باتری چیست و از چه اجزایی تشکیل شده است؟

باتری ها مولد هایی هستند که انرژی شیمیایی را تبدیل به انرژی الکتریکی میکنند .

باتری ها معمولا از کنار هم قرار دادن حداقل دو صفحه فلزی ( یا آلیاژیی) متفاوت در داخل یک محلول شیمیایی بوجود میایند. یکی از این دو صفحه دارای خاصیت الکترون دهی بیشتر(مثبت یا آند) و دیگری دارای خاصیت الکترون گیری بیشتر(منفی یا کاتد ) میباشد . محلول شیمیایی که باعث ایجاد ارتباط بین این دو صفحه میگردد ، الکترولیت نامیده میشود.

دسته بندی باتری ها

باتریها را به روشهای مختلف دسته بندی میکنند در ادامه مهمترین روشهای دسته بندی آمده است.

از نظر حالت الکترولیت :

باتری خشک(dry) الکترولیت این نوع باتری ها جامد میباشند مانند باتریهای قلمی،

باتری تر(wet) دارای الکترولیت مایع میباشند مثل باتریهای مورد استفاده در خودرو ها

توجه : امروزه نوعی باتری ها به بازار ارائه شده که الکترولیت آن نه کاملا جامد مانند باتری قلمی و نه مایع مانند باتریهای متداول خودروها ، الکترولیت این باتری ها مانند ژل میباشند به این باتری ها ، باتری های با مراقبت کم (free-maintenance) یا (low-maintenance) نامیده میشوند . البته شاید بتوان آنها را در دسته باتری های خشک قرار داد

از نظر جنس الکترولیت و صفحات :

باتری  سربی- اسیدی(lead acid (،  باتری نیکل- کادمیوم(Nickel-cadmium)، باتری هوا- روی(zinc-air) ، باتر آلکالاین (alkaline)….

معمولا باتریهای خودرو ها از نوع باتری های سربی- اسیدی میباشند و دلایلش این است که اولا هزینه ساخت آن کمتر از انواع دیگر است و ثانیا محدوده دمایی مناسب برای بهترین کارایی آن نسبت به سایر باتریها گسترده تر است ، امپر و ولتاژ ان نیز در ان محدوده دمایی مناسب میباشد. از این پس منظو ما از عبارت باتری همان باتری سربی اسیدی میباشد.

جدول زیر میزان تولید ولتاژ انواع باتری ها در هر خانه باتری را نشان میدهد

نوع باتری	سربی- اسیدی	نیکل- کارمیم	نیکل- آهن	سریم- گوگرد
ولتاژ هر خانه باتری	۲v	۱.۲v	۱.۲v	۲v

 

همانطور که ملاحظه میگردد باتریهای سربی اسیدی و باتریهای سدیم گوگرد بیشترین میزان تولید ولتاژ را در هرخانه باتری را دارا میباشند اما تولید باتریهای سربی اسیدی ارزان تر از باتری های سدیم گوگرد میباشند (سرب نسبت به سایر فلزات ارزان تر است )بنابرین این نوع باتری در خودرو ها متداول میباشد.

چرا خودرو ها به باتری نیازمندند؟

تامین برق مورد نیاز در زمانی که موتور خاموش است – تامین برق لازم جهت استارتر – کمک به سیستم شارژ در زمانی که تعداد مصرف کننده ها بالا میرود ( و آمپر مصرفی زیاد میشود)

باتری های سربی اسیدی

همانطور که گفته شد متداول ترین نوع باتری برای خودروها ، باتری  سربی اسیدی میباشد. صفحه مثبت از جنس دی اکسید سرب ( به آن پر اکسید سرب نیز میگویند) (PbO2) و صفحه منفی از جنس سرب (Pb) میباشد . الکترولیت آن اسید سولفوریک رقیق شده با آب (H2SO4+H2O) میباشد.

عملکرد باتریهای سربی اسیدی

تصاویر زیر بطور خلاصه عملکرد باتری را در زمانهای مختلف نشان میدهد

تجزیه  :

O2   از PbO2 جدا میشود

H2    از  H2SO4  جدا میگردد

ترکیب :

O2  با ۲H2  ترکیب میشود و در نهایت ۲H2O  میدهد .

Pb  صفحه مثبت با SO4  ترکیب شده و PbSO4 میدهد.

Pb  صفحه منفی با SO4  ترکیب شده و PbSO4 میدهد

صفحه مثبت و منفی هر دو  تبدیل به PbSO4  میشود.

الکترولیت تبدیل به  H2O  (آب) میشود.

تجزیه :

PbSO4  صفحه مثبت و منفی به Pb با دو بار مثبت و SO4 با دو بار منفی تجزیه  میشود .

H2O به ۲H با بار مثبت و O با دو بار منفی .

ترکیب :

Pb  صفحه مثبت با  دو تا O ترکیب شده و PbO2  میدهد.

SO4  صفحات مثبت و منفی با ۲H ترکیب شده و H2SO4 میدهد

و در نهایت دوباره همان حالت اولیه پس از شارژ شده باتری بوجود میاید

اجزای یک باطری

این اجزا عبارتند از :

پوسته…………………………. Battery case

درپوش باتری………………..Battery cover…

در خانه باتری…………………………Vent cap

قطب های باتری……………… Terminal post

خانه باتری………………………….Battery cell

صفحه های مثبت……………… Positive plate

صفحه های منفی …………… Negative plate

صفحه های عایق ………………….. Separator

الکترولیت…………………………… Electrolyte

شانه نگهدارنده صفحات……………… Plate connector

پلاک باتری…………………… Battery information label

نشاندهنده شارژ باتری…………………Gravity indicator

نشاندهنده سطح الکترولیت…………….charging leveler

بعضی از این اجزا د.ر تمامی باتربها استفاده نمیشوند . مثلا نشان دهنده شارژ بودن باتری و نشان دهنده سطح الکترولیت.