باتری ها انرژی الکتریکی را به شکل مواد شیمیایی ذخیره می کنند ، امروزه از تکنولوژی های مختلفی برای ساخت انواع باتری استفاده می شود و باتری های زیادی در بازار وجود دارند که با فرمول های شیمیایی خاصی طراحی شده اند .
انواع باتری های مشترک
1-باتری هیدرید فلزات نیکل فلزات
اجزای فعال یک باتری قابل شارژ nimh در حالت شارژ حاوی هیدروکسید نیکل (niooh) در الکترودهای مثبت و آلیاژ فلزهیدروژنی ذخیره سازی (mh) در الکترود منفی می باشد و الکتروول هیدروکسید پتاسیم (kho) است که در مقایسه با باتری های nicd قابل شارژ ، و باتری های nimh دارای تراکم انرژی بیشتری در هر حجم و وزن می باشند .
2-اسید سرب
بیشترین نوع باتری های مورد استفاده در اتومبیل ها و ذخیره انرژی خورشیدی است زیرا قابلیت این را دارند که جریان های بالا را تامین کنند و هزینه آن ها نسبتا کم می باشد و فقط 25 وات ساعت در کیلوگرم انرژی ذخیره می کنند ، در هر سلول از الکترودهای سرب در یک محلول اسید سولفوریک ایجاد شده که با اکسید سرب پوشش داده می شوند . اتصال این شش سلول در سری باتری 12 وات وجود دارد . باتری های چرخه عمیق مجهز به الکترودهای ضخیم تر از باتری های استارت استاندارد هستند همچنین باتری های اسید سرب و موم اغلب برای ذخیره انرژی الکتریکی خورشیدی برای برنامه های خاموش شبکه مورد استفاده قرار می گیرد .
3-باتری لیتیوم یون
باتری لیتیوم یون اغلب در رایانه ها و لوازم های الکترونیکی بیشتر استفاده می شود و با تراکم قدرت زیادی که دارد در لوازم های دیگری هم استفاده می کنند این نوع باتری حدود 150 وات ساعت در کیلوگرم انرژی ذخیره می کنند .
الکترودها اکسید کبالت لیتیوم (LiCoO2) و یک الکترولیت لیتیوم جامد هستند و ولتاژ سلولی حدود 4 ولت جهت انتقال لیتیوم از گرافیت به مقدار جزئی کاهش می یابد تا اکسید کبالت لیتیوم به شکل جزئی اکسید شود .همچنین باتری ها اگر در دمای بالایی قرار بگیرند می توانند منفجر شوند و برای ایمنی بیشتر در برابر حرارت الکترودهای جدید و الکترولیت هایی ساخته شده اند که برای باتری های بزرگ کاربرد دارد .
4-باتری نیکیل هیدرید فلزی (nimh)
فلز هیدرید فلز نیکل است و ab5 بدین معناست که a ترکیبی از لانتانیم ، سریم ، نئودیمیم ، پراسئودیمیوم و B ترکیبی از نیکل ، کبالت ، منگنز و یا آلومینیوم می باشد. آن ها 100 وات ، ساعت در کیلوگرم نیرو داشته و از باتری های لیتیوم یون بسیار مقاوم تراند که برخی از آن ها برای ماشین های هیبریدی ساخته شده اند .
اندازه باتری ها
در این مقاله اندازه ها ، شکل و برخی از ویژگی های انواع باتری های اولیه و ثانویه معمولی و سبک را شرح خواهیم .
امروزه باتری های مختلفی در فرم های استاندارد شده در دسترس قرار دارند و تولید کنندگان از استانداردهای مختلفی برای تعیین اندازه استفاده می کنند ، پیش از آن که استاندارد های بین المللی به توافق برسند ، استانداردهای فنی جهت اندازه و نوع باتری از طریق سازمان های استاندارد مانند کمیته بین المللی الکترو تکنیک (iec) و موسسه استاندارد ملی آمریکا منتشر شد .
به دلیل استفاده زیاد از استانداردهای بین المللی فعلی ، بسیاری از اندازه های محبوب هنوز با استانداردهای قدیمی مطرح می شوند . نام کامل باتری ، تعیین کننده اندازه ، شیمی ، ترمینال ، و ویژگی ها خاص آن می باشد همچنین اندازه باتری قابل تعویض ممکن است خصوصیات های زیادی داشته باشد .
استاندارد سازی نام گذاری باتری
استانداردهای فعلی iec برای باتری های قابل حمل اولیه غیرقابل شارژ دارای شماره60086 است و استاندارد های مربوطه ایالات متحده ansi C18 به این نام می باشد که به وسیله کمیته انجمن تولید کنندگان برق ملی (nema) گسترش یافته است . هردو استاندارد دارای قسمت هایی هستند که تمامی مشخصات فیزیکی و ایمنی را پوشش می دهند. باتری های روشنایی و احتراق با توجه به استاندارد iec60095 ساخته شدند و در آمریکای شمالی با استاندارد های منتشر شده bci استاندارد می شوند .
باتری آلومینیوم هوا
باتری های آلومینیومی ازواکنش اکسیژن هوا با آلومینیوم تولید می شوند . این نوع باتری ها دارای یکی از بزرگترین تراکم انرژی همه باتری ها است اما به علت برخی از مشکلات و حذف ضایعات در زمان استفاده از الکترولیت های سنتی ، زیاد استفاده نمی شوند و استفاده آن فقط برای برنامه های نظامی محدود شده است .بنابراین وسایل های نقلیه الکتریکی با باتری های آلومینیومی توانایی 8 برابر بیشتر از یک باتری لیتیوم یونی با وزن کلی را دارند .باتری های آلومینیومی غیر قابل شارژاند و زمانی که آندو آلومینیوم توسط واکنش آن با اکسیژن اتمسفر ترکیب می شود در الکترولیت بر پایه آب برای اکسید هیدرات آلومینیوم مصرف می گردد و باتری دیگری تولید نمی کند اما از آندو آلومینیوم جدیدی که ساخته شده و با استفاده از آن و بازیافت اکسید آلومینیوم هیدراته می توان باتری های مکانیکی را شارژ نمود و اگر از باتری های آلومینیومی زیاد استفاده شود چنین بازیافتی ضروری می باشد.
باتری هایی که مورد بررسی قرار گرفته شده :
باتری کلر آلومینیوم : این باتری توسط نیروی هوایی ایالات متحده در سال 1970 اختراع شد که برای برنامه های نظامی طراحی کرده بودند آن ها از کاتدهای آلومینیومی و کلر بر روی کاتدهای زیرزمینی گرافیت استفاده می نمایند و برای این کار به دمای بالا نیاز دارد .
باتری آلومینیوم گوگرد: باتری های قابل شارژ آلومینیوم گرگرد در ابتدای سال 2016 در دانشگاه مریلند به نمایش گذاشته شد و برخی از دانشمندان برای وسایل نقلیه هیبرریدی نظامی باتری های Ai-cu-o ، al-fe-O و Ai-fe-oh را پیشنهاد می کنند که انرژی واقعی آن 455 ، 440 و 380 وات بر کیلوگرم است .
همچنین آلومینیوم باتری منگنز دی اکسید با استفاده از الکترولیت اسیدی 1.9 ولتاژ تولید می کند .
