پیل ثانویه (باتری های قابل شارژ):
باتری های قابل شارژ به عنوان پیل ثانویه شناخته می شوند. این نوع باتری ها را می توان با وصل کردن به شارژ، بارها و بارها مورد استفاده قرار داد و قبل از اینکه نیاز به تعویض باتری باشد، استفاده های متعددی از آن کرد.
هزینه اولیه باتری های قابل شارژ معمولاً بیشتر از باتری های یک بار مصرف است، اما مجموع هزینه مالکیت و اثر زیست محیطی این باتری ها کمتر است، زیرا می توان قبل از نیاز به تعویض، آن ها را چندین بار به صورت ارزان مجدداً شارژ کرد.
این باتری ها در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرند:
باتری های ثانویه یا قابل شارژ انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
باتری سرب-اسید:
سرب-اسید (Lead Acid) یک نمونه خیلی رایج از باتری های قابل شارژ است. معمولاً برای ذخیره انرژی خورشیدی از این باتری ها استفاده می شود، زیرا کیفیت باتری های سرب-اسید، آن ها را از سایر باتری ها متمایز می سازد.
این باتری ها جریان زیادی تولید می کنند و در اتومبیل ها مورد استفاده قرار می گیرند. هنگامی که باتری از کار می افتد، می توان آن را بازیافت کرد. در واقع، حدود 93 درصد سرب باتری برای بازیافت دوباره مورد استفاده قرار می گیرد تا باتری های سرب-اسید جدید ساخته شوند.
باتری لیتیوم-یون:
از آنجایی که این باتری ها چگالی توان بالایی دارند، معمولاً در الکترونیک از آن ها استفاده می شود. این باتری ها می توانند 150 وات-ساعت انرژی را در یک کیلوگرم از جرم خود ذخیره کنند.
هنگام تخلیه، یون های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در جهت مخالف حرکت می کنند. توجه داشته باشید که داغ شدن باتری می تواند منجر به آسیب دیدگی و آتش گرفتن آن شود.
باتری نیکل-هیدرید فلز:
ماده این باتری ها میان فلزی است. این نوع باتری ها طول عمر خوب و ظرفیت جریان بالایی دارند و می توانند 100 وات-ساعت انرژی را در یک کیلوگرم ذخیره کنند. همچنین، از نظر حرارتی نسبت به باتری های لیتیوم-یون مقاوم ترند. خود-تخلیه این باتری ها نسبت به سایر باتری ها بالاتر است.
باتری نیکل-کادمیوم:
در باتری قابل شارژ نیکل-کادمیوم، از نیکل اکسید هیدروکسید و کادمیوم فلزی به عنوان الکترود استفاده می شود. این باتری هنگامی که مورد استفاده قرار نمی گیرد، قادر است ولتاژ و شارژ الکتریکی را نگه دارد و از این نظر مفید است.
ایراد اصلی باتری نیکل-کادمیوم که ممکن است بعداً باعث پایین آمدن ظرفیت باتری شود این است که اگر باتریِ دارای شارژِ اندک دوباره شارژ شود، ممکن است نقطه شارژ مجدد در حافظه باتری نگه داشته شود. این اتفاق باعث می شود که هنگام رسیدن شارژ باتری به آن نقطه، ولتاژ افت پیدا کند.
تحویل ظرفیت نامی در نرخ تخلیه کامل و داشتن چرخه طول عمر خوب در درجه حرارت پایین از جمله مزیت های باتری نیکل-کادمیوم است.
تفاوت پیل های اولیه و ثانویه:
از نظر مشخصات، پیل های اولیه مقاومت داخلی بالا، ظرفیت بالاتر و طراحی کوچک تری دارند. در حالی که پیل های ثانویه دارای مقاومت داخلی پایین، واکنش های شیمیایی برگشت پذیر و طراحی پیچیده ای هستند.
از دیدگاه طراحی، پیل های اولیه معمولاً خشک هستند؛ یعنی مایعی ندارند و پر از خمیری هستند که به یون های داخل باتری اجازه حرکت می دهد. به همین دلیل است که پیل های اولیه در برابر نشت کردن مقاوم هستند. اما پیل های ثانویه از نمک مایع یا مذاب ساخته می شوند.
در جدول زیر، به طور خلاصه، تفاوت بین پیل های اولیه و ثانویه و مزایا و معایب آن ها ذکر شده است.
پیل یدک:
باتری های یدک (Reserve Battery) به عنوان باتری اضطراری (Stand-by Battery) نیز شناخته می شوند. الکترولیت این باتری ها در حالت جامد تا زمان رسیدن به نقطه ذوب، غیرفعال می ماند. به محض رسیدن به نقطه ذوب، هدایت یونی شروع و باتری فعال می شود.
انواع باتری های یدک عبارتند از:
این باتری ها در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرند:
پیل سوختی:
در این دسته از باتری ها، مواد فعال از منبع خارجی تغذیه می شوند. پیل های سوختی تا زمانی که مواد فعال با الکترودها تغذیه شوند، قادر به تولید انرژی الکتریکی هستند. غشای تبادل پروتون از گاز هیدروژن و اکسیژن به عنوان سوخت استفاده می کند.
واکنش در داخل پیل صورت می گیرد و نتیجه آن تولید آب، الکتریسیته و حرارت است. اجزای اصلی پیل های سوختی عبارتند از: آند، کاتد، الکترولیت و کاتالیزگر.
مزایای پیل سوختی عبارتند از: