باتری های قابل شارژ در تجهیزات همراه
كاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌كننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها كه انرژی الكتریكی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌كنند، استفاده‌كنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید كه خرید آگاهانه آن‌ها مستلزم شناخت گزینه‌های موجود در بازار می‌باشد.
●اشاره :
كاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌كننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها كه انرژی الكتریكی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌كنند، استفاده‌كنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید كه 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 یكدیگر، راهنمای مناسبی جهت خرید و به كارگیری 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 كتابی (یا بلوكی) برای باتری‌های استاندارد وجود دارد. انواع دگمه‌ای در ابزارهای كوچك مانند ساعت‌های مچی و ماشین حساب‌های جیبی كاربرد فراوان دارند. باتری‌های كتابی ۹ ولتی در تجهیزات كنترل از راه دور و برخی مصارف خاص كاربرد دارند و انواع سیلندری كه متداولترین نوع می‌باشند در طیف وسیعی از تجهیزات الكتریكی از ساعت‌های دیواری و چراغ قوه‌ها گرفته تا پخش‌كننده‌های ۳MP و دوربین‌های دیجیتالی به كارگرفته می‌شوند. جدول ۱ خلاصه‌ای از ابعاد باتری‌های سیلندری‌شكل را نشان می دهد.
به لحاظ فناوری به كارگرفته شده، سه گونه اصلی از باتری‌های قابل شارژ در دسترس هستند:
۱) باتری‌های لیتیومیون (Li-Ion)
۲) باتری‌های نیكلكادمیوم (NiCd)
۳) باتری‌های نیكلمتال هیدراد (NiMH)
باتری‌های قابل شارژ استاندارد، عموماً از نوع NiCd یا NiMH می باشند. انواع NiMH به دلایل مزایای آشكار، به سرعت در حال گسترش و جایگزینی با انواع قدیمی‌تر NiCd می‌باشند. انواع LiIon كه دارای بهترین نسبت كارآیی به وزن می‌باشند، به دلیل گران بودن در موارد خاص همچون تلفن‌های همراه و كامپیوترهای كیفی كاربرد دارند. ولتاژ باطری‌های سیلندری‌شكل عموماً برابر با ۱.۵ ولت می‌باشد كه در انواع قابل شارژ NiCd و NiMH كمی كمتر 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 یك باتری قابل شارژ، انوع NiMH می‌باشد، كما این‌كه از حدود پنج سال گذشته فرآیند جایگزینی این گونه با انواع قدیمی‌تر NiCd آغاز گردیده است. باتری‌های NiMH دارای مزایای بسیاری هستند كه در ادامه به برخی از مهمترین آن‌ها اشاره می كنیم: 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 آلكالاین نیز از ظرفیت بیشتری برخوردارند و به خصوص در كاربردهای پرمصرف همچون دوربین‌های دیجیتال مدت سرویس‌دهی بیشتری را با هر بار شارژ كامل فراهم می‌كنند. بسیاری از شركت‌های سازنده مدعی هستند كه باتری‌های NiMH ساخت آن‌ها در هر بار شارژ تا چهار یا پنج برابر یك باتری آلكالاین كارایی دارد، كه البته این مقدار به عوامل بسیاری چون ظرفیت باطری، نحوه شارژ آن و نوع كاربرد بستگی دارد.
● در ابتدا هزینه بالاتر مانع استفاده گسترده از باتری‌های NiMH بود، ولی فرآیند كاهش 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 كه قیمت باتری‌های LiIon در حدود دو برابر این مقدار است.
● شاید بزرگترین مزیت باتری‌های NiMH در عدم وجود مشكل <اثر حافظه> (Memory effect) در آن‌ها باشد. این اثر به زبان ساده افت تدریجی ولتاژ و ظرفیت در اثر عدم تخلیه كامل باتری پیش از شارژ مجدد آن می‌باشد، بنابراین استفاده‌كنندگان این گونه باتری‌ها نگرانی از بابت این مشكل ندارند.
