همه چیز در مورد باتری ها – تاریخچه ، اساس کار باتری و ظرفیت آن

0
40
همه چیز در مورد باتری ها - تاریخچه ، اساس کار باتری و ظرفیت آن
همه چیز در مورد باتری ها - تاریخچه ، اساس کار باتری و ظرفیت آن

یکی از کارایی که اکثرمون در نوجوانی انجام دادیم این بوده که باتری ها رو پس از اتمام شارژشون باز میکردیم تا داخلشون رو ببینیم . امروز میخوایم یکم به کنجکاوی های  اون دوران که شاید تا الان هم پابرجا بوده بپردازیم و تاریخچه ای از باتری ها رو عنوان کنیم تا بتونیم به سوالات بسیاری از افراد در خصوص باتری ها پاسخ بدیم .

باتری چیست و چگونه کار میکند؟

باتری ها کلکسیونی از یک یا تعدادی سلول شیمیایی هستند که در اثر واکنش شیمیایی تولید جریانی از الکترون ها در مدار میکنن. همه باتری ها از سه جزء اساسی اند (قطب منفی) کاتد (قطب مثبت) و الکترولیت تشکیل شده اند.

نمونه ای از باتری های قدیمی
نمونه ای از باتری های قدیمی

وقتی اند و کاتد باتری به مدار متصل میشه یه واکنش شیمیایی اتفاق می افته و زمانی هم که مواد داخل اند و یا کاتد مصرف میشه، باتری دیگه قادر به انجام واکنش شیمیایی نسیت ، باتری نمیتونه الکتریسیته تولید کنه و اصطلاحا باتری تموم شده. عمده باتری های قدیمی یک بار مصرف بودند و در قرن ۲۱ در باتری ها به علت مصارف زیاد ، قابلیت شارژ مجدد هم قرار گرفته است.

نمونه ای از باتری های قدیمی
نمونه ای از باتری های قدیمی

باتری ها طوری توی زندگی ما نفوذ کردند که تصور زندگی بدون اونها بسیار مشکله برای نمونه اگه باتری نبود شما برای روشن کردن اتومبیلتون هر روز باید اون رو هل میدادید و یا دسته پلی استیشن با ایکس باکس شما به طور مداوم باید در پریز برق محصور بود.

نمونه باتری قابل استفاده در ماشین
نمونه باتری قابل استفاده در ماشین

به هر حال باتری ها بهترین راه برای ذخیره انرژی هستند و در زندگی روزمره ما جایگاهی اساسی دارند. اختراع باتری های مدرن امروزی رو معمولا به آقای الکساندرو ولتا نسبت میدن که به صورت کاملا اتفاقی به هنگام تشریح یه قورباغه به وجود اومد.

تاریخچه پیدایش باتری :

از لحاظ تاریخی کلمه باتری به معنی تعدادی شی مشابه که کنار هم جمع شدند تا عمل خاصی رو انجام بدند هست. در سال ۱۷۴۹ بنجامین فرانکلین برای اولین بار از این واژه برای تعدادی خازن که برای انجام آزمایش الکتریسیته به هم متصلشان کرده بود استفاده کرد. بعدها این واژه جهت اطلاق به سلول های الکتروشیمیایی که برای تامین برق به هم متصل شده بودند استفاده شد.

همچنین بخوانید :  چگونه آکاسیو و فوم را براحتی و به شکل تمیز برش دهیم ؟

اختراع باتری:

در یه روز شوم در سال ۱۷۸۰ میلادی فیزیکدان و فیلسوف ایتالیایی اقای لوگی گالوانی در حالی که داشت یه قورباغه بیچاره رو تشریح میکرد یه میله اهنی رو به پای اون قورباغه زد و پای قورباغه به طور ناگهانی منقبض شد. اقای گالوانی فکر میکرد که اون انرژی از پای خود قورباغه خارج شده اما همکارش اقای الکساندرو ولتا جور دیگه ای فکر میکرد.

ولتا یه سری ازمایش دیگه انجام داد و به نتایج مشابهی رسید. ولتا یافته های خودش رو در سال ۱۷۹۱ و بعد از ساخت اولین باتری که ولتا پایل نام داشت منتشر کرد. باتری اقای ولتا دو اشکال اساسی داشت یکی عمر کوتاه و دیگری خارج شدن الکترولیت از دستگاه اختراعی اون بود . به هر حال این قضیه توسط اقای کراکشانک اهل اسکاتلند فیصله پیدا کرد و مشکل حل شد.

اولین باتری با قابلیت شارژ مجدد:

در سال ۱۸۵۹ مخترع فرانسوی اقای گاستون پلنته تونست با معکوس کردن جریان الکتریکی داخل باتری و ایجاد یه سری واکنش شیمیایی باتری را به حالت اولش برگردونه.

باتری با قابلیت شارژ مجدد
باتری با قابلیت شارژ مجدد

بعدها و در سال ۱۸۸۱ اقای الفاسونه تونست با ارتقا طراحی اقای پلنته باتری های قابل شارژ با روند ساخت آسون تری رو پیشنهاد بده و اون چیزی نبود جز باتری های اسیدی که حتی امروزه هم به طور گسترده در اتومبیل ها مورد استفاده قرار میگیره.

سلول های خشک :

تا اواخر سال ۱۸۹۹ المترولیت مصرفی در باتری ها به صورت مایع بود، که این موضوع علاوه بر سخت کردن حمل و نقل اون باعث میشد که وقتی به مدار وصل بشه دیگه نشه اون رو از مدار خارج کرد.

ساختمان باتری
ساختمان باتری

در سال ۱۸۶۶ دوست عزیزمون جورج لاکانته ، باتری با اندی از جنس زینک و کاتدی از جنس منکنز دی اکساید تولید کرد و برای الکترولیت هم از آمونیوم کلراید استفاده کرد، در اون زمان الکترولیت هنوز مایع بود ولی قدمی بزرگ به سوی تبدیل به ماده خشک برداشته شده بود.

نمونه باتری های امروزی
نمونه باتری های امروزی

اقای کارل کاسنر اولین باتری خشک رو در سال ۱۸۸۶ در کشور آلمان تولید کرد. تا اینکه شرکت کارباید یونیون تونست با جابه جایی الکترولیت آمونیوم کلراید با الکالین باتری هایی با وزن کمتر و بازدهی و عمر بیشتر تولید کنه.

همچنین بخوانید :  آموزش تعویض رم لپ تاپ با استفاده از یک پیچ گوشتی ساده

 باتری ها در قرن بیستم :

تحقیقات شرکت های معروف و معتبر در سال های ۱۹۶۰ بالاخره جواب داد و اولین باتری نیکل هیبرید ساخته شد.این نوع باتری ها به طور گسترده تجاری سازی شد و با قیمت های نازل به دست مشتریان رسید تا اینکه شکرت اساهی ژاپن موفق به تولید اولین باتری لیتویم-یون در سال ۱۹۸۵ شد و شرکت سونی اون رو تجاری سازی کرد تا اینکه دوباره علم پیشرفت کرد و باتری هایی با نام لیتیوم پلیمر ساخته شد.

تشریح عملکرد باتری ها :

باتری های عمومی نیاز به یک سری واکنش شیمیای برای عملیاتی شدن دارند که دست کم یکی از اونها واکنش بین اند  و تعداد یک واکنش شیمیای یا بیشتر بین کاتد اتفاق می افتد. در همه حالت ها اند الکترون هایی تولید میکنه که به این عملکرد اکسیداسیون و به واکنشی که در آن کاتد تعدادی الکترون مصرف میکنه  عمل ریداکشن گویند.

تشریح عملکرد باتری
تشریح عملکرد باتری

ظرفیت باتری ها :

گنجایش یک باتری با مقدار الکتریسیته ای که در یک ولتاژ مشخص قابل دریافت است سنجیده میشه. واحد سنجش ظرفیت بیشتر باتری ها امپر بر ساعت و یا میلی امپر بر ساعت هست. بیشتر گراف های دشارژ باتری ها این واقعیت رو بیان میکنه که ولتاژ باتری ها همون ظرفیت باتری ها هستند. برای اینکه بتونیم تشخیص بدیم باتری مورد نظر ما ظرفیت کافی برای مداری خاص رو داره باید پایین ترین میزان ولتاژی که مدار در اون شروع به کار میکنه رو بر حسب امپر بدست بیاریم.

 سری کردن باتری ها جهت افزایش ظرفیت :

اگه برای شما هم پیش اومده که نیاز به باتری با ظرفیت بالایی داشته باشید ولی به همچین باتری دسترسی ندارید باید مانند تصویر زیر باتری های رو با هم سری کنید.

سری کردن باتری ها
سری کردن باتری ها

توجه داشته باشید که موازی کردن باتری ها همانند تصویر دوم هیچ اثری در افزایش ولتاژ نخواهد داشت.

موازی کردن باتری ها
موازی کردن باتری ها
کانال تلگرام دست ابزار

ارسال یک دیدگاه