در این مقاله قصد داریم به وسیله ای بپردازیم که باعث تحولی شگرف و پیشرفتی بزرگ در زندگی بشر امروزی بوده، یعنی باتری. انسان از دیرباز به دنبال فهمیدن و پیرو آن پیشرفت بوده و به مرور متوجه شد برای پیشرفت و رشد بیشتر، نیازمند نیرو و انرژی‌های متفاوتی است که خود به تنهایی توانایی تولید یا ایجاد آن‌ها را ندارد؛ پس متوجه شد که باید از جهان پیرامون خود، عناصر، نیروها و انرژی‌های پیدا و پنهان آن کمک بگیرد. یکی از این نیروها، نیروی حرکت الکترون‌ها یعنی الکتریسیته بود که طی فعل و انفعالات و اقدامات مختلف، انسان آن را به کار گرفت و توانست با ابزار ساده و راه‌های جدید از آن استفاده کند که نتیجه آن چیزی نبود جز باتری.
باتری در لغت
در معنای لغوی و در اصطلاح تاریخی ((باتری)) توصیف کننده مجموعه‌ای از اشیا یا اجسام مشابه هم بود که برای انجام کار مشخصی در کنار یکدیگر قرار گرفته بودند
ماهیت باتری
به یک مجموعه از یک یا چند سلول که به وسیله واکنش‌های شیمیایی، در درون مدار جریان الکترون‌ها را اینجا می‌کند باتری می‌گویند. تمامی باتری‌ها از ۳ بخش اصلی تشکیل شده‌اند یعنی: یک بخش منفی که آنود نام دارد، یک بخش مثبت که کاتد نام دارد و یک نوع الکترولیت که ماده‌ای شیمیایی برای انجام واکنش با دو قسمت منفی و مثبت می‌باشد.
حال پرسش اینجاست چگونه این وسیله با ساختمانی ساده و بخش‌های محدود توانایی تولید انرژی دارد؟
پاسخ اینجاست، هنگامی که بخش مثبت و منفی یک باتری به مدار متصل هستند، بین بخش منفی و الکترولیت واکنش شیمیایی رخ میدهد که باعث جریان الکترون‌ها درون مدار و بازگشت آن‌ها به بخش مثبت میشود و در این زمان است که در بخش مثبت نیز واکنش دیگری رخ میدهد. این ماجرا به صورت یک چرخه ادامه پیدا می‌کند تا زمانی که مواد موجود در بخش‌های مثبت و منفی مصرف شده و اتمام یابند که در نتیجه باتری دیگر قادر به تولید انرژی الکتریسیته نخواهد بود. در این حالت باتری مدنظر دیگر قابل استفاده نیست و اصطلاحاً گفته میشود باتری مرده است، اما در این بخش است که در خانواده باتری‌ها شکافی ایجاد میشود و دسته‌ای در بخش باتری‌های اولیه قرار گرفته و دسته دیگر در بخش باتری ثانویه.
باتری‌هایی که بعد از استفاده دور انداخته می‌شوند و راه بازگشتی برایشان نیست را باتری اولیه و باتری‌هایی که بعد از مصرف توانایی شارژ شدن دوباره را دارند باتری ثانویه می‌گویند که همه ما بصورت روزمره با تعداد بسیاری از آن‌ها در لوازم مصرفی روزانه مانند: گوشی موبایل، هدفون یا هدست، هندزفری بسیم، ساعت‌های هوشمند، لپ تاپ، ماشین‌های شارژی ، اسباب بازی‌های شارژی و … برخورد داریم.
تاریخچه اختراع باتری
اختراع باتری به سال ۱۷۸۰ میلادی بازمی‌گردد، روزی لوییجی گالوانی، فیزیکدان، پزشک و زیست شناس ایتالیایی در حال تشریح قورباغه‌ای آویزان از قلاب برنجی بود که به محض لمس پای قورباغه با چاقوی آهنی پای قورباغه جمع شد، گالوانی گمان برد که این جمع شدن بخاطر انرژی موجود در خود پا بوده اما همکارش آلساندرو ولتا نظر دیگری داشت و شروع به بررسی نمود، اینگونه بود که ولتا با آزمایش‌های متعدد و جایگزینی قورباغه با لباس خیس در آب نمک و آزمایش‌های دیگر سرانجام در سال ۱۷۹۱ یافته‌های خود را منتشر کرد و در سال ۱۸۰۰ اولین باتری را با عنوان پیل ولتایی ساخت. پس از طی سالیان و به دست دانشمندان و محققان مختلف تغییرات بسیار و ایده‌های فراوان اجرا شد تا ما با نمونه امروزی باتری‌ها سر و کار داشته باشیم.
در حال حاضر انواع مختلف باتری در جهان وجود دارد که هرکدام مطابق ساختمان و ویژگی‌هایشان در بخش‌های مخلتلفی بکار گرفته می‌شوند.
انواع باتری
همانگونه که در بالا ذکر کردیم باتری‌ها به دو دسته کلی شارژ نشدنی (اولیه) و شارژ شدنی (ثانویه) تقسیم می‌شوند اما هرکدام از این دسته‌ها نیز اعضای مختلفی دارند.
باتری‌های اولیه شامل موارد زیر می‌شوند:
- باتری روی-کربن
- باتری آلکالاین
- باتری لیتیومی
- باتری نقره اکسید
- باتری روی-هوا
باتری‌های ثانویه شامل موارد زیر می‌شوند:
- باتری سرب اسید
- باتری لیتیوم-یون
- باتری نیکل-هیدرید فلز
- باتری نیکل-کادمیوم
هر کدام از این باتری‌ها در زمینه مناسب استفاده می‌شوند تا بیشترین بازده را برای فعالیت مدنظر داشته باشند. ما در این مقاله سعی کردیم تا به باتری، انواع آن، تاریخچه اختراع و… نگاهی داشته باشیم که در مقابل عمق و ژرفای این موضوع بسیار مختصر بود، با این حال امیدواریم این نوشته برایتان مفید بوده و لذت برده باشید توضیحات تکمیلی و بیشتر در خصوص انواع باطری را می‌توانید در مقاله انواع باطری ما مطالعه کنید.
143 بازدید
الهه زینالی