● ولتاژ باتری‌های قابل شارژ در بیشتر زمان كاركرد در حد ۲/۱ ولت باقی می‌ماند، كه جریان یكدستی را فراهم می‌كند. در‌صورتی‌كه ولتاژ باتری‌های آلكالاین از مقدار ۵/۱ ولت شروع شده و تا كمتر از ۱ ولت كاهش می یابد.
● باتری‌های NiMH فاقد ماده كادمیوم می‌باشند كه در انواع NiCd كاربرد دارد. این ماده فلزی بسیار سمی و مخرب محیط زیست است، بنابراین باتری‌های NiMH پاك‌تر نیز می‌باشند.
● حداكثر دفعات شارژ برای باتری‌های NiMH تا ۱۰۰۰ نوبت است، كه بسیار بیشتر از سایر انواع باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. برای مقایسه به جدول ۲ توجه فرمایید.
در مقابل نقاط منفی اندكی در مورد باتری‌های NiMH وجود دارد. همان‌طور كه اشاره شد، قیمت تقریبی آن‌ها هنوز ۲۰درصد بیشتر از مدل‌های قدیمتر NiCd می‌باشد. همچنین زمان شارژ و تخلیه مجدد آن‌ها كمی بیشتر از انواع دارای كادمیوم است. این موضوع در برخی تجهیزات خاص، مزیتی برای باتری‌های NiCd به حساب می آید، برای مثال در پیچ‌گوشتی‌های برقی كه 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
حداكثرdc ولتاژ ۱.۲ ۱.۲ ۳.۶
دفعات شارژ ۵۰۰تا۱۰۰۰ ۳۰۰ تا ۵۰۰ ۳۰۰ تا ۴۰۰
نسبت قیمتی ۱۰۰% ۸۰% ۲۰۰%
كاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌كننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها كه انرژی الكتریكی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌كنند، استفاده‌كنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید كه خرید آگاهانه آن‌ها مستلزم شناخت گزینه‌های موجود در بازار می‌باشد.
●اشاره :
كاربرد روزافزون تجهیزات دیجیتال قابل حمل مانند دوربین‌های دیجیتالی، پخش‌كننده‌های موسیقی و امثال آن‌ها كه انرژی الكتریكی مورد نیاز خود را از باتری‌های استاندارد تأمین می‌كنند، استفاده‌كنندگان این قبیل تجهیزات را به استفاده از انواع قابل شارژ مجدد این باتری‌ها تشویق می‌نماید كه 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 یكدیگر، راهنمای مناسبی جهت خرید و به كارگیری 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 كتابی (یا بلوكی) برای باتری‌های استاندارد وجود دارد. انواع دگمه‌ای در ابزارهای كوچك مانند ساعت‌های مچی و ماشین حساب‌های جیبی كاربرد فراوان دارند. باتری‌های كتابی ۹ ولتی در تجهیزات كنترل از راه دور و برخی مصارف خاص كاربرد دارند و انواع سیلندری كه متداولترین نوع می‌باشند در طیف وسیعی از تجهیزات الكتریكی از ساعت‌های دیواری و چراغ قوه‌ها گرفته تا پخش‌كننده‌های ۳MP و دوربین‌های دیجیتالی به كارگرفته می‌شوند. جدول ۱ خلاصه‌ای از ابعاد باتری‌های سیلندری‌شكل را نشان می دهد.
به لحاظ فناوری به كارگرفته شده، سه گونه اصلی از باتری‌های قابل شارژ در دسترس هستند:
۱) باتری‌های لیتیومیون (Li-Ion)
۲) باتری‌های نیكلكادمیوم (NiCd)
۳) باتری‌های نیكلمتال هیدراد (NiMH)
باتری‌های قابل شارژ استاندارد، عموماً از نوع NiCd یا NiMH می باشند. انواع NiMH به دلایل مزایای آشكار، به سرعت در حال گسترش و جایگزینی با انواع قدیمی‌تر NiCd می‌باشند. انواع LiIon كه دارای بهترین نسبت كارآیی به وزن می‌باشند، به دلیل گران بودن در موارد خاص همچون تلفن‌های همراه و كامپیوترهای كیفی كاربرد دارند. ولتاژ باطری‌های سیلندری‌شكل عموماً برابر با ۱.۵ ولت می‌باشد كه در انواع قابل شارژ NiCd و NiMH كمی كمتر 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 یك باتری قابل شارژ، انوع NiMH می‌باشد، كما این‌كه از حدود پنج سال گذشته فرآیند جایگزینی این گونه با انواع قدیمی‌تر NiCd آغاز گردیده است. باتری‌های NiMH دارای مزایای بسیاری هستند كه در ادامه به برخی از مهمترین آن‌ها اشاره می كنیم: 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 آلكالاین نیز از ظرفیت بیشتری برخوردارند و به خصوص در كاربردهای پرمصرف همچون دوربین‌های دیجیتال مدت سرویس‌دهی بیشتری را با هر بار شارژ كامل فراهم می‌كنند. بسیاری از شركت‌های سازنده مدعی هستند كه باتری‌های NiMH ساخت آن‌ها در هر بار شارژ تا چهار یا پنج برابر یك باتری آلكالاین كارایی دارد، كه البته این مقدار به عوامل بسیاری چون ظرفیت باطری، نحوه شارژ آن و نوع كاربرد بستگی دارد.
● در ابتدا هزینه بالاتر مانع استفاده گسترده از باتری‌های NiMH بود، ولی فرآیند كاهش 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 كه قیمت باتری‌های LiIon در حدود دو برابر این مقدار است.
● شاید بزرگترین مزیت باتری‌های NiMH در عدم وجود مشكل <اثر حافظه> (Memory effect) در آن‌ها باشد. این اثر به زبان ساده افت تدریجی ولتاژ و ظرفیت در اثر عدم تخلیه كامل باتری پیش از شارژ مجدد آن می‌باشد، بنابراین استفاده‌كنندگان این گونه باتری‌ها نگرانی از بابت این مشكل ندارند.
● ولتاژ باتری‌های قابل شارژ در بیشتر زمان كاركرد در حد ۲/۱ ولت باقی می‌ماند، كه جریان یكدستی را فراهم می‌كند. در‌صورتی‌كه ولتاژ باتری‌های آلكالاین از مقدار ۵/۱ ولت شروع شده و تا كمتر از ۱ ولت كاهش می یابد.
● باتری‌های NiMH فاقد ماده كادمیوم می‌باشند كه در انواع NiCd كاربرد دارد. این ماده فلزی بسیار سمی و مخرب محیط زیست است، بنابراین باتری‌های NiMH پاك‌تر نیز می‌باشند.
● حداكثر دفعات شارژ برای باتری‌های NiMH تا ۱۰۰۰ نوبت است، كه بسیار بیشتر از سایر انواع باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. برای مقایسه به جدول ۲ توجه فرمایید.
در مقابل نقاط منفی اندكی در مورد باتری‌های NiMH وجود دارد. همان‌طور كه اشاره شد، قیمت تقریبی آن‌ها هنوز ۲۰درصد بیشتر از مدل‌های قدیمتر NiCd می‌باشد. همچنین زمان شارژ و تخلیه مجدد آن‌ها كمی بیشتر از انواع دارای كادمیوم است. این موضوع در برخی تجهیزات خاص، مزیتی برای باتری‌های NiCd به حساب می آید، برای مثال در پیچ‌گوشتی‌های برقی كه 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
حداكثرdc ولتاژ ۱.۲ ۱.۲ ۳.۶
دفعات شارژ ۵۰۰تا۱۰۰۰ ۳۰۰ تا ۵۰۰ ۳۰۰ تا ۴۰۰
نسبت قیمتی ۱۰۰% ۸۰% ۲۰۰%