هرآنچه درباره باتري قلمي بايد بدانيد
- ابعاد استاندارد
- آشنايي با اصطلاحات مرتبط با باتري
- باتريهاي غير شارژي
- باتريهاي شارژي
- باتريهاي نيكل-كادميوم (NiCd)
- باتريهاي نيكل-هيدريد فلز (NiMH)
- باتريهاي نيكل-روي (NiZn)
- باتريهاي آلكالاين شارژي (RAM)
- باتريهاي ليتيوم-يون (Li-ion)
- بهترين فناوري باتري شارژي قلمي
- كدام باتري شارژي NiMH از ساير بهتر است؟
- انواع شارژر باتري قلمي
- شارژر هوشمند
- شارژر غير هوشمند
- شارژر خورشيدي (سولار)
- شارژرهاي سريع
- سؤالات متداول
باتريهاي قلمي سالها است نيروبخش طيف وسيعي از لوازم الكترونيكي خانگي هستند و هرچند در اين مدت از لحاظ ظاهري تغيير چنداني نكردهاند، اما تكنولوژيهاي بهكاررفته در آنها كاملا دگرگون شده است. اين باتريها كه درواقع نوعي پيل خشك سيلندري هستند، در ابعاد مختلف توليد و به بازار عرضه ميشوند.
قصد داريم در اين مقالهي اختصاصي در اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران با انواع باتري سيلندري، بهخصوص دو سايز AA (بخوانيد دابل اِي) و AAA (بخوانيد تريپل اِي) كه در ايران بهترتيب به «قلمي» و «نيم قلمي» مشهور هستند آشنا شويم.
در اين مقاله، پس از توضيحي مختصر دربارهي سايزهاي استاندارد باتري قلمي و آشنا شدن با اصطلاحات تخصصي مرتبط با باتري، با انواع باتريهاي غير شارژي آشنا خواهيم شد. سپس بهترين انواع باتري قلمي شارژي را باتوجه به نياز متخصص و مورد استفاده معرفي كرده، با شارژرهاي باتري قلمي بيشتر آشنا ميشويم.
توجه داشته باشيد كه در سرتاسر اين نوشتار منظور از عبارت «باتري»، درواقع نوعِ خاصِ «باتريهاي سيلندري استاندارد» است.
ابعاد استاندارد
باتريهاي سيلندري، به شكل آشنايي كه امروزه آنها را ميشناسيم، اوايل قرن بيستم ميلادي معرفي و روانهي بازار شدند.
در ابتدا استاندارد خاصي براي اين باتريها وجود نداشت و شركتهاي سازندهي باتري، باتريهاي سيلندري خود را در اندازهي دلخواه توليد ميكردند؛ تا اينكه سازمانهاي استاندارد از جمله مؤسسهي ملي استاندارد آمريكا (ANSI)، در سال ۱۹۰۷ اولين استانداردها را براي ابعاد باتريهاي سيلندري وضع كردند. تعدادي از معروفترين و متداولترين ابعاد باتريهاي استاندارد را در تصوير زير مشاهده ميكنيد.
متداولترين ابعاد باتريهاي سيلندري. از راست به چپ: D, C, AA, AAA, AAAA
استاندارد باتري | ابعاد (ميليمتر) | ولتاژ نامي (ولت) | ظرفيت متداول (ميليآمپر ساعت) |
---|---|---|---|
AAAA | ۸٫۳ در ۴۲٫۵ | ۱٫۵ | ۶۲۵ |
AAA (نيمقلمي) | ۱۰٫۵ در ۴۴٫۵ | ۱٫۵ | ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ |
AA (قلمي) | ۱۴٫۵ در ۵۰٫۵ | ۱٫۵ | ۶۰۰ تا ۳۰۰۰ |
C | ۲۶٫۲ در ۵۰ | ۱٫۵ | ۳۸۰۰ تا ۸۰۰۰ |
D | ۳۴٫۲ در ۶۱٫۵ | ۱٫۵ | ۵۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰ |
استاندارد باتريهاي AA يا قلمي (كه امروزه متداولترين نوع باتري سيلندري در جهان بهشمار ميروند) در سال ۱۹۴۷ وضع شد؛ هرچند اين باتريها مدتها قبل از استانداردسازي نيز بهصورت گسترده توليد و استفاده ميشدند.
باتريهاي AA حدود ۵ سانتيمتر طول و ۱٫۳ سانتيمتر قطر دارند. وزن باتريهاي قلمي بسته به نوع آنها متغير است و از ۱۵ گرم در باتريهاي ليتيومي تا ۳۱ گرم در باتريهاي نيكل-هيدريد فلزي ميرسد. امروزه حدود ۶۰ درصد از باتريهاي آلكالاين فروختهشده در جهان از نوع AA هستند.
جدول مشخصات باتريهاي قلمي (AA) متداول | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
زينك-كربن (ZnC) | آلكالاين | ليتيوم (Li-FeS 2 ) | ليتيوم-يون (Li-ion) | نيكل كادميوم (NiCd) | نيكل-هيدريد فلز (NiMH) | |
ولتاژ نامي | 1.5 V | 1.5 V | 1.5 V | 3.6-3.7 V | 1.2 V | 1.2 V |
ظرفيت در شرايط جريان ثابت ۵۰ ميليآمپر | 400–1700
mAh | 1800–2600
mAh | 2700–3400
mAh | 600-800
mAh | 600–1000
mAh | 600–2850
mAh |
حداكثر انرژي در ولتاژ نامي و جريان ۵۰ ميليآمپر | 2.55
Wh | 3.90
Wh | 5.10
Wh | 2.88-2.96
Wh | 1.20
Wh | 3.42
Wh |
قابليت شارژ | ندارد | بعضي مدلها | ندارد | دارد | دارد | دارد |
باتريهاي AAA ولتاژ يكساني با باتريهاي AA دارند و بهدليل سايز كوچكتر، معمولا در دستگاههايي استفاده ميشوند كه بهدليل محدوديت ابعاد، ضخامت و وزن نميتوانند از باتريهاي AA استفاده كنند. يك باتري AAA معمولا حدود يكسوم باتري AA مشابه خود ظرفيت دارد.
با پيشرفت تكنولوژي و بهينه شدن مصرف دستگاههاي الكترونيكي و از طرفي افزايش يافتن ظرفيت باتريهاي AAA، بسياري از دستگاههايي كه تا پيش از اين از باتريهاي AA استفاده ميكردند (مانند ريموت كنترلها، كيبوردها، موسهاي بيسيم و ...) امروزه از باتريهاي كوچكتر AAA استفاده ميكنند.
بين ۲۴ تا ۳۰ درصد از سهم بازار باتريهاي سيلندري استاندارد متعلق به باتريهاي AAA يا نيمقلمي است.
ميتوان با استفاده از تبديل، از باتريهاي كوچكتر بهجاي باتري سايز بزرگتر استفاده كرد. (تصوير: تبديل باتري نيم قلمي به قلمي)
جدول مشخصات باتريهاي نيمقلمي (AAA) متداول | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
زينك-كربن (ZnC) | آلكالاين | ليتيوم (Li-FeS 2 ) | ليتيوم-يون (Li-ion) | نيكل كادميوم (NiCd) | نيكل-هيدريد فلز (NiMH) | |
ولتاژ نامي | 1.5 V | 1.5 V | 1.5 V | 3.6-3.7 V | 1.25 V | 1.25 V |
ظرفيت در شرايط جريان ثابت ۵۰ ميليآمپر | 540 mAh | 820–1200
mAh | 1200
mAh | 350
mAh | 300–500
mAh | 600–1250
mAh |
حداكثر انرژي در ولتاژ نامي و جريان ۵۰ ميليآمپر | 0.81
Wh | 1.3-1.8
Wh | 1.8
Wh | 1.3
Wh | 0.38-0.63
Wh | 0.75-1.6
Wh |
قابليت شارژ | ندارد | بعضي مدلها | ندارد | دارد | دارد | دارد |
باتريهاي AAAA (بخوانيد كوادروپل A) موارد مصرف بسيار كمتري نسبت به ديگر انواع باتريهاي سيلندري دارند و هرچند از سال ۲۰۱۰ به بعد اندكي به شهرت آنها افزوده شده است؛ اما همچنان بهسختي ميتوان آنها را در فروشگاههاي لوازم الكترونيكي پيدا كرد. از اين نوع باتريها بيشتر در دستگاههاي كوچكي چون اشارهگرهاي ليزري كوچك، ريموت دزدگير ماشين، خودكارهاي مجهز به لامپ LED، استايلوسها و آمپليفايرهاي هدفون استفاده ميشود.
باتريهاي C با طول ۵ و قطر ۲٫۶ سانتيمتر معمولا در اسباببازيهاي پرمصرف و چراغقوههاي دستي استفاده ميشوند. در سال ۲۰۰۷، سهم بازار اين نوع باتريها به ۴ تا ۵ درصد ميرسيد. ولتاژ نامي باتريهاي C آلكالاين ۱٫۵ ولت است و ظرفيت آنها تا ۸۰۰۰ ميليآمپر ساعت نيز ميرسد؛ هرچند انواع قديمي زينك-كربن معمولا ظرفيتي برابر با ۳۸۰۰ ميليآمپر ساعت دارند.
پيشينهي باتريهاي سايز استاندارد C از باتريهاي AA و AAA قديميتر است و به دههي ۲۰ ميلادي ميرسد.
باتري شارژي D با ظرفيت ۱۰ هزار ميليآمپر ساعت
باتريهاي D معمولا در دستگاههاي بسيار پرمصرف مانند چراغ قوههاي قوي، راديوها و ضبط صوتهاي بزرگ معروف به Boombox و دستگاههاي داراي موتور الكتريكي استفاده ميشوند. اين باتريها ۶٫۱ سانتيمتر طول و ۳٫۳ سانتيمتر قطر دارند و ظرفيت آنها در برخي مدلهاي خاص به ۲۰ هزار ميليآمپر ساعت نيز ميرسد.
جالب است بدانيد باتريهاي سايز D قديميترين باتريهاي سيلندري هستند كه هنوز توليد ميشوند. پيشينهي اين باتريها به سال ۱۸۹۸ (قبل از استانداردسازي باتريهاي قلمي) ميرسد. تا قبل از معرفي شدن ديگر انواع و ابعاد باتريهاي قلمي، باتريهاي D به «باتري چراق قوه» مشهور بودند. آمريكا بزرگترين بازار مصرف باتريهاي سايز D است؛ بهطوريكه سهم بازار اين باتريها در اين كشور به ۸ درصد ميرسد.
آشنايي با اصطلاحات مرتبط با باتري
ميليآمپر ساعت (mAh): ظرفيت باتريهاي قلمي معمولا با واحد «ميليآمپر ساعت» (mAh) نشان داده ميشود. به بيان ساده، يك باتري ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعتي ميتواند به مدت ۱ ساعت جرياني بهشدت ۲۰۰۰ ميليآمپر؛ يا به مدت ۱۰۰ ساعت جرياني ۲۰ ميليآمپري فراهم كند.
بايد دقت داشت كه آمپر ساعت و ميليآمپر ساعت واحدهاي انرژي نيستند. براي به دست آوردن ميزان انرژي ذخيرهشده در باتري (با واحد وات-ساعت) بايد ظرفيت آن (با واحد ميليآمپر ساعت) را در ولتاژ باتري ضرب كرد. البته همانطور كه در ادامه توضيح خواهيم داد، بهدليل متغير بودن ولتاژ باتريهاي قلمي، با استفاده از اين روش نيز عدد دقيقي از ميزان انرژي ذخيرهشده در باتري به دست نخواهد آمد.
باتريهاي شارژي Cycle Energy سوني با ظرفيت ۲۵۰۰، ۲۱۰۰ و ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعت
وات-ساعت (Wh): هرچند از واحد وات-ساعت كمتر براي مشخص كردن ظرفيت باتريهاي قلمي استفاده ميشود، اما اين واحد معيار دقيقتري براي مقايسهي ظرفيت باتريهاي مختلف است. براي مثال انرژي ذخيرهشده در دو باتري با ظرفيت يكسان ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعتي ممكن است با هم متفاوت باشد؛ چرا كه ولتاژ همهي باتريهاي قلمي با هم برابر نيست.
بهعنوان نمونه، بيشتر باتريهاي قلمي ۱٫۲ ولتي هستند؛ درحاليكه باتريهاي قلمي ليتيومي ۱٫۵ ولتي نيز در بازار وجود دارند. بنابراين يك باتري قلمي ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعتي ليتيومي، تقريبا ۳ وات-ساعت انرژي دارد (۱٫۵V*۲۰۰۰mAh)؛ درحاليكه انرژي يك باتري قلمي ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعتي معمولي تنها به ۲٫۴ وات-ساعت ميرسد (۱٫۲V*۲۰۰۰mAh).
ولتاژ بيشتر انواع باتريهاي قلمي در طول عمرشان ثابت نيست و بسته به ميزان شارژ باقيمانده تغيير ميكند
اما ازآنجاييكه ولتاژ باتريهاي قلمي در طول عمرشان ثابت نيست و باتوجه به ميزان شارژ باقيمانده تغيير ميكند (براي نمونه جدول ولتاژ باتريهاي آلكالاين را در ادامه ببينيد)، بهراحتي نميتوان با ضرب كردن ولتاژ در ظرفيت، مقدار انرژي ذخيرهشده در باتري را محاسبه كرد.
چگالي انرژي: به ميزان انرژي ذخيرهشده در واحد حجم «چگالي انرژي» گفته ميشود. اگرچه گاهي از اين عبارت براي اشاره به انرژي ذخيرهشده در واحد جرم نيز استفاده ميشود؛ اما بايد توجه داشت كه اصطلاح دقيقتر براي چنين منظوري «انرژي ويژه» (Specific Energy) است. در ادامه جدول چگالي انرژي تعدادي از انواع باتريهاي متداول را مشاهده ميكنيد.
قابليت شارژ مجدد | وزن (گرم) | انرژي ذخيرهشده ( ) | انرژي ويژه ( ) | چگالي انرژي (Wh/L) | |
---|---|---|---|---|---|
آلكالاين سايز D | ندارد | ۱۳۵ | ۲۰٫۸۳ | ۱۵۴٫۳ | ۴۲۰ |
آلكالاين سايز C | ندارد | ۶۵ | ۹٫۵۶ | ۱۴۷ | ۳۹۱ |
آلكالاين سايز AAA | ندارد | ۱۲ | ۱٫۴۱ | ۱۱۷٫۵ | ۳۶۵ |
آلكالاين سايز AA | ندارد | ۲۴ | ۲٫۶۰ | ۱۰۸٫۳ | ۳۲۸ |
NiMH سايز AA | دارد | ۲۶ | ۲٫۵۲ | ۹۶٫۹ | ۳۱۸ |
NiMH سايز AAA | دارد | ۱۲ | ۰٫۹۶ | ۸۰٫۰ | ۲۵۰ |
NiMH سايز D | دارد | ۱۷۰ | ۱۱٫۴ | ۶۷٫۱ | ۲۳۰ |
NiMH سايز C | دارد | ۸۲ | ۵٫۴ | ۶۵٫۹ | ۲۲۱ |
دشارژ خودكار (Self-discharge): حتي اگر هيچگونه تماسي بين الكترودهاي باتري برقرار نباشد، واكنشهاي شيميايي داخل باتري شارژ الكتريكي ذخيرهشده را با گذر زمان كاهش ميدهند. دشارژ خودكار باعث ميشود عمر قفسهي باتري كاهش پيدا كند و ميزان شارژ درون آن هنگامي كه به دست مشتري ميرسد نسبت به شارژ ابتدايي كارخانه بسيار كمتر باشد.
باتريهاي يكبار مصرف معمولا نرخ دشارژ خودكار بسيار كمتري نسبت به باتريهاي شارژي دارند. از آنجايي كه واكنشهاي شيميايي منجر به دشارژ خودكار با افزايش دما سرعت ميگيرند، توصيه ميشود باتريها را در دماي پايين نگه داريد.
عمر قفسه: باتريها حتي هنگامي كه از آنها استفاده نميشود و درون بستهبندي خود هستند هم بهصورت تدريجي انرژي ذخيرهشدهي خود را از دست ميدهند. مدت زمانيكه طول ميكشد تا يك باتري بيشتر ظرفيت خود را از دست بدهد به «عمر قفسه» (shelf life) مشهور است.
در شرايط دماي اتاق، عمر قفسهي باتريهاي غير شارژي روي-كربن بين ۳ تا ۵ سال، باتريهاي آلكالاين بين ۵ تا ۱۰ سال و باتريهاي ليتيومي بين ۱۰ تا ۱۵ سال است. اين مقدار براي باتريهاي شارژي معمولا بسيار كمتر است.
نوع باتري | قابليت شارژ مجدد | عمر قفسه/نرخ دشارژ خودكار |
---|---|---|
ليتيوم-فلز (LiM) | ندارد | ۱۰ سال |
قليايي (Alkaline) | ندارد | ۵ سال |
روي-كربن (ZnC) | ندارد | ۲ تا ۳ سال |
ليتيوم-يون (Li-ion) | دارد | ۲ تا ۳ درصد در ماه |
نيكل-هيدريد فلز (NiMH) جديد | دارد | ۲ تا ۳ درصد در ماه |
سربي-اسيدي (Lead–Acid) | دارد | ۴ تا ۶ درصد در ماه |
نيكل-كادميوم (NiCd) | دارد | ۱۵ تا ۲۰ درصد در ماه |
نيكل هيدريد فلز (NiMH) قديمي | دارد | ۳۰ درصد در ماه |
اثر حافظه (Memory Effect): اثر حافظه پديدهاي است كه در آن درصورت شارژ كردن باتري نيمهپر، ظرفيت آن بهطور تدريجي كاهش پيدا ميكند. براي مثال اگر باتري خود را با داشتن ۲۵ درصد شارژ مجددا شارژ كنيد، پس از چند سيكل باتري بازهي شارژ «۲۵ تا ۱۰۰ درصد» را بهعنوان بازهي «صفر تا ۱۰۰ درصد» در انديشه متخصصين ميگيرد و عملا ۲۵ درصد از ظرفيت خود را از دست ميدهد. در چنين حالتي به اصطلاح گفته ميشود باتري نقطهي شارژ شدن را بهعنوان شارژ صفر «به ياد ميآورد» يا اينكه ظرفيت قديمي خود را «فراموش ميكند».
تنها باتريهاي شارژي نيكل-كادميوم (NiCd) و نيكل-هيدريد فلز (NiMH) تحت تأثير اين پديده قرار ميگيرند و ديگر انواع باتري (ازجمله باتريهاي ليتيوميوني كه در تلفنهاي هوشمند و لپتاپّا استفاده ميشوند) دربرابر آن مصون هستند. ميتوان تأثير اين پديده روي باتري را با چند سيكل شارژ و دشارژ كامل، تا حدودي برطرف كرد.
باتريهاي غير شارژي
بيش از ۹۰ درصد باتريهاي قلمي جهان از نوع غير شارژي هستند
باتريهاي غير شارژي يا يكبار مصرف كه با نام «سلولهاي اوليه» (Primary Cell) نيز شناخته ميشوند، پس از يك بار استفاده ديگر قابليت شارژ شدن و استفادهي مجدد ندارند.
دليل اينكه اين باتريها را نميتوان شارژ كرد، بازگشتناپذير بودن واكنش شيميايي توليدكنندهي الكتريسيته در آنها است. باتريهاي غير شارژي ۹۰ درصد از بازار ۵۰ ميليارد دلاري باتري را به خود اختصاص دادهاند و هر سال حدود ۱۵ ميليارد عدد از آنها توليد و روانهي بازار ميشود.
باتريهاي روي-كربن (Zinc–Carbon) قديميترين باتريهاي خشك هستند كه به توليد انبوه تجاري رسيدند. اين باتريها براي اولينبار در اوايل قرن بيستم ميلادي عرضه شدند و اولين چراغ قوههاي الكتريكي توسط آنها روشن ميشدند. باتريهاي روي-كربن غير قابل شارژ هستند و ظرفيت آنها در سايز AA حدود ۴۰۰ تا ۹۰۰ ميليآمپر است. اگرچه اين ظرفيت در مقايسه با ديگر انواع باتري ممكن است بسيار كم به انديشه متخصصين برسد؛ اما جالب است بدانيد باتريهاي روي-كربن امروزي نسبت به نسخههاي اوليهاي كه بيش از ۱۰۰ سال پيش عرضه ميشدند، ۴ برابر ظرفيت بيشتري دارند.
ساختار دروني باتريهاي روي-كربن (ZnC)
بدنهي باتريهاي روي-كربن از جنس فلز روي است و درون آن از خمير آمونيوم كلريد (NH4Cl) يا زينك كلريد (ZnCl2) بهعنوان الكتروليت استفاده ميشود. از آنجايي كه بسياري از فلزات متداول در تماس با الكتروليتِ نمكي بهسرعت دچار خوردگي ميشوند، الكترود مثبت اين باتريها از جنس كربن ساخته ميشود.
دماي بالا به باتريهاي روي-كربن آسيب ميزند و بههمين دليل سازندگان باتري توصيه ميكنند آنها را در دماي اتاق نگه داريد. هرچند ميتوان باتريهاي روي-كربن را براي مدت زيادي بهصورت منجمد نگهداري كرد؛ اما قبل از استفادهي مجدد بايد آنها را به دماي اتاق برساند.
بدنهي باتريهاي روي-كربن با گذر زمان بهدليل واكنش با مواد درون باتري دچار خوردگي ميشود.
بهطور كلي باتريهاي روي-كربن را نميتوان براي مدت زيادي انبار كرد؛ چرا كه آمونيوم كلريد درون باتري با فلز روي (كه بدنهي باتري را تشكيل داده است) واكنش ميدهد و رفتهرفته با كاهش يافتن ضخامت بدنه، الكتروليت به بيرون نشت ميكند.
امروزه حدود ۲۰ درصد از باتريهاي دنيا از نوع روي-كربن هستند؛ هرچند اين ميزان در كشورهاي پيشرفتهاي چون ژاپن تنها به ۶ درصد ميرسد. باتريهاي روي-كربن براي محيط زيست خطرناكاند و پس از استفاده نبايد همراهبا ساير ضايعات خانگي دفع شوند.
باتريهاي آلكالاين (Alkaline) يا قليايي نوع ديگري از باتريهاي غير قابل شارژ هستند كه انرژي خود را از واكنش بين روي و دياكسيد منگنز (Zn/MnO2) تأمين ميكنند. البته نوعي از باتريهاي آلكالاين با قابليت شارژ مجدد نيز وجود دارد؛ اما به اندازهي ديگر انواع باتريهاي شارژي متدوال نيست.
در مقايسه با باتريهاي روي-كربن، باتريهاي آلكالاين چگالي انرژي بالاتر (بين ۳ تا ۵ برابر بيشتر) و عمر قفسهي طولانيتري دارند.
ظرفيت باتريهاي آلكالاين به جريان گرفتهشده از آنها بستگي دارد. براي مثال ظرفيت يك باتري آلكالاين سايز AA درصورت استفاده در دستگاهي كممصرف ميتواند تا ۳۰۰۰ ميليآمپر ساعت نيز برسد؛ اما اگر جريان افزايش پيدا كند (براي مثال جريان ۱ آمپري در دوربينهاي ديجيتال) اين ظرفيت تا ۷۰۰ ميليآمپر ساعت كاهش پيدا خواهد كرد. ولتاژ باتريهاي آلكالاين بسته به ظرفيت باقيمانده و بار روي باتري متغيير است.
ظرفيت | 100% | 90% | 80% | 70% | 60% | 50% | 40% | 30% | 20% | 10% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
تحت بار صفر | 1.59V | 1.44V | 1.38V | 1.34V | 1.32V | 1.30V | 1.28V | 1.26V | 1.23V | 1.20V |
۳۳۰mW تحت بار | 1.49V | 1.35V | 1.27V | 1.20V | 1.16V | 1.12V | 1.10V | 1.08V | 1.04V | 0.98V |
نبايد انواع مختلف باتري قلمي را با هم تركيب كرد و در يك دستگاه مورد استفاده قرار داد
باتريهاي آلكالاين را نبايد شارژ كرد. در صورت اقدام به شارژ يا تركيب با ديگر انواع باتري در دستگاههاي الكترونيكي، ممكن است با نشت پتاسيم هيدروكسيد از باتري مواجه شويد كه درصورت تماس با پوست و چشم ايجاد حساسيت خواهد كرد.
بين ۶۰ تا ۸۰ درصد باتريهاي توليدشده در سطح جهان از نوع آلكالاين است و سالانه بيش از ۱۰ ميليارد عدد از اين باتريها وارد بازار جهاني ميشود. ازآنجاييكه باتريهاي آلكالاين جديد فاقد جيوه هستند، ميتوان آنها را مانند زبالههاي معمولي دفع كرد؛ هرچند توصيه ميشود اين نوع باتريها را نيز مانند ديگر انواع باتري بازيافت كنيد.
باتريهاي ليتيومي (با باتريهاي شارژي ليتيوم يوني و ليتيوم پليمر اشتباه گرفته نشود) يكي از جديدترين انواع باتريهاي غير قابل شارژ هستند. در اين باتريها معمولا از ليتيوم بهعنوان آند و منگنز دياكسيد بهعنوان كاتد استفاده ميشود.
ظرفيت باتريهاي ليتيومي تقريبا سه برابر بيشتر از باتريهاي آلكالاين مشابه خود است و بهدليل عمر قفسهي بسيار بالا (حدود ۱۵ سال) معمولا در دستگاههايي كه مصرف كمي دارند و مدت زمان زيادي بايد بهصورت مداوم كار كنند (مانند ساعتهاي ديواري) از آنها استفاده ميشود. ا
استفاده از اين باتريها در دستگاههاي پرمصرف مانند اسباب بازيها، بهدليل ارزش بالا و غيرقابل شارژ بودن، هيچگونه توجيه اقتصادي ندارد.
باتريهاي ليتيومي بالاترين ظرفيت و عمر قفسه را بين تمامي انواع باتريهاي غير شارژي دارند
باتوجه به ظرفيت بالاي اين باتريها ميتوان در دستگاههايي كه بهطور معمول استفاده از باتري آلكالاين براي آنها توصيه ميشود، از باتريهاي ليتيومي استفاده كرد و انتظار عملكرد بهتر و طولانيتري داشت؛ اما به دليل ولتاژ معمولا بالاتر، استفاده از آنها در دستگاههايي كه بهصورت سنتي از باتريهاي روي-كربن استفاده ميكنند توصيه نميشود.
در مقايسه با ديگر انواع باتري، ميتوان از باتريهاي ليتيومي جريان الكتريكي بهمراتب بيشتري دريافت كرد. اين قابليت براي دستگاههايي كه به جريان بالايي احتياج دارند ايدهآل است؛ اما در صورت اتصال كوتاه، گرماي فوقالعاده زيادي ايجاد خواهد شد كه ممكن است به منفجر شدن باتري منجر شود.
ميزان محبوبيت باتريهاي ليتيومي در سطح جهان بسيار متفاوت است؛ بهطوريكه سهم آنها از بازار باتريهاي غير شارژي در ژاپن ۲۸ درصد و در اتحاديهي اروپا تنها ۰٫۵ درصد است.
از آنجايي كه باتريهاي ليتيومي مانند باتريهاي آلكالاين فاقد مواد سمي هستند، ميتوان آنها را مانند ضايعات متداول خانگي دفع كرد؛ هرچند همچنان توصيه ميشود اين نوع باتريها را مانند ديگر انواع باتري بازيافت كنيد.
باتريهاي شارژي
باتريهاي با قابليت شارژ مجدد يا «سلولهاي ثانويه» (Secondary Cell) كه در بازار بيشتر با نام «باتري شارژي» شناخته ميشوند، باتريهايي هستند كه ميتوان چندين بار انرژي الكتريكي ذخيرهشده در آنها را استفاده و مجددا آن را پر كرد.
فرايند شارژ در اين باتريها بهگونهاي است كه الكترود فعال مثبت با اكسيد شدن، الكترون توليد ميكند و الكترود منفي با دريافت الكترون كاهش (Redox) مييابد و دراينميان الكتروليت نقش بافر بين دو الكترود را بازي ميكند.
اولين مدل باتريهاي شارژي «نرخ خالي شدن شارژ» بسيار بالايي داشتند؛ بهطوريكه پيش از اينكه به دست مشتري برسند، روي قفسهي فروشگاه تمام شارژ آنها خالي ميشد و متخصصان قبل از اولين استفاده مجبور بودند آنها را ابتدا شارژ كنند. اما باتريهاي شارژي امروزي معمولا نرخ خالي شدن شارژ بسيار كمتري دارند.
ولتاژ ثابت از جمله مهمترين مزيتهاي باتريهاي شارژي نسبت به باتريهاي يكبارمصرف است
علاوهبر قابليت استفادهي مجدد، از جمله مهمترين مزاياي باتريهاي شارژي نسبت به باتريهاي يكبار مصرف ميتوان به ولتاژ نسبتا ثابت آنها در طول مدت شارژدهي اشاره كرد.
همچنين با اينكه ارزش اوليهي باتريهاي شارژي معمولا بسيار گرانتر از باتريهاي غير شارژي است؛ اما باتوجهبه قابليت شارژ مجدد، هزينهي كلي آنها در درازمدت بهمراتب از باتريهاي غير شارژي ارزانتر تمام ميشود.
در ادامه با متداولترين تكنولوژيهاي باتريهاي شارژي قلمي آشنا ميشويم.
باتريهاي نيكل-كادميوم (NiCd)
مزايا:
- قابليت شارژ مجدد
- مناسب براي دستگاههاي نيازمند جريان بالا
معايب:
- تكنولوژي منسوخشده
- كمترين ظرفيت و ولتاژ بين تمامي انواع باتريهاي شارژي
- سمي بودن فلز كادميوم و امكان ايجاد آلودگي محيط زيستي
باتريهاي NiCd امروزه از جمله انواع منسوخشدهي باتريهاي شارژي بهشمار ميروند و تقريبا بهطور كامل با باتريهاي نيكل-هيدريد فلزي (Ni-MH) جايگزين شدهاند. هرچند باتريهاي NiCd را بهسختي ميتوان در بازار پيدا كرد؛ اما درصورت وفور موجودي نيز دليل منطقي براي خريد آنها وجود نداشت. درواقع تنها دليلي كه ممكن است كسي هنوز از اين نوع باتريها استفاده كند اين است كه از مدتها قبل آنها را تهيه كرده باشد.
اگر همچنان از باتريهاي NiCd استفاده ميكنيد، توصيه ميشود آنها را با باتريهاي Ni-MH جايگزين كنيد
ظرفيت باتريهاي قلمي NiCd به ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ ميليآمپر ساعت ميرسد و درصورت شارژ نيمهكاره، «اثر حافظه» ظرفيت آنها را حتي بيش از اين نيز كاهش خواهد داد.
اين باتريها با داشتن نرخ دشارژ خودكار ۱۰ درصد در ماه، عمر قفسهي كوتاهي دارند و ولتاژ ۱٫۲ ولتي آنها كمترين ميزان بين انواع باتري قلمي است. اگرچه باتريهاي قلمي ۱٫۲ ولتي را ميتوان در اغلب دستگاههايي كه نياز به باتري ۱٫۵ ولتي دارند استفاده كرد؛ اما در بسياري موارد مانند چراغ قوهها بايد انتظار عملكرد ضعيفتري از باتري با ولتاژ پايينتر داشته باشيد.
در انتها اگر همچنان از باتريهاي NiCd استفاده ميكنيد، توصيه ميشود آنها را با باتريهاي Ni-MH جايگزين كنيد.
باتريهاي نيكل-هيدريد فلز (NiMH)
مزايا:
- قابليت شارژ مجدد
- ظرفيت مناسب
- سمي نبودن
- عملكرد عالي در دستگاههاي نيازمند جريان بالا
- متداول بودن و سهولت يافتن انواع مختلف باتري و شارژر
معايب:
- ولتاژ ۱٫۲ ولتي
- متأثر بودن از اثر حافظه
- بالا بودن نرخ دشارژ خودكار در برخي مدلها
تا اواخر دههي ۹۰ ميلادي باتريهاي نيكل-كادميوم (NiCd) تقريبا تنها گزينهي موجود باتري شارژي بهشمار ميرفتند؛ تا اينكه باتريهاي نيكل-هيدريد فلزي (NiMH) با ظرفيت سه برابري و مواد غير سمي از راه رسيدند. باتوجه به مزاياي باتريهاي NiMH چندان جاي تعجب نيست كه پس از گذشت مدت كوتاهي از ظهور آنها، باتريهاي NiCd تقريبا بهطور كامل از بازار ناپديد شدند.
باتريهاي شارژي NiMH قلمي و نيمقلمي انهلوپ پاناسونيك
ظرفيت باتريهاي قلمي NiMH بين ۱۲۰۰ تا ۲۷۰۰ ميليآمپر ساعت متغير است و چگالي انرژي آنها با باتريهاي ليتيوم يون برابري ميكند. جالب است بدانيد بسياري از خودروهاي الكتريكي و هيبريدي (مانند تويوتا پريوس) نيز از اين نوع باتري براي تأمين انرژي خود استفاده ميكنند.
اما آنچه باتريهاي NiMH را از باتريهاي متداول غير شارژي (مانند باتريهاي آلكالاين) متمايز ميكند، مقاومت دروني اندك آنها و درنتيجه توانايي تأمين جريان بالا بدون افت ظرفيت براي دستگاههاي پرمصرف است.
براي مثال، يك باتري متداول قلمي آلكالاين تحت بار ۲۵ ميليآمپري، ظرفيتي برابر با ۲۶۰۰ ميليآمپر خواهد داشت؛ اما اگر جريان گرفتهشده از همين باتري را به ۵۰۰ ميليآمپر افزايش دهيم، به دليل مقاومت داخلي بالاي باتريهاي آلكالاين، ظرفيت آن به ۱۳۰۰ ميليآمپر ساعت افت خواهد كرد. دوربينهاي ديجيتال مجهز به LCD و فلشلايت در مواقعي نياز به جريان ۱۰۰۰ ميليآمپري دارند و باتريهاي NiMH ميتوانند اين جريان را بدون افت ظرفيت تأمين كنند. به همين دليل است كه بسياري از سازندگان دوربين ديجيتال استفاده از باتريهاي NiMH را توصيه و دوربينهاي خود را براي ولتاژ ۱٫۲ ولتي اين باتريها طراحي ميكنند.
ساختار دروني باتريهاي نيكل-هيدريد فلز (NiMH)
مقاومت داخلي پايين باتريهاي NiMH همچنين باعث ميشود تا ولتاژ آنها برخلاف باتريهاي آلكالاين وابسته به ميزان شارژ باقيمانده نباشد و تقريبا در تمام طول عمر باتري ثابت باقي بماند. تعداد سيكلهاي شارژ باتريهاي NiMH معمولا بيشتر از ۱۰۰۰ سيكل است. برخي باتريهاي Eneloop جديد ساخت پاناسونيك را ميتوان تا ۱۸۰۰ سيكل استفاده كرد.
همانطور كه در قسمت «اثر حافظه» توضيح داديم، ظرفيت باتريهاي نيكل-هيدريد فلزي در صورت شارژ كردن باتري نيمهپر ممكن است كاهش پيدا كند؛ بنابراين اين باتريها را بايد تنها درصورت خالي شدن كامل، مجددا شارژ كرد.
باتريهاي نيكل-روي (NiZn)
مزايا:
- قابليت شارژ مجدد
- مناسب براي دستگاههاي نيازمند جريان بالا
- عمر بيشتر نسبت به باتريهاي NiMH در برخي مصارف خاص
- ولتاژ بيشتر (۱٫۶ ولت) و درنتيجه مناسبتر بودن براي چراغ قوهها
معايب:
- صدمه رساندن ولتاژ بالا (۱٫۶ ولت) به دستگاههاي فاقد تنظيمكنندهي ولتاژ
- نرخ دشارژ خودكار بسيار بالا (۱۳ درصد در ماه)
- كاهش ظرفيت با هر بار شارژ مجدد
- نرخ خرابي بيشتر نسبت به ديگر انواع باتري
- موجود بودن در تنها دو سايز AA و AAA
- كمياب بودن
در سال ۲۰۰۹ شركت پاورجنيكس باتريهاي NiZn را بهعنوان جايگزيني براي باتريهاي NiMH در مصارف نيازمند به ولتاژ بالاتر معرفي كرد. ولتاژ ۱٫۶ ولتي اين باتريها به آنها كمك ميكند فلاش دوربينهاي ديجيتال را سريعتر شارژ كنند و نور بيشتري در اختيار چراغقوه قرار بدهند؛ اما همين ولتاژ ميتواند به دستگاههايي كه فاقد رگولاتور ولتاژ هستند صدمه بزند.
باتري نيمقلمي نيكل-روي (NiZn). توجه كنيد كه ظرفيت باتري به ميليوات ساعت مشخص شده است.
بهدليل معايب بسيار زياد باتريهاي NiZn، پاورجنيكس تنها پس از دو سال، توليد آن را متوقف كرد و هماكنون تنها چند برند چيني باتريهايي با اين فناوري توليد ميكنند.
باتريهاي آلكالاين شارژي (RAM)
مزايا:
- قابليت شارژ مجدد
- نرخ دشارژ خودكار پايين (عمر قفسهي بالا)
معايب:
- عمر سيكلي بسيار پايين
- ظرفيت كم در برخي مدلها
- كاهش يافتن ظرفيت و ولتاژ پس از هر بار شارژ كردن
- مناسب نبودن براي دستگاههاي نيازمند جريان بالا
- نياز داشتن به شارژر مخصوص و سرعت شارژ بسيار پايين
- احتمال بسيار بالاتر نشت مواد داخلي نسبت به ديگر انواع باتري
- كمياب بودن
باتريهاي آلكالاين شارژي يا به اختصار RAM ا(Rechargeable Alkaline Manganese) نوع ديگري از باتريهاي قليايي هستند كه برخلاف نوع يكبار مصرف ميتوان آنها را شارژ كرد و مجددا مورد استفاده قرار داد. ظرفيت باتريهاي RAM حدود دوسوم باتريهاي آلكالاين غير شارژي و نرخ دشارژ خودكار آنها از باتريهاي NiMH كمتر است.
باتري شارژي آلكالاين (RAM)
RAM-ها براي اولينبار در سال ۱۹۹۲ معرفي شدند و در زمان خود از بهترين انواع باتري قلمي شارژي بهشمار ميرفتند؛ اما با آمدن باتريهاي NiMH و بهبود پيدا كردن عمر قفسهي آنها در سالهاي اخير، تقريبا ديگر دليلي براي خريد باتريهاي RAM وجود ندارد.
تعداد دفعات شارژ و دشارژ كامل RAM-ها قبل از به پايان رسيدن عمر مفيد باتري حدود ۲۰ سيكل كامل است كه در مقايسه با تعداد سيكل ديگر انواع باتريهاي شارژي بسيار كم است. RAM-ها همچنين مانند ديگر انواع باتريهاي قليايي مقاومت دروني بالايي دارند كه اين ويژگي آنها را براي استفاده در متخصصدهايي كه به جريان بالاي الكتريسيته احتياج دارند، نامناسب ميكند.
باتريهاي ليتيوم-يون (Li-ion)
مزايا:
- قابليت شارژ مجدد
- عملكرد فوقالعاده در دستگاههاي نيازمند جريان بالا
معايب:
- استاندارد نبودن ولتاژ (۳٫۷ ولت) براي مصارف متداول
- صدمه زدن به دستگاههاي متداول درصورت استفادهي سهوي
- نياز داشتن به شارژر مخصوص
- كمياب بودن
باتري شارژي ليتيوم يوني در سايز استاندارد ۱۸۶۵۰
باتريهاي شارژي ليتيوم-يوني ۳.۷ ولتي هستند و بهندرت در سايز AA و AAA توليد ميشوند
باتريهاي Li-ion برخلاف تمامي ديگر انواع باتريهاي قلمي كه تا اينجا مطالعه كرديم، از ولتاژ استاندارد ۱٫۲ تا ۱٫۵ ولتي استفاده نميكنند. درواقع باتريهاي Li-on بيشتر در سايز استاندارد ۱۸۶۵۰ (بزرگتر از باتريهاي قلمي AA) و براي دستگاههاي خاصي كه با ولتاژ ۳٫۷ ولت كار ميكنند ساخته ميشوند و نبايد از آنها بهعنوان جايگزيني براي باتريهاي قلمي معمولي استفاده كرد.
هرچند فناوري Li-on در دنياي باتريهاي قلمي تقريبا جايي ندارد؛ اما در باتريهاي لپتاپها، تلفنهاي هوشمند، خودروهاي الكتريكي و ديگر مصارف بسيار متداول است.
ساختار دروني باتريهاي ليتيوم-يون (Li-ion)
دقت داشته باشيد كه نبايد باتريهاي شارژي ليتيوم-يوني را با باتريهاي يكبارمصرف ليتيومي اشتباه گرفت.
بهترين فناوري باتري شارژي قلمي
باتوجه به آنچه گفته شد، هنگامي كه مباحثه انتخاب بين باتريهاي شارژي قلمي در ميان باشد، باتريهاي NiMH نهتنها بهترين، بلكه تقريبا تنها گزينه هستند. به احتمال زياد بهجز باتريهاي NiMH هيچكدام از باتريهايي را كه در بالا به آنها اشاره شد در بازار پيدا نخواهيد كرد.
با مشخص شدن پاسخ به اين سؤال كه كدام فناوري باتري شارژي از ساير بهتر است، حال دو پرسش جديد به وجود ميآيد. اينكه «چه موقع بهجاي باتري معمولي از باتري شارژي استفاده كنيم؟» و «كدام باتري NiMH از ساير بهتر است؟»
استفاده از باتريهاي غير شارژي در دستگاههاي پرمصرف چه از لحاظ اقتصادي و چه از لحاظ زيستمحيطي توصيه نميشود
پاسخ به پرسش اول به عوامل زيادي بستگي دارد؛ اما بهطور كلي از لحاظ «اقتصادي» توصيه ميشود براي دستگاههاي كممصرف از باتريهاي غير شارژي و در دستگاههاي پرمصرف از باتريهاي شارژي استفاده كنيد.
براي مثال، ساعت ديواري يا ريموت كنترل تلويزيون را درانديشه متخصصين بگيريد. ازآنجايي كه اين دستگاهها معمولا سالي يك بار نياز به تعويض باتري دارند، ميتوان از باتريهاي قلمي معمولي با ارزش ۱۰۰۰ تومان يا كمتر در آنها استفاده كرد. درصورتيكه از يك باتري شارژي ۲۰ هزارتوماني در چنين دستگاهي استفاده كنيد، ممكن است بيشتر از ۲۰ سال طول بكشد تا خريد شما توجيه اقتصادي پيدا كند؛ هرچند از لحاظ «زيستمحيطي» استفادهي چندباره از يك باتري شارژي همچنان بهتر از دور انداختن ۲۰ باتري يكبارمصرف است.
اما در دستگاههاي پرمصرف مانند دوربين ديجيتال، دستهي بازي و اسباببازيهاي پرمصرف، استفاده از باتريهاي غير شارژي نه توجيه اقتصادي دارد و نه زيستمحيطي.
كدام باتري شارژي NiMH از ساير بهتر است؟
پاسخ به اين سؤال نيز بستگي به مورد استفادهي شما دارد. براي مثال سه حالت زير را درانديشه متخصصين بگيريد:
- براي دوربين ديجيتال، چراغ قوه يا هر دستگاه پرمصرف ديگري كه قرار است هر هفته (يا هر چند هفته) يك بار از آن به مدت طولاني و تحت بار شديد استفاده شود، (براي مثال هنگام طبيعتگردي يا قطع متناوب برق) اولين معيار شما هنگام خريد باتري شارژي بايد ظرفيت آن و سپس عمر قفسه باشد.
- اگر گيمري هستيد كه دو روزي يك بار باتري دستهي بيسيم خود را عوض ميكنيد، يا اسباب بازي خاصي داريد كه هر روز احتياج به تعويض باتري دارد، هنگام خريد باتري شارژي قبل از هر چيز بايد به تعداد سيكلهايي كه باتري قادر است شارژ و دشارژ شود توجه كنيد و سپس بهعنوان معيار دوم، ظرفيت آن را نيز مد انديشه متخصصين قرار دهيد.
- براي موس يا كيبورد بيسيمي كه معمولا هر شش ماه (يا بيشتر) يك بار احتياج به تعويض باتري دارد، نرخ دشارژ خودكارِ پايين يا عمر قفسهي بالا از همه چيز مهمتر است.
ظرفيت باتريهاي قلمي (AA) شارژي معمولا بين ۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ ميليآمپر ساعت است
باتريهاي مختلفي با ظرفيتها، تعداد سيكل و عمر قفسهي متفاوت در بازار وجود دارند كه ميتوانيد باتوجهبه آنچه در بالا گفته شد از ميان آنها به انتخاب بپردازيد. از مورد اعتمادترين برندهاي باتري شارژي موجود در بازار ايران ميتوان به Duracell، Eneloop (Panasonic)، Energizer، Maxell و Sony اشاره كرد.
دراينميان، باتريهاي Eneloop ساخت پاناسونيك به داشتن بيشترين عمر قفسه بين تمامي انوع باتريهاي شارژي NiMH قلمي شهرت دارند و عمر مفيد آنها (از لحاظ تعداد سيكلهاي شارژ) در بعضي مدلها به ۳۰۰۰ سيكل نيز ميرسد.
توجه داشته باشيد ظرفيت باتريهاي قلمي (AA) شارژي معمولا بين ۲۰۰۰ تا ۲۵۰۰ ميليآمپر ساعت است و در پرظرفيتترين مدلها به زحمت به ۲۷۰۰ ميليآمپر ساعت ميرسد. باتريهاي با ظرفيت بالاي ۳۰۰۰ ميليآمپر ساعتي كه در بازار وجود دارند، تقريبا همگي تقلبي هستند.
ظرفيت خارقالعاده، يكي از ويژگيهاي باتريهاي شارژي تقلبي است!
همانطور كه هزينهي خريد باتري شارژي بهجاي باتري يكبارمصرف ممكن است در ابتدا زياد به انديشه متخصصين برسد و درنهايت موجب صرفهجويي اقتصادي شود، ارزش باتريهاي شارژي باكيفيت نيز اگرچه در ابتدا ممكن است گزاف به انديشه متخصصين برسد، اما در درازمدت نسبت به باتريهاي شارژي ارزان و بيكيفيت صرفهي اقتصادي بيشتري خواهد داشت.
باتوجه به آنچه تابهاينجا گفته شد، در ادامهي متن منظور از «باتري شارژي»، نوع خاصِ «نيكل-هيدريد فلز يا NiMH» است.
انواع شارژر باتري قلمي
شارژرهاي باتريهاي قلمي به دو نوع هوشمند (خودكار) و غير هوشمند (دستي) تقسيم ميشوند. شارژرهاي هوشمند، هر باتري را جداگانه و بهصورت مستقل از ديگر باتريها شارژ ميكنند و قطعكن خودكار آنها فرايند شارژ هر باتري را در زمان متفاوت و پس از پر شدن آن باتري متوقف ميكند. شارژرهاي غير هوشمند ولتاژ و جريان يكساني در اختيار همهي باتريها قرار ميدهند يا اصلا قطعكن خودكار ندارند، يا زمان قطع جريان آنها از پيش تعيين شده و ثابت است.
شارژر هوشمند
انواع پيشرفتهي شارژرهاي هوشمند علاوهبر زمان متفاوت، قادر هستند ولتاژ و جريان متفاوتي به هر باتري اختصاص بدهند و حتي با استفاده از آنها ميتوان ظرفيت واقعي باتري را نيز اندازه گرفت. روش اندازهگيري ظرفيت باتري در اين شارژرها به اين صورت است كه شارژر ولتاژ باتري را تا يك ولت كاهش ميدهد و مقدار انرژي خارج شده در جريان اين فرايند را اندازه ميگيرد (بيشتر دستگاههاي الكترونيكي مجهز به باتري قلمي، با ولتاژ زير يك ولت كار نميكنند و پس از رسيدن ولتاژ باتري به اين مقدار خاموش ميشوند).
يكي از قابليتهاي ديگر شارژرهاي هوشمند، «ريفرش» كردن خودكار باتري و ازبينبردن «اثر حافظه» است (براي آشنايي با اثر حافظه قسمت اول را مطالعه كنيد). براي اين كار شارژر ابتدا به آهستگي شارژ باتري را خالي ميكند و در حين اين كار ظرفيت آن را اندازه ميگيرد. سپس شارژر باتري را شارژ و بار ديگر آن را خالي ميكند و ظرفيت آن را طي فرايند دشارژ مجددا اندازه ميگيرد. پس مقايسهي نتايج بهدست آمده از اين فرايند، اگر ظرفيت باتري افزايش يافته بود، شارژر سيكل شارژ-دشارژ باتري را آنقدر تكرار ميكند كه باتري به حداكثر ظرفيت خود برسد.
شارژر غير هوشمند
در سوي ديگر اما شارژرهاي غير هوشمند انرژي يكساني به تمامي باتريهاي قرار گرفته درون شارژر سرازير ميكنند و زمان به اتمام رسيدن فرايند شارژ در آنها ربطي به پر شدن باتري ندارد. زمان قطع جريان در انواع نسبتا مرغوب تنها بهوسيلهي يك تايمر ثابت و از پيش تعيين شده مشخص ميشود؛ درحاليكه انواع ارزان حتي از وجود همين قطعكن ساده نيز بيبهره هستند و متخصص بايد خودش بهصورت دستي پس از گذشت چند ساعت باتري را از شارژر خارج كند. اگر شارژر شما مجهز به قطعكن خودكار نيست، ميتوانيد با استفاده از اين سايت با وارد كردن نوع و ظرفيت باتري و جريان شارژر، زمان مورد نياز براي شارژ هر نوع باتري را به دست بياوريد.
استفاده از شارژرهاي غير هوشمند ممكن است به باتري صدمه صدمه بزند و باعث كاهش ظرفيت و طول عمر آن شود؛ به همين دليل توصيه ميشود در صورت امكان حتما از شارژرهاي هوشمند استفاده كنيد.
شارژر خورشيدي (سولار)
شارژ كردن باتري با استفاده از شارژرهاي سولار معمولا بهدليل مساحت كم پنل خورشيدي قرار گرفته روي آنها بسيار زمانبر است و بسته به شرايط آب و هوايي گاهي چندين روز طول خواهد كشيد. از طرفي اگر شارژر مجهز به محفظهي مناسبي براي نگهداري باتري نباشد، قرار گرفتن در معرض تابش مستقيم نور خورشيد ميتواند باعث گرم شدن باتري و آسيب رسيدن به آن شود.
بهطور كلي ازآنجاييكه پركردن باتريهاي قلمي نيازمند صرف انرژي زيادي نيست، توصيه ميشود براي شارژ كردن آنها از شارژرهاي معمولي استفاده كنيد. «آسيب رسيدن به باتري و درنتيجه دورانداختن آن»، صدمهي بسيار بيشتري نسبت به «چند ميلي وات-ساعت انرژي غير خورشيدي» به محيط زيست وارد ميكند.
شارژرهاي سريع
شارژرهاي باتري قلمي و تكنولوژيهاي آنها را نبايد با شارژرهاي موبايلهاي هوشمند مقايسه كرد؛ چرا كه باتري اكثر موبايلهاي هوشمند از نوع ليتيوم-يوني يا ليتيوم-پليمري است و ساختار دروني و سازوكار شارژ آنها با باتريهاي NiMH قلمي تفاوت دارد.
جريان ايدهآل توصيه شده براي شارژ يك باتري ۲۰۰۰ ميليآمپر ساعتي NiMH قلمي، ۲۰۰ ميليآمپر است؛ كه درنتيجه به زمان شارژ ۱۰ ساعته منجر ميشود. حال اگر اين جريان را به ۴۰۰ ميليآمپر افزايش دهيم، مدت زمان مورد نياز براي شارژ نصف خواهد شد؛ اما در عين حال عمر مفيد باتري نيز اندكي كاهش پيدا ميكند. درواقع بيشتر شارژرهاي به اصطلاح سريع موجود در بازار با استفاده از همين تكنيكِ افزايش جريان، باتريهاي قلمي را در مدت كوتاهتري شارژ ميكنند و تكنولوژي خاصي در آنها بهكار گرفته نشده است.
شارژرهاي سريع باتريهاي قلمي مجهز به فناوري خاصي نيستند و تنها با استفاده از جريان بالاتر زمان شارژ را كاهش ميدهند
اگر از باتريهاي شارژي در دستگاهي استفاده ميكنيد كه هر چند هفته يا چند ماه يك بار احتياج به شارژ مجدد دارد و درنتيجه زمان ۱۰ ساعتهي شارژ چندان برايتان آزاردهنده نيست، توصيه ميشود از شارژرهاي معمولي استفاده كنيد. اما اگر باتوجه به نوع مصرفي كه داريد بايد باتري خود را هر روز شارژ كنيد، ميتوانيد از شارژرهاي نيمه سريع (۴ تا ۵ ساعته) به همراه باتري باكيفيت استفاده كنيد. براي مثال اگر عمر يك باتري مرغوب ۳۰۰۰ سيكلي نصف هم شود، همچنان مدت زمان زيادي براي شما دوام خواهد آورد. اما استفاده از شارژرهايي كه ادعا ميكنند قادر هستند باتريهاي قلمي را ظرف مدت ۱ تا ۲ ساعت شارژ كنند، به هيچ وجه توصيه نميشود.
سؤالات متداول
هزينه و ميزان انرژي الكتريكي مورد نياز براي شارژ باتري قلمي چقدر است؟
براي شارژ كردن هر باتري قلمي معمولا به ۸.۵ تا ۱۰ وات-ساعت انرژي الكتريكي نياز است. باتوجه به تعرفههاي وزارت نيرو، هزينهي اين مقدار برق مصرفي خانگي در گرانترين حالت ممكن (ماههاي غير گرم، مناطق غير گرمسير) به ۴.۵ ريال و در در ارزانترين حالت ممكن (ماههاي گرم، مناطق گرمسير) به ۱.۵ ريال ميرسد. اين يعني هزينهي شارژ دو باتري AA در گرانترين حالتِ ممكن كمتر از ۱۰ ريال يا يك تومان است.
آيا باتريهاي شارژي قلمي نياز به شارژ اوليه دارند؟ زمان اين شارژ چقدر است؟
تقريبا تمامي باتريهاي شارژي قلمي بازار از نوع NiMH هستند و نيازي به شارژ اوليه ندارند. حتي اگر بهدليل پايين بودن عمر قفسهي باتري يا گذشتن مدت زيادي از توليد آن (و درنتيجه خالي بودن باتري)، نياز به شارژ اوليه وجود داشته باشد، زمان آن با زمان شارژ در حالت عادي فرقي نميكند.
آيا پس از پر شدن باتري ميتوان آن را درون شارژر خودكار يا هوشمند باقي گذاشت يا حتما بايد آن را از شارژر متصل به برق خارج كرد؟
شارژرهاي خودكار و هوشمند پس از پر شدن باتري، فرايند شارژ خود را كاملا متوقف نميكنند؛ بلكه تنها شدت جريان را كاهش ميدهند. اين ويژگي كه به «قطره چكاندن» (trickle) مشهور است، در بيشتر شارژرها وجود دارد و اگرچه در كوتاهمدت باعث صدمه رسيدن به باتري نميشود، اما در درازمدت ممكن است عمر باتري را كاهش بدهد. بنابراين حتي هنگام استفاده از پيشرفتهترين انواع شارژر هوشمند نيز توصيه ميشود پس از كامل شدن شارژ، باتري را بيشتر از يك روز درون شارژر باقي نگذاريد.
آيا از شارژر يك برند ميتوان براي شارژ باتري برند ديگر استفاده كرد؟
مادامي كه نوع و ظرفيت باتري مورد انديشه متخصصين يكسان باشد، استفاده از شارژر و باتري با برندهاي متفاوت هيچ اشكالي ندارد. بهعنوان مثال، شارژر سوني كه بههمراه باتريهاي قلمي ۲۵۰۰ ميليآمپر ساعتي NiMH فروش ميرود را ميتوان براي شارژ باتري قلمي ۲۵۰۰ ميليآمپر ساعتي NiMH پاناسونيك استفاده كرد.
آيا ميتوان چند نوع باتري را بهصورت تركيبي همزمان با هم با استفاده از يك شارژر شارژ كرد؟
اگر شارژر شما از نوع هوشمند است و هر باتري را جداگانه مديريت و شارژ ميكند، ميتوانيد با استفاده از آن باتريهايي با ظرفيتهاي مختلف را بهصورت همزمان شارژ كنيد. با استفاده از اين شارژرها حتي ميتوان انواع مختلف باتريهاي شارژي مانند نيكل-كادميوم (NiCd) و نيكل-روي (NiZn) را نيز دركنار باتريهاي NiMH شارژ كرد.
چرا بعضي انواع باتري قلمي ۱.۵ ولتي و بعضي انواع ديگر ۱.۲ ولتي هستند؟
ولتاژ درج شده روي باتريهاي غير شارژي آلكالاين ۱.۵ و ولتاژ نوشته شده روي باتريهاي شارژي NiMH برابر با ۱.۲ ولت است؛ اما در واقعيت ميانگين ولتاژ باتريهاي آلكالاين نيز به ۱.۲ ولت ميرسد. تفاوت اصلي در اين است كه ولتاژ باتريهاي آلكالاين در حالت شارژ كامل برابر با ۱.۵ ولت است و با گذشت زمان و خالي شدن شارژ، اين ميزان به ۱ ولت كاهش پيدا ميكند. اين در حالي است كه باتريهاي NiMH در ۸۰ درصد زمان شارژدهي ولتاژ ثابت ۱.۲ ولتي دارند. جالب است بدانيد ولتاژ باتريهاي آلكالاين زمانيكه ۵۰ درصد از شارژ خود را مصرف كرده باشند به كمتر از ۱.۲ ولت افت ميكند؛ درنتيجه اين باتريها در بيشتر طول عمر خود ولتاژي كمتر از باتريهاي NiMH در اختيار دستگاه قرار ميدهند.
آيا استفاده از باتري با ظرفيت بالا (مثلا ۲۷۰۰ ميليآمپر ساعت) به دستگاههاي كممصرف صدمه نميزند؟
ظرفيت بالا به جز افزايش دادن عمر باتري، تأثير ديگري روي دستگاه نميگذارد. تنها مشخصهي باتري كه ممكن است روي عملكرد دستگاه تأثير بگذارد، ولتاژ آن است؛ كه آن هم باتوجهبه مجهز بودن اكثر دستگاهها به رگولاتور ولتاژ و قرارگرفتن ولتاژ بيشتر باتريهاي قلمي بين ۱.۲ تا ۱.۵ ولت، چندان جاي نگراني ندارد.
اگر براي مدت طولاني قصد استفاده از باتري شارژي نداشته باشيم، آيا بايد آن را در حالت شارژ كامل نگهداري كنيم يا بدون شارژ؟
باتريهاي شارژي را بايد همواره با شارژ كامل نگهداري كرد. بعضي انواع باتري شارژي اگر براي مدت طولاني بدون شارژ نگهداري شوند، بار الكتريكي و درنتيجه ولتاژشان بهقدري كاهش پيدا ميكند كه برخي شارژرهاي هوشمند آنها را بهعنوان باتري سالم تشخيص نميدهند و شارژ نميكنند.
آيا استفاده نكردن طولاني مدت از باتري شارژي روي عملكرد آن تأثير ميگذارد؟
عدم استفاده از باتريهاي شارژي NiMH به مدت طولاني ظرفيت آنها را بهطور هميشگي و غير قابل بازگشت كاهش ميدهد. اگر از شارژر هوشمند استفاده ميكنيد ميتوانيد هر چند ماه يك بار با استفاده از قابليت «ريفرش» باتري را شارژ-دشارژ كنيد.
آيا قرار گرفتن باتري در مجاورت آهنربا براي آن ضرر دارد؟
خير. ميدان مغناطيسي تأثيري روي عملكرد باتري نميگذارد.
آيا ميتوان بهمنظور افزايش عمر باتري و حفظ شارژ آن را در فريزر نگهداري كرد؟
اگرچه نگهداري از باتري در دماي پايين باعث افزايش عمر قفسهي آن ميشود، ولي اين تأثير بسيار ناچيز و قابل چشمپوشي است. تنها دليل موجه براي نگهداري باتري در فريزر، شرايط آب و هوايي بسيار گرم محل زندگي و عدم امكان نگهداري باتري در شرايط دماي اتاق (۲۵ درجهي سانتيگراد) است. درهرصورت، قبل از استفاده از باتري بايد آن را دوباره به دماي اتاق برسانيد.
آيا باتريهاي شارژي NiMH را ميتوان همراهبا ديگر زبالههاي خانگي دفع كرد؟
باتريهاي شارژي NiMH فاقد مواد سمي هستند و دفع معمولي آنها براي محيط زيست خطرناك نيست؛ اما همچنان توصيه ميشود آنها را به همراه ديگر زبالههاي الكترونيكي بازيافت كنيد.
هم انديشي ها