باتری های قابل شارژ در تجهیزات همراه

کاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌کننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها که انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌کنند، استفاده‌کنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید که خرید آگاهانه آن‌ها مستلزم شناخت گزینه‌های موجود در بازار می‌باشد.

●اشاره :
کاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌کننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها که انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌کنند، استفاده‌کنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید که خرید آگاهانه آن‌ها مستلزم شناخت گزینه‌های موجود در بازار می‌باشد. علاوه بر این، استفاده بهینه و نگهداری صحیح، شرط ماندگاری طولانی این گونه از باتری‌ها می‌باشد. در ادامه سعی داریم با تشریح گونه‌های متداول و تفاوت‌های آن‌ها با یکدیگر، راهنمای مناسبی جهت خرید و به کارگیری این گونه باتری‌ها فراهم آوریم.اصولاً وقتی صحبت از باتری‌های با اندازه استاندارد می‌شود، بلافاصله به یاد باتری‌های قلمی و نیم‌قلمی یا اگر بخواهیم دقیق‌تر باشیم، اندازه‌های AA و AAA می‌افتیم. اساساً سه فرم سیلندری، دگمه‌ای و کتابی (یا بلوکی) برای باتری‌های استاندارد وجود دارد. انواع دگمه‌ای در ابزارهای کوچک مانند ساعت‌های مچی و ماشین حساب‌های جیبی کاربرد فراوان دارند. باتری‌های کتابی ۹ ولتی در تجهیزات کنترل از راه دور و برخی مصارف خاص کاربرد دارند و انواع سیلندری که متداولترین نوع می‌باشند در طیف وسیعی از تجهیزات الکتریکی از ساعت‌های دیواری و چراغ قوه‌ها گرفته تا پخش‌کننده‌های ۳MP و دوربین‌های دیجیتالی به کارگرفته می‌شوند. جدول ۱ خلاصه‌ای از ابعاد باتری‌های سیلندری‌شکل را نشان می دهد.
به لحاظ فناوری به کارگرفته شده، سه گونه اصلی از باتری‌های قابل شارژ در دسترس هستند:
۱) باتری‌های لیتیومیون (Li-Ion)
۲) باتری‌های نیکلکادمیوم (NiCd)
۳) باتری‌های نیکلمتال هیدراد (NiMH)
باتری‌های قابل شارژ استاندارد، عموماً از نوع NiCd یا NiMH می باشند. انواع NiMH به دلایل مزایای آشکار، به سرعت در حال گسترش و جایگزینی با انواع قدیمی‌تر NiCd می‌باشند. انواع LiIon که دارای بهترین نسبت کارآیی به وزن می‌باشند، به دلیل گران بودن در موارد خاص همچون تلفن‌های همراه و کامپیوترهای کیفی کاربرد دارند. ولتاژ باطری‌های سیلندری‌شکل عموماً برابر با ۱.۵ ولت می‌باشد که در انواع قابل شارژ NiCd و NiMH کمی کمتر از این مقدار و برابر با ۲/۱ ولت است، از طرفی وزن انواع قابل شارژ بین ۳۰ تا ۴۰ درصد بیشتر است.

                                                                ()
●باتری‌های NiMH
ارتفاع(mm) قطر (mm) اندازه‌باتری
۴۰.۲ ۸.۴ AAA
۴۴.۵ ۱۰.۵ AA
۲۸.۰ ۱۱.۵ N
۱۷.۵ ۱۴.۲ ۱.۳AA
۳۰.۰ ۱۴.۲ ۱.۲AA
۵۰.۰ ۱۴.۲ AA
۶۴.۵ ۱۷.۰ ۵.۴AA
۲۸.۵ ۱۷.۰ ۲A
۴۳.۰ ۱۷.۰ ۴.۵A
۵۰.۰ ۱۷.۰ A
۶۷.۰ ۱۷.۰ ۴.۳A
۳۴.۰ ۲۳.۰ ۴.۵Cs
۴۳.۰ ۲۳.۰ Cs
۲۴.۰ ۲۶.۰ ۱.۲C
۳۷.۰ ۳۳.۰ ۱.۲D
۴۳.۴ ۳۳.۰ ۲.۳D
۵۸.۰ ۳۳.۰ D
۹۱.۲ ۳۳.۰ F
۸۹.۱ ۴۱.۴ SF
۱۵۰.۰ ۳۲.۰ J
●ابعاد استاندارد باطری‌های سیلندری
در حال حاضر اولین گزینه برای هر خریدار در انتخاب یک باتری قابل شارژ، انوع NiMH می‌باشد، کما این‌که از حدود پنج سال گذشته فرآیند جایگزینی این گونه با انواع قدیمی‌تر ‌ NiCd آغاز گردیده است. باتری‌های NiMH دارای مزایای بسیاری هستند که در ادامه به برخی از مهمترین آن‌ها اشاره می کنیم: ‌ظرفیت این باتری‌ها به مراتب بیشتر از انواع قدیمی‌تر است. در حال حاضر باتری‌های NiMH اندازه AA با ظرفیت‌های فراتر از ۲۰۰۰ میلی آمپرساعت (MAh) وارد بازار شده‌اند و مطالعه و تحقیق برای ساخت مدل‌هایی با ظرفیت بیشتر ادامه دارد. باتری‌های NiMH نسبت به باتری‌های آلکالاین نیز از ظرفیت بیشتری برخوردارند و به خصوص در کاربردهای پرمصرف همچون دوربین‌های دیجیتال مدت سرویس‌دهی بیشتری را با هر بار شارژ کامل فراهم می‌کنند. بسیاری از شرکت‌های سازنده مدعی هستند که باتری‌های NiMH ساخت آن‌ها در هر بار شارژ تا چهار یا پنج برابر یک باتری آلکالاین کارایی دارد، که البته این مقدار به عوامل بسیاری چون ظرفیت باطری، نحوه شارژ آن و نوع کاربرد بستگی دارد.
‌●‌ در ابتدا هزینه بالاتر مانع استفاده گسترده از باتری‌های NiMH بود، ولی فرآیند کاهش قیمت در پنج سال گذشته این هزینه را به مقدار معقولی رسانده است. در حال حاضر قیمت تقریبی این گونه تنها ۲۰ درصد بیشتر از NiCd می‌باشد این در حالی است که قیمت باتری‌های LiIon در حدود دو برابر این مقدار است.
● شاید بزرگترین مزیت باتری‌های NiMH در عدم وجود مشکل <اثر حافظه> (Memory effect) در آن‌ها باشد. این اثر به زبان ساده افت تدریجی ولتاژ و ظرفیت در اثر عدم تخلیه کامل باتری پیش از شارژ مجدد آن می‌باشد، بنابراین استفاده‌کنندگان این گونه باتری‌ها نگرانی از بابت این مشکل ندارند.
‌●‌ ولتاژ باتری‌های قابل شارژ در بیشتر زمان کارکرد در حد ۲/۱ ولت باقی می‌ماند، که جریان یکدستی را فراهم می‌کند. در‌صورتی‌که ولتاژ باتری‌های آلکالاین از مقدار ۵/۱ ولت شروع شده و تا کمتر از ۱ ولت کاهش می یابد.
‌●‌ باتری‌های NiMH فاقد ماده کادمیوم می‌باشند که در انواع NiCd کاربرد دارد. این ماده فلزی بسیار سمی و مخرب محیط زیست است، بنابراین باتری‌های NiMH پاک‌تر نیز می‌باشند.
● حداکثر دفعات شارژ برای باتری‌های NiMH تا ۱۰۰۰ نوبت است، که بسیار بیشتر از سایر انواع باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. برای مقایسه به جدول ۲ توجه فرمایید.
در مقابل نقاط منفی اندکی در مورد باتری‌های NiMH وجود دارد. همان‌طور که اشاره شد، قیمت تقریبی آن‌ها هنوز ۲۰درصد بیشتر از مدل‌های قدیمتر NiCd می‌باشد. همچنین زمان شارژ و تخلیه مجدد آن‌ها کمی بیشتر از انواع دارای کادمیوم است. این موضوع در برخی تجهیزات خاص، مزیتی برای باتری‌های NiCd به حساب می آید، برای مثال در پیچ‌گوشتی‌های برقی که سرعت دوران بالایی دارند به سرعت تخلیه بالا در باتری نیازمندند، انواع NiCd دارای مزیت نسبی هستند.
●نحوه استفاده و نگهداری باتری‌های NiMH
نوع باتری قابل شارژ Li-lon NiCd NiMH
حداکثرdc ولتاژ ۱.۲ ۱.۲ ۳.۶
دفعات شارژ ۵۰۰تا۱۰۰۰ ۳۰۰ تا ۵۰۰ ۳۰۰ تا ۴۰۰
نسبت قیمتی ۱۰۰% ۸۰% ۲۰۰%