شاید برایتان سوال پیش آمده باشد که چرا ولتاژ باتری‌های شارژی معمولا ۱.۲ ولت است، در حالی که باتری‌های معمولی (آلکالاین) ولتاژی در حدود ۱.۵ ولت دارند. همچنین، چرا ولتاژ باتری‌های شارژی در طول استفاده تقریبا ثابت می‌ماند، در حالی که ولتاژ باتری‌های معمولی با گذشت زمان کاهش می‌یابد؟ در این مقاله، به این سوالات پاسخ داده و به بررسی تفاوت‌های بین این دو نوع باتری می‌پردازیم.
علت ولتاژ ۱.۲ ولتی باتری‌های شارژی
ولتاژ یک باتری به نوع مواد شیمیایی به کار رفته در آن بستگی دارد. در باتری‌های شارژی، از ترکیبات شیمیایی متفاوتی نسبت به باتری‌های آلکالاین استفاده می‌شود. این تفاوت در ترکیبات شیمیایی، منجر به ایجاد ولتاژ متفاوتی در سلول‌های باتری می‌شود. باتری‌های شارژی معمولا از فناوری‌های مانند نیکل-کادمیوم (NiCd)، نیکل-متال هیدرید (NiMH) یا لیتیوم-یون (Li-ion) استفاده می‌کنند. هر یک از این فناوری‌ها ولتاژ اسمی متفاوتی دارد، اما به طور کلی، ولتاژ اسمی یک سلول باتری شارژی در حدود ۱.۲ ولت است.
چرا ولتاژ باتری‌های شارژی ثابت‌تر است؟
ولتاژ خروجی باتری‌های شارژی معمولا از ابتدا تا انتهای ظرفیت نوسان اندکی دارد در حالی که باطری‌های معمولی، از ولتاژ اسمی شروع به کار می‌کنند و با کمتر شدن ظرفیت، ولتاژ آن‌ها به صورت دائم در حال کم شدن است تا جایی که دیگر توانایی راه‌اندازی دستگاه میزبان را نداشته باشند.
- تفاوت در شیمی باتری
همانطور که گفته شد، تفاوت در ترکیبات شیمیایی باعث می‌شود که باتری‌های شارژی ولتاژ ثابتری نسبت به باتری‌های آلکالاین داشته باشند. در باتری‌های آلکالاین، با مصرف انرژی، ترکیبات شیمیایی درون باتری تغییر کرده و در نتیجه ولتاژ کاهش می‌یابد. - سیستم مدیریت باتری
در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی که از باتری‌های شارژی استفاده می‌کنند، یک سیستم مدیریت باتری وجود دارد. این سیستم ولتاژ باتری را به طور مداوم مانیتور کرده و از تخلیه بیش از حد باتری جلوگیری می‌کند. همچنین، این سیستم می‌تواند ولتاژ خروجی باتری را به صورت فعال تنظیم کند تا ولتاژ ثابتی به دستگاه تحویل شود.
دامنه ولتاژی در عمل
ولتاژ اسمی باتری‌های شارژی که به عنوان ولتاژ استاندارد باتری در نظر گرفته می‌شود و روی باتری درج می‌شود. برای باتری‌های شارژی، این ولتاژ معمولا ۱.۲ ولت است.
- ولتاژ شارژ کامل
زمانی که باتری به طور کامل شارژ می‌شود، ولتاژ آن کمی بالاتر از ولتاژ نامی خواهد بود. برای مثال، برای باتری‌های NiMH این ولتاژ می‌تواند تا ۱.۴ ولت برسد. - ولتاژ تخلیه کامل
زمانی که باتری کاملا تخلیه می‌شود، ولتاژ آن به شدت کاهش می‌یابد و به حدود ۱ ولت یا کمتر می‌رسد. - ولتاژ کارکرد
ولتاژ باتری در طول استفاده به تدریج کاهش می‌یابد. دامنه ولتاژ کارکرد به نوع باتری، میزان جریان کشیده شده و دما بستگی دارد.
محدودیت‌های فنی باتری‌های شارژی
- ظرفیت کمتر
به طور کلی، باتری‌های شارژی ظرفیت کمتری نسبت به باتری‌های آلکالاین با اندازه مشابه دارند. یعنی برای ذخیره مقدار مشخصی انرژی، به تعداد بیشتری سلول باتری شارