیل چگالی انرژی بالاتر (۵۰۰ (W·h/kg  وزن کمتر و قیمت کمتر در مقایسه با باطری‌های لیتیم-یون، جایگزین مناسبی برای این نوع باطری‌ها هستند. اگر چه تاکنون به‌طور تجاری تولید و مورد استفاده قرار نگرفته‌اند.

باطری‌های لیتیم-تیتانات:

گونه‌ای از باطری‌های قابل شارژهستند که می‌توان آن‌ها را نسل دوم باطری‌های لیتیم-یون نامید. این باطری‌ها در مقایسه با نوع لیتیم-یون سریع تر شارژ می‌شوند. این پیل‌های گالوانی تا کنون در دو خودرو برقی پژو یون و هوندا فیت ساخت شرکت‌های میتسوبیشی موتورز و هوندا، به کار رفته است.

در این باطری‌ها به جای کربن ازنانوکریستال‌های لیتیم تیتانات استفاده شده‌است. البته اشکال اصلی این باطری‌ها در مقایسه با نوع لیتیم-یون، ولتاژ اسمی پایین‌تر و در نتیجه نسبت توان به وزن کمتر آن است.

باطری لیتیم-هوا:

گونه‌ای ازباطری‌های نوع دوم هستند که در آن از فلز لیتیم در آند و اکسیژن هوا در کاتد استفاده می‌شود. این باطری‌ها می‌توانند ولتاژ اسمی تا ۲٫۹۱ ولت ایجاد کنند.


باطری نانوسیم:

گونه‌ای از باطری قابل شارژ حاوی لیتیم است. در این پیل گالوانی که خود نوع پیشرفته‌ای از باطری لیتیم-یون است، از یک آند از جنس فولاد ضد زنگ در داخل نانوسیم‌های سیلیسیمی، استفاده شده است. این کار باعث شده که در مقایسه با نوع قدیمی تر که در آن از آند گرافیتی استفاده می‌شد، ذخیره انرژی و نسبت توان به وزن افزایش یابد.

باطری‌های پتاسیم-یون:

گونه‌ای از باطری‌های قابل شارژ هستند که مانند باطری‌های لیتیم-یون عمل کرده با این تفاوت که در آن به جای یون‌های لیتیم از یون‌های فلز پتاسیم برای تبادل بار استفاده می‌شود. قیمت پایین تر پتاسیم به دلیل فراوانی بیشتر در قیاس با لیتیم ار مزایای مهم این نوع باطری‌ها هستند. این نوع پیل گالوانی نخستین بار توسط شیمیدان ایرانی-آمریکایی علی افتخاری اختراع و معرفی گردید.

با دوستان خود به اشتراک بگذارید