فناوری باتری برای روشنایی اضطراری

اجماع گسترده این است که الکتریسیته، که از اواسط قرن نوزدهم مورد استفاده قرار گرفته است، علیرغم یافتن بسیار زودتر، یکی از بزرگترین اکتشافاتی است که تأثیر مثبت قابل توجهی بر جمعیت جهان داشته است.

باتری‌ها از این نظر رایج هستند که در همه جا مورد استفاده قرار می‌گیرند و انرژی طیف وسیعی از دستگاه‌ها، از دستگاه‌های کوچک مانند رایانه‌ها و تلفن‌های همراه گرفته تا باتری‌های بزرگ‌تر مانند وسایل نقلیه و ون را تامین می‌کنند.

در حالی که همه به یک وسیله شیمیایی با دو یا چند سلول به عنوان "باتری" اشاره می کنند، اصطلاح صحیح در واقع "سلول" است، زیرا کلمه "باتری" دارای مفاهیم نظامی است و به سلاح هایی که با هم کار می کنند اشاره دارد. این دستگاه شیمیایی قابلیت ذخیره انرژی شیمیایی را دارد که به جریان مستقیم تبدیل می شود. تنوع باتری‌های موجود در بازار امروز تقریباً نامحدود است، از باتری‌های اولیه کوچک که در ساعت‌ها استفاده می‌شوند تا باتری‌های ثانویه عظیم با ظرفیت مگاوات که به عنوان ذخیره‌سازی انرژی برای تامین انرژی شهرها و شهرها در مواقع ضروری استفاده می‌شوند.

اساساً دو نوع مختلف باتری وجود دارد، و اینها را می توان به عنوان باتری های اولیه دسته بندی کرد، به این معنی که قابل شارژ نیست و از نوع "استفاده کن و آن را جمع کن" (اما چرخه مجدد، البته) در نظر گرفته می شود. محصول یا باتری ثانویه است، به این معنی که قابل شارژ است و در دو حوزه عملیاتی قرار می گیرد. از این نوع باتری ها برای تجهیزات الکتریکی مانند ساعت، ساعت و اسباب بازی های کودکان استفاده می شود. اول اینکه باتری هایی وجود دارند که می توان از آنها برای شارژ و تخلیه دستگاه هایی مانند تلفن های همراه یا لپ تاپ ها استفاده کرد، یا دوم اینکه باتری هایی وجود دارند که می توانند شارژ شوند و در صورت نیاز برق را تامین کنند، مانند ماشین های برقی. با این نوع دوم که برای روشنایی اضطراری استفاده می شود، باتری به طور مداوم شارژ می شود و در صورت از کار افتادن سیستم برق اصلی ساختمان با تخلیه مقدار لازم انرژی، آماده تامین برق است.

برای باتری‌های اولیه، اغلب از انواع مواد شیمیایی با قلیایی، روی/کربن و اخیراً لیتیوم استفاده می‌شود. این مواد شیمیایی به عنوان "سلول های خشک" شناخته می شوند زیرا به الکترولیت خمیر مرطوب برای عبور جریان نیاز ندارند. هنگامی که فناوری سلول های اسید سرب برای اولین بار برای باتری های ثانویه توسعه یافت، تمام باتری های دیگر از نوع اولیه بودند. باتری‌های اسید سرب که با نام باتری‌های SLI (راه‌اندازی/چراغ/اشتعال) نیز شناخته می‌شوند، به عنوان سلول‌های مرطوب شناخته می‌شوند زیرا حاوی الکترولیت مایع هستند. آنها در اندازه های مختلفی هستند، از کوچکترین 1Ah تا 12،000Ah. این فناوری برای ذخیره انرژی به صورت مرکزی در ساختمان‌ها با ولتاژهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و انرژی لازم برای اجرای سیستم‌های باتری مرکزی را در صورت لزوم برای چراغ‌های اضطراری تامین می‌کند.

با پیشرفت فناوری باتری، باتری‌های نیکل-کادمیم و به دنبال آن باتری‌های هیدرید فلز نیکل و حتی اخیراً باتری‌های لیتیوم یون معرفی شدند که اکنون به عنوان استاندارد جایگزین شده‌اند. ولتاژی که سلول‌های باتری معمولاً تولید می‌کنند از ولتاژ بسیار پایین تا حدود 3 تا 4 ولت متغیر است، با نصب سلول‌های اضافی ولتاژهای بزرگ‌تر و منبع جریان بیشتر. سلول های جمعی تولید شده توسط سلول هایی که در یک مدار موازی قرار می گیرند جریان بیشتری را ارائه می دهند، در حالی که سلول های جمعی تولید شده توسط سلول های واقع در مدار سری ولتاژ بیشتری تولید می کنند و راه حلی برای جریان بالاتر و ولتاژ افزایش یافته ارائه می دهند.

NI-Cd (Ni-Cad)=NICKEL CADMIUM این یکی از اولین فناوری‌های باتری است و از مزایای این نوع باتری می‌توان به قابلیت اطمینان عالی، توانایی مقاومت در برابر دشارژ بالا در دماهای مختلف و طولانی‌تر شدن آن اشاره کرد. عمر مفید و عملیاتی این باتری ها با استفاده از کاتد اکسید نیکل (NiOOH) و آند فلز کادمیوم (Cd) ولتاژی حدود 1.2 ولت تولید می کنند. عیب اصلی تخلیه جزئی و به دنبال آن شارژ این است که باتری "حافظه" خود را از دست می دهد و حداکثر قابلیت شارژ آن را در طول زمان کاهش می دهد. علاوه بر این، آنها می توانند در اثر شارژ بیش از حد آسیب ببینند. مزیت این باتری‌های Ni-Cd این است که می‌توانند شارژ و دشارژ با سرعت بالا را انجام دهند و همچنین در محدوده دمایی وسیعی کار کنند.

Ni-MH یا هیدرید فلز نیکل، یک فناوری نسبتاً جدید است که از اکسید نیکل (NiOOH) و یک آلیاژ فلزی استفاده می کند. در طول فرآیند شارژ، هیدروژن برای تولید هیدرید فلزی ذخیره می‌شود که سپس در حین تخلیه آزاد می‌شود. این فناوری دارای طول عمر 3000 چرخه است. با این وجود، تنها حدود 60 درصد ظرفیت یک سلول لیتیوم یونی با همان اندازه را دارد. یک سلول هیدرید فلز نیکل می تواند دو تا سه برابر ظرفیت یک باتری نیکل کادمیومی با اندازه معادل داشته باشد. برخلاف برخی از فن‌آوری‌های قدیمی‌تر باتری، گفته می‌شود که آنها از نظر زیست‌محیطی بی‌خطر هستند زیرا حاوی کادمیوم، جیوه یا سرب نیستند.

LI-ION - لیتیوم یون اولین چیزی که باید به آن توجه کرد این است که دو نوع باتری وجود دارد: لیتیوم و یون لیتیوم. اولی یک باتری اصلی برای یک بار استفاده است، در حالی که دومی یک باتری ثانویه است که می تواند دوباره شارژ شود. در سال‌های اخیر، به لطف ظهور فناوری لیتیوم-یون در دهه 1970، صنعت شاهد انقلابی بوده است، که اکنون در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها، از تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ گرفته تا انواع حمل‌ونقل استفاده می‌شود. کاتد که ظرفیت باتری لیتیوم یونی را مشخص می کند، آند که جریان را قادر می سازد جریان یابد، الکترولیت که از نمک ها، حلال ها و مواد افزودنی تشکیل شده است و در نهایت جداکننده که به عنوان مانعی برای حفظ تماس ها عمل می کند. جدا از هم. در طول فرآیند تخلیه، یون‌های لیتیوم از منفی به مثبت جریان می‌یابند و در حین شارژ شدن باتری دوباره برمی‌گردند. طول عمر آن 500-1،000 چرخه است زیرا کار در شرایط با دمای بیشتر ممکن است باعث ناپایدار شدن عملکرد شود.