البطاريات الثانوية Secondary Batteries
البطاريات الثانوية Secondary Batteries
البطاريات الثانوية هي مصدر مهم لامداد الاجهزة الالكترونية اللاسلكية بالطاقة وبداخلها خلايا كهروكيميائية يمكن عكس تفاعلاتها الكيميائية بتطبيق جهد معين على البطارية في الاتجاه العكسي وبالتالي يمكن اعادة شحنها واستخدامها مرات عديدة. يُشار أيضًا إليها بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن Rechargable batteries .يتم استخدامها عادةً في التطبيقات التي تستنزف طاقة عالية high drain applications حيث سيكون من المكلف للغاية أو غير العملي استخدام بطارياتتعمل لمرة واحدة فقط .
تُستخدم البطاريات الثانوية ذات السعة الصغيرة لتشغيل الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الهواتف
المحمولة والأدوات والأجهزة الأخرى ، بينما تُستخدم البطاريات الثقيلة في تشغيل السيارات الكهربائية
المتنوعة وغيرها مثل تسوية الحمل في توليد الكهرباء Load-levelling (وهي عملية تخزين للطاقة
الكهربية وقت انخفاض الاحمال). كما أنها تستخدم كمصادر طاقة مستقلة جنبًا إلى جنب مع العاكسون لتزويد الكهرباء.
وعلى الرغم من أن التكلفة الأولية للحصول على البطاريات القابلة لإعادة الشحن دائمًا ما تكون
أعلى بكثير من تكلفة البطاريات الأساسية ولكنها الأكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل.
يوجد بعض الانواع الرئيسية من البطاريات الثانوية وهي :-
1- نيكل كادميوم (Ni-Cd batteries)
2- نيكل ميتال هيدريد (Ni-MH batteries)
3- ليثيوم أيون (Li-ion batteries)
4- بطاريات الليثيوم بوليمر (Li-Po batteries)
5- بطاريات حمض الرصاص (Lead-Acid batteries)
1- بطاريات النيكل - كادميوم (Ni-Cd batteries)
وهي مصنوعة من التركيب الكيميائي للنيكل والكادميوم، وبالمقارنة مع الأنواع الأخرى من
البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، توفر بطاريات Ni-Cd دورة حياة وأداء
جيدين في درجات حرارة منخفضة بسعات جيدة. وهي متوفرة بأحجام مختلفة
بما في ذلك الأحجام المستخدمة للبطاريات القلوية Alkaline batteries ،
وتستخدم خلايا من نوعAAA وحتى النوع D وايضا الأشكال المستطيلة ،
وبطاريات النيكل كادميوم قد تستخدم بشكل فردي أو مجمعة في عبوات
من خليتين أو أكثر. يتم استخدام العبوات الصغيرة في الأجهزة المحمولة
والإلكترونيات والألعاب بينما تجد الأكبر منها تطبيقًا في بطاريات بدء
الطائرات والمركبات الكهربائية وإمدادات الطاقة الاحتياطية power banks
إلا أنها رخيصة جدًا ومعدل التفريغ لها منخفض عند مقارنتها
ببطاريات Ni-MH، الجهد الاسمي لها 1.2 فولت ،
ولكن من عيوبها انها تحتوي على معدن سام وهو الكادميوم
كما ان لها كثافة قدرة قليلة ويجب شحنها باستمرار لتجنب
حدوث بلورات على الواح البطارية ومن تطبيقاتها في
الاستخدام ألعاب RC والهواتف اللاسلكية والأضواء الشمسية .
2- بطاريات النيكل ميتال هيدريد (Ni-MH batteries)
بطاريات النيكل ميتال هيدريد (Ni-MH) هو نوع آخر من التكوين الكيميائي المستخدم للبطاريات القابلة لإعادة الشحن. وهي أفضل بكثير من بطاريات Ni-Cad بسبب تأثيرها البيئي
المنخفض وجهدها الاسمي 1.25 فولت وهو أكبر من بطاريات Ni-Cad
وأقل من البطاريات القلوية وهي بديل جيد بسبب توفرها وتأثيرها البيئي الأقل ،
كثافة القدرة لها 100 واط / كجم.
وتستخدم هذه البطاريات في التطبيقات التي تتطلب استنزاف قدرة
عالية high power drain applications بسبب السعة العالية وكثافة الطاقة
التي تتميز بها . يمكن أن تمتلك بطارية NiMH من مرتين إلى ثلاث مرات
سعة بطارية NiCd من نفس الحجم ، ويمكن أن تقترب كثافة طاقتها من
بطارية الليثيوم ايون كما انها متوفرة ايضا في جميع الاشكال
مثل AAA و AA الخ ولكن من عيوبها ان معدل تفريغها
الذاتي Self-discharge عالى وغالية الثمن
وهي تستخدم في جميع التطبيقات المشابهة للبطاريات القلوية و Ni-Cad.
3- بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion batteries)
بطاريات الليثيوم ايون Li-ion هي واحدة من أكثر أنواع البطاريات القابلة
لإعادة الشحن شيوعًا، وهي مصنوعة من معدن الليثيوم ونظرًا لأنها صغيرة الحجم
يمكن استخدامها في معظم التطبيقات المحمولة التي تحتاج إلى مواصفات
طاقة عالية. هذه هي أفضل البطاريات القابلة لإعادة الشحن المتاحة. و لها جهد
اسمي 3.7 فولت ولها نطاقات مختلفة من سعة الطاقة (بدءًا من مئات
ال mAh إلى الاف ال mAh)، حتى تصنيف C يتراوح من 1C إلى 10C
وكثافة ال طاقة لها 126 واط / كجم.
ويمكن العثور عليها في الأجهزة المحمولة المختلفة بما في ذلك الهواتف المحمولة واللابتوب ، كما انها تستخدم ايضا في تطبيقات الفضاء والطيران بسبب وزنها الخفيف كما انها بديل جيد للبطاريات القلوية وتتميز عنها انها قابلة للشحن .
ولكن يعيبها ان التفريغ الذاتي Self-discharge لها مرتفع كما انها
غالية الثمن مقارنة ببطاريات Ni-Cd .
4- بطاريات الليثيوم بوليمر (Li-Po batteries)
وتسمى أيضًا ببطاريات ليثيوم أيون بوليمر وهي قابلة لإعادة الشحن لأنها
تستخدم إلكتروليتات بوليمر / بوليمرات عالية التوصيل وهي مكلفة
بعض الشيء. لكن البطارية محمية للغاية عند مقارنتها ببطاريات Li-ion.
لديها كثافة قدرة 185 واط / كجم وخفيفة الوزن ورقيقة في الهيكل عند
مقارنتها ببطاريات ليثيوم أيون كما ان كثافة الطاقة والجهد الاسمي
مرتفع نسبيًا مقارنةً ببطاريات Ni-Cad و Ni-MH. لكن يعيبها انها
مكلفة وقد تنفجر إذا تم توصيلها بشكل خاطئ او عند تعرضها للانحناء
او لدرجات حرارة عالية ،
ومن التطبيقات التي يمكن استخدامها في جميع الأجهزة المحمولة
التي تحتاج إلى ميزة القابلية لإعادة الشحن مثل الطائرات بدون طيار ،
والروبوتات ، وألعاب RC وما إلى ذلك.5- بطاريات حمض الرصاص (Lead-Acid batteries)
وهذا النوع سيتم استكماله في المواضيع القادمة
وفي المواضيع التالية باقي الانواع ان شاء الله
سبحانك اللهم وبحمدك اشهد الا اله الا انت استغفرك واتوب اليك
الحمد لله
ردحذف