دریل چکشی شارژی ماکیتا مدل DHP451RFJ

ا توجه به فراگیر شدن ابزارهای شارژی و کاربرد روز افزون آنها ، داشتن اطلاعات کافی برای استفاده از این محصولات و متعلقات مرتبط با آنها به امری ضروری تبدیل شده است . ما در این مقاله تلاش می کنیم اطلاعات بیشتری در مورد ساختار ، ویژگی ها و بهترین شیوه استفاده از باتری های شارژی در اختیار شما قرار دهیم .

تا سال 1960 میلادی فقط یک نوع باطری قابل اعتماد وجود داشت که از نوع سرب - اسید بود. به دلیل سنگین بودن سرب این باطری وزن زیادی داشت و بدلیل مایع بودن الکترولیت آن ، باید به روش خاصی انبارش می باشد . باتری های نیکل - کادمیوم حدود 100 سال پیش اختراع شدند از دهه 60 میلادی استفاده از آنها افزایش یافت اما تا سال 1980 طول کشید تا این باتری ها به آن عملکرد رسیدند تا در ابزارهای برقی قابل استفاده باشند . به دلیل اینکه در باتری های نیکل - کادمیوم از موادی استفاده می شود که برای محیط زیست مضر هستند باتری های نیکل - متال - هایدرید که ضرر کمتری به محیط زیست وارد می کنند تولید شدند و مورد استفاده قرار گرفتند . پس از سال 2000 بود که باتری های لیتیوم آیون به بازار آمدند و تحول عظیمی در بازار ابزارهای شارژی ایجاد کردند . قبل از اینکه بحث در رابطه با باطری را شروع کنیم بهتر است ابتدا توضیحی در مورد ساختار یک سلول باطری و سپس ولتاژ و ظرفیت آن بدهیم .

یک سلول باتری از قسمت های مختلفی تشکیل شده است . که در شکل آنها را مشاهده می کنید . مهمترین قسمت های آن عبارتند از : بدنه که یک استوانه فلزی است که الکترودها ، جدا کننده و الکترولیت درون آن قرار دارند و البته نقش قطب منفی را هم دارد .

الکترودها : الکترودها همراه با جداکننده به صورت یک رول هستند.

جدا کننده : یک نوار ایزوله کننده میان الکترودهاست .

الکترولیت : واسطه ای است که واکنش الکتروشیمیایی میان الکترود ها را امکان پذیر می سازد .

قطب ها : قطب ها ارتباط الکترود را با خارج از باتری برقرار می سازند . در درون سلول الکترود منفی به بدنه سلول متصل است که قطب منفی را می سازد و اکترود مثبت به درب سلول که بالای آن است متصل است که قطب مثبت را می سازد .

ولتاژ : واحد اندازه گیری پتانسیل الکتریکی است . هرچه ولتاژ یک باتری بیشتر باشد سلول های بیشتری نیاز دارد و هرچه سلول های باتری بیشتر باشد اندازه و وزن آن بیشتر خواهد بود .

آمپر ساعت : واحد اندازه گیری ظرفیت باتری است . ظرفیت یک باتری نشان دهنده توانایی ذخیره سازی آن است . در صورتی که ظرفیت باتری یک آمپر ساعت باشد می تواند جریانی برابر یک آمپر را در مدت یک ساعت ارائه نماید . هرچه ولتاژ باتری بیشتر باشد ابزار دارای قدرت بیشتری خواهد بود و هرچه آمپر ساعت آن بالاتر باشد مدت زمان شارژ بودن باتری بیشتر خواهد بود .

در بیشتر موارد ظرفیت باتری ارتباط مستقیم با اندازه آن دارد . اما گاهی اوقات ممکن است چیز دیگری اتفاق بیافتد ؛ باتری های قابل شارژ با ظرفیت متفاوت اندازه یکسانی دارند . علت این موضوع با یک مثال ساده قابل توضیح است :

اگر به خاطر داشته باشید نوارهای ضبط صوت قدیمی با اینکه اندازه یکسانی داشتند اما قابلیت ذخیره سازی صدا در آنها از 45 تا 120 دقیقه متغیر بود . تفاوت آنها در میزان نوار داخل قاب بود . در مورد سلول باتری ها هم همین وضعیت برقرار است . هرچه الکترود باتری نازک تر باشد میزان بیشتری از آن داخل سلول جا می گیرد و باتری ظرفیت بیشتری خواهد داشت . معمولا الکترود های نازک تر فرآیند تولید پیچیده تری دارند و هزینه تولید آنها بالاتر است و در نتیجه ظرفیت بالاتر باتری برابر است با قیمت بالاتر آن .

در ادامه برخی ویژگی های سه نوع باتری نیکل - کادمیوم ، نیکل - متال - هایدرید و لیتیوم آیون را مقایسه می کنیم .

ولتاژ هر سلول

ولتاژ هر سلول این باتری ها عبارتند از 1/2 ولت برای باتری های نیکل کادمیوم و نیکل متال هایدرید و 3/6 ولت برای باتری های لیتیوم آیون . بنابراین برای اینکه یک باتری لیتیوم آیون به ولتاژی برابر یک باتری نیکل کادمیوم یا نیکل متال هایدرید برسد به سلول های کمتری نیاز دارد و در نتیجه با ولتاژ برابر وزن کمتر و اندازه کوچکتری خواهد داشت .

تخلیه شارژ

باتری های قابل شارژ در صورتی که بلا استفاده بمانند به صورت خودکار شارژ از دست می دهند . علت آن هم فرایند های الکتروشیمیایی است که درون سلول اتفاق می افتد . اگر چه میزان تخلیه شارژ باتری با تکنولوژی آن ارتباط مستقیم دارد اما بی ارتباط با دما هم نیست . هرچه دمای اطراف بیشتر باشد میزان تخلیه خودکار شارژ نیز بیشتر باشد .

در باتری های نیکل کادمیوم و نیکل متال هایدرید میزان تخلیه شارژ نسبتا بالاست . یک باتری کاملا شارژ شده نیکل کادمیوم در صورتی که دمای محیط برابر دمای اتاق باشد تقریبا 10% از شارژ خود را در روز اول پس از شارژ از دست می دهد این میزان برای باتری نیکل متال هایدرید برابر 15% است . پس از آن باتری نیکل کادمیوم به صورت روزانه 0/5 % از ظرفیت باقیمانده شارژ خود را از دست می دهد که این میزان برای باتری نیکل متال هایدرید برابر 1% می باشد .

در میان تمام انواع باتری ها ، باتری های لیتیوم آیون کمترین میزان تخلیه شارژ را دارند . در دمای اتاق تقریبا 2% شارژ این باتری در طول یک ماه تخلیه می شود . این تخلیه شارژ بسیار پایین برتری بسیار مهمی در مقایسه با سایر باتری هاست چرا که کاربر می تواند بدون نیاز به شارژ مجدد ، یک باتری را که مدت ها بلا استفاده انبارش شده استفاده نماید .

اثر باتری تنبل

این اثر در باتری های نیکل کادمیوم و نیکل متال هایدرید و در قطب مثبت آنها اتفاق می افتد . پس از یک دوره طولانی انبارش ، ظرفیت باتری که همان میزان شارژ آن است کاهش می یابد . این اثر معمولا بسیار ضعیف است و با آموزش مجدد باتری به راحتی قابل بر طرف شدن است . آموزش به معنای شارژ و دشارژ کامل باتری برای چندین بار متوالی است . اثر باتری تنبل زمانی به یک مشکل جدی مبدل می شود که باتری همواره به صورت ناقص شارژ شود . اینکار باعث کاهش ظرفیت باتری و کاهش مدت زمان استفاده از آن می شود .

این اثر در باتری های نو نیز قابل مشاهده است . در فرایند تولید باتری ها آنها را جهت تست ظرفیت یا کیفیت به صورت جزئی شارژ می کنند . باطری ها بسته به نوعشان (دارای پایه نیکل) اغلب برای بار اول کمتر از ظرفیت اسمی خود ظرفیت دارند . ماده فعال درون الکترود ها فقط به کمک چندین بار شارژ و دشارژ فعال می شود .

اثر حافظه ای

این اثر فقط در باتری های نیکل کادمیوم و در قطب منفی آنها اتفاق می افتد و موجب کاهش ظرفیت این باتری ها می شود . در صورتی که باتری به صورت متوالی ناقص دشارژ شود ، بخشی از الکترود غیر قابل استفاده می ماند و فرایندی در سلول اتفاق می افتد که دشارژ شدن کامل باتری هنگام استفاده را مختل می کند بدین ترتیب باتری زودتر دچار کاهش ولتاژ می شود و باید مجددا شارژ شود . در صورتی که اثر خیلی حاد نباشد پس از چندین بار شارژ و دشارژ کامل با یک شارژر مخصوص مشکل رفع می شود . بهترین و اثر بخش ترین محافظت در برابر این اثر نیز انجام کامل فرآیند و دشارژ در این نوع باتری هاست .

پس به خاطر داشته باشید که برای باتری های دارای پایه نیکل باید نکات زیر را رعایت کنید :

• 3تا5 بار آن را به طور کامل شارژ و دشارژ کنید .
• همواره از همه شارژ باتری استفاده کنید .
• از دو باتری استفاده کنید ، یک باتری روی ابزار برقی و باتری دیگر روی شارژر .
• باتری را وقتی که عملکرد یا سرعت دستگاه به طور قابل ملاحظه ای افت می کند ، شارژ کنید .

و اما در مورد باتری های لیتیوم آیون :

• از شارژ اولیه که باتری دارد استفاده کنید و پس از آن باتری را کاملا شارژ کنید .
• نیاز به مراقبت خاصی ندارد . به دلیل وجود ECP وقتی باتری خالی شود به طور اتوماتیک دستگاه را خاموش می کند . 

شرایط استفاده و انبارش باتری ها

در مورد دمای کارکرد باتری به طور خلاصه می توان گفت که واکنش های شیمیایی درون باتری نیاز به بازه دمای خاصی برای عملکرد کامل و بدون نقص دارند . به این بازه دما ، دمای کارکردی باتری می گویند . این بازه دمایی برای باتری های مختلف متفاوت است .

به این نکته توجه کنید که منظور از دمای کارکردی دمای باتری است و نه دمای محیط . پس در صورتی که دمای خود باتری کمتر از حداقل دمای کارکردی آن نباشد می توان از آن استفاده کرد . در صورتی که باتری در دمایی پایین تر از حد اقل دمای کارکردی آن انبارش شده باشد برای استفاده مجدد از آن بایستی با یک منبع گرمایشی که حتی می تواند گرمای بدن شما باشد آنرا گرم کرده و از آن استفاده نمایید .

چند نکته در مورد انبارش باتری ها :

نیکل - کادمیوم : زیاد نسبت به شیوه انبارش حساس نیستند . می توان آنها را برای سال ها در شرایط دشارژ کامل انبار کرد اما برای استفاده مجدد برای اولین بار باید چندین بار شارژ و دشارژ شود تا به ظرفیت اصلی خود برسد .

نیکل - متال - هایدرید : تا حدودی نسبت به شیوه انبارش حساس هستند . نباید آنها را به صورت دشارژ کامل انبار کرد . قبل از انبارش باطری باید کاملا و یا حداقل نیمه شارژ شود . در صورتی که از آن استفاده نمی شود هر سه ماه باید باتری را شارژ کرد .

لیتیوم آیون : باید به صورت نیمه شارژ مثلا معادل 50 درصد ظرفیت انبار شوند . غیر از این مورد باتری های لیتیوم آیون به دلیل تخلیه شارژ خودکار بسیار ناچیز ، نکته خاصی برای انبارش ندارند .

عمر باتری ها

عوامل مختلفی بر طول عمر باتری (که عبارتند از تعداد دفعات شارژ ودشارژ آنها ) تاثیر گذار هستند . این عوامل دو دسته هستند . در عوامل سیستمی ، در طول زمان بدون توجه به اینکه از باتری استفاده شود یا خیر ، همه باتری ها پیر می شوند و بسته به زمان و شیوه استفاده ، مواد درون سلول فاسد می شوند . ضمن اینکه تغییراتی در الکترولیت ایجاد می شود که منجر به کاهش ولتاژ و ظرفیت باتری می شود . عواملی هم به کاربر مربوط هستند که به نحوه استفاده از باتری بستگی دارند . وارد شدن بار اضافی به صورت مستمر به باتری و در تنیجه افزایش دمای باتری و همچنین شارژ و دشارژ ناقص آن می تواند منجر به کاهش طول عمر باتری شود .