چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟

چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟ یکی از باتری های خیلی ساده باتری روی – کربن است که به اختصار باتری کربن نامیده می شود. این باتری شامل ماده اسیدی و یک میله از جنس روی در مرکز است. اینجا داشتن اطلاعات کمی در خصوص شیمی به ما کمک خواهد کرد. زمانی که روی به داخل اسید وارد می شود ، اسید شروع به خوردن روی کرده و گاز هیدروژن و انرژی گرمایی آزاد می شود. مولکولهای اسید به اجزای تشکیل دهنده خودش تفکیک می شود. این اجزا معمولاً شامل هیدروژن و سایر اتمها می باشد. در طی این فرآیند الکترونهای مربوط به اتم روی آزاد شده و با یونهای هیدروژن اسید ترکیب می شوند و تولید گاز هیدروژن می کنند.

اگر یک میله کربن به داخل اسید وارد شود ، اسید هیچ گونه واکنشی با آن انجام نخواهد داد.

یو پی اس

امّا اگر میله کربن را با یک سیم به میله روی وصل کرده و یک مدار تولید کنید ، الکترونها شروع به عبور از سیم نموده و با هیدروژن موجود برروی میله کربن ترکیب می شوند. این عمل باعث آزادی مقدار کمی گاز هیدروژن شده و گرمای بسیار کمی را نیز تولید می کند. مقداری از این انرژی گرمایی ، انرژی است که از مدار عبور می کند.

حال انرژی موجود در مدار می تواند یک لامپ چراغ قوه را روشن کرده و یا یک موتور کوچک را به حرکت در آورد. سرانجام میله روی کاملاً توسط اسید باتری حل شده و باتری دیگر قابل استفاده نمی باشد.چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟

تذکر

همانگونه که در فصل اول خواندیم اولین باتری توسط ، الکساندر ولتا ساخته شد. ولتا نام باتری خود را پیل ولتایی نامید. او لایه هایی از روی و مقوا را به صورت یک درمیان روی هم قرار داد و سپس آنها را در آب نمک و نقره فرو برد.

اگر شما یک سیم را به بالا و پایین این پیل وصل کنید ، به دلیل عبور الکترونها، جریان برق تولید می شود. افزودن لایه های بیشتر در پیل باعث تولید مقدار برق بیشتری خواهد شد.

انواع باتری :

باتری های مختلف دارای مواد و واکنش های شیمیایی متفاوتی هستند. بیشترین باتریهای مورد استفاده عبارتند از :

-باتری قلیایی: مثل باتریDuracellوEnergizerو سایر باتریهای قلیایی . الکترودهای این نوع باتری از جنس روی و اکسید منگنز می باشد. امّا الکترولیت (تجزیه کننده) آن از جنس خمیر قلیایی است.

-باتری سرب– اسید: این نوع باتری بیشتر در اتومبیل استفاده می شود. الکترودهای این نوع باتری از جنس سرب و اکسید سرب ، و الکترولیت آن از جنس یک نوع اسید قوی است.

-باتری لیتیم: این باتری برای چراغ فلاش دوربین عکاسی استفاده می شود. مواد آن شامل لیتیم ، یدورلیتیم و یدور سرب است.

-باتری یون لیتیم : این نوع باتریها بیشتر در کامپیوترهای دستی(Laptop)، تلفنهای پیلی و سایر وسایل الکتریکی قابل حمل استفاده می شود.

-باتری نیکل – کادمیم: جنس الکترودهای این نوع باتری هیدروکسید نیکل و کادمیم است. الکترولیت مورد استفاده در این نوع باتری نیز هیدروکسید پتاسیم می باشد.

-باتری روی – کربن یا باتری کربن: روی و کربن در کلیه باتریهای خشک نوعC , AوDاستفاده می شود.  در این نوع باتری، الکترودها از جنس روی و کربن بوده و الکترولیت آن خمیری از مواد اسیدی است.

غذا – روش دیگری برای ذخیره نمودن انرژی

ذخیره انرژی در باتری هاتوسط یک سری فرآیندهای شیمیایی صورت می گیرد ، امّا راههای دیگری نیزبرای ذخیره نمودن انرژی وجود دارد. بعنوان مثال «زنجیره غذایی» برروی سیاره خودمان را در نظر بگیرید.

گیاهان (مانند علف در علفزار) انرژی خورشید را از طریق فتوسنتز به انرژی شیمیایی ذخیره شده ، تبدیل می کنند. این انرژی در سلولهای گیاه ذخیره شده و جهت رشد ، اصلاح و تکثیر آن استفاده می گردد.

گاوها و سایر حیوانات، انرژی ذخیره شده در علف یا دانه را استفاده نموده و آن را به انرژی ذخیره شده ای در بدن خود تبدیل می کنند. زمانیکه ما گوشت و سایر محصولات حیوانی را می خوریم ، ما نیز آن انرژی را در بدن خود ذخیره می کنیم. ما از این انرژی ذخیره شده برای راه رفتن ، دویدن ، دوچرخه سواری و یا حتّی خواندن یک مطلب برروی اینترنت استفاده می کنیم.
باطری دستگاههای موبایل اعم از تلفن همراه ، Smart Phone و PPC از قطعات مهم سخت افزاری آنهاست. امروزه طول یک دوره شارژ باطری و طول عمر باطری های دستگاههای موبایل از فاکتورهای مهم برای خرید این دستگاه ها است.
البته میزان دوره شارژ یک باطری به میزان استفاده از دستگاهها بستگی دارد ولی تکنولوژی ساخت و طرز نگهداری از آنها دو عامل خیلی مهم در دوام و کارایی باطری ها هستند.

در Pocket PC به علت اینکه با پایان شارژ، دستگاه خود به خود Hard Reset شده و محتویات درون RAM پاک می شوند نگهداری صحیح از باطری بسیار مهمتر از دستگاههای دیگر است چرا که باطری های این دستگاهها در ایران چندان در دسترس نیستند. از نظر سخت افزاری باطریهای دستگاههای PPC دو نوع هستند یکی باطری اصلی و دیگری باطری Back up که باطری دوم تنها برای احتیاط است و بین ۲۰ تا ۳۰ دقیقه بعد از پایان باطری اصلی از کار می افتد.

باتری یو پی اس

در این مقاله پیرامون نگهداری باطری دستگاههای موبایل نکاتی هست که در اینجا اشاره می کنیم و البته بعضی از آنها مختص PPC است:

۱- از طریق تنظیمات مختلف دستگاه میزان مصرف باطری خود را در حد نیاز تنظیم کنید: نور پس زمینه مانیتور ، مدت زمان لازم برای خاموش شدن LCD در اثر عدم استفاده (حالت Stand by) و بلندی صدای زنگهای مختلف از مهمترین آنها هستند.

۲- وقتی باطری را شارژ می کنید اجازه دهید این شارژ تا ۱۰۰% ادامه داشته باشد و چند دقیقه هم پس از شارژ شدن کامل صبر کنید سپس دستگاه را از حالت شارژ خارج کنید. شارژ نا کامل دستگاه ماندگاری شارژ را کم می کند.

۳- حتی الامکان دستگاه را هر چه کمتر روی Cardle قرار دهید. Cardle باطری را شارژ می کند و به تجربه به من ثابت شده این شارژ دوام خوبی ندارد و از طرفی چون معمولا این شارژ مقطعی است مشکل قسمت قبلی نیز پیش می آید.

۴- برای شارژ کردن دستگاه معمولا درصد زیر ۹ پیشنهاد می شود (در دستگاههای موبایل زمانی که دستگاه Alarm می دهد) ولی من وقتی اجازه می دهم باطری اصلی کاملا خالی شود شارژ دستگاهم عمر بیشتری دارد. اگر هم نمی توانید همیشه این کار را بکنید حداقل ماهی یک بار این عمل را انجام دهید.

۵- دستگاههای جانبی مثل BlueTooth را در صورتی که مورد استفاده نیستند خاموش کنید چون ماندگاری شارژ را به شکل قابل توجهی کاهش می دهند.

۶- در صورتیکه حس می کنید در برنامه روزانه شما زمان لازم برای شارژ باطری در صورت تمام شدن شارژ وجود نخواهد داشت پیش بینی های لازم را انجام دهید و زیاد با دستگاه کارهای غیر ضروری انجام ندهید.

۷- اگر زیاد در رفت و آمد هستید داشتن یک شارژر مخصوص خودرو ضروری به نظر می رسد.

۸- همیشه برای شارژ کردن از شارژر اصلی خود دستگاه استفاده کنید و در مکانهایی که جریان برق  نوسان دارد احتیاط کنید.

۹- اگر میزان استفاده شما از دستگاهتان زیاد است بهتر است باطری های با توانایی ذخیره بیشتر را برای دستگاهتان استفاده کنید که در برخی مدلها به همراه دستگاه ارائه می شوند و در برخی دیگر باید از بازار خریداری کنید.چگونه واکنش شیمیایی در باتری انجام می شود ؟

انواع باتریهای مورد استفاده در گوشی های موبایل :

۱- نیکل – متال هیدرات ( در مدلهای قدیمی)

۲- نیکل – کادمیوم

۳- لیتیوم – یون ( امروزه در اکثر گوشی ها مورد استفاده قرار می گیرد) که می توان گفت در شرایط یکسان ، باتری های لیتیوم – یون تقریبا دو برابر باتریهای نیکل – کادمیوم و سه برابر باتری های نیکل – متال هیدرات طول عمر و ظرفیت دارند و به همین دلیل هم است که دیگر کمتر گوشی امروزه از
باتریهائی غیر از لیتیوم – یون استفاده می کنند.

یک باتری لیتیوم – یون اگر درست استفاده بشود بنا به نوع ساخت و کیفیت خود باتری میتواند بین ۳۰۰ الی ۱۰۰۰ بار شارژ مجدد بشود بدون آنکه آسیبی به آن برسد و اگر بنا را بر هر دو روز یک بار شارژ شدن بگذاریم متوجه می شویم که میتوانیم حداقل ۲ سال و حتی تا ۴ سال از یک باتری مانند روز اول استفاده بکنیم. اما معمولا به دلیل استفاده نادرست از باتری این مدت زمانی مفید عملا کمتر است . اما می توانید با رعایت نکاتی که در بالا گفته شد و نکات زیر به حداکثر طول عمر مفید باتری گوشیتان برسید

۱- پس از خرید گوشی ، در اولین شارژ باتری آن را بین ۱۲ الی ۱۸ ساعت به شارژر وصل کنید تا تمام یونهای آن فعال بشود.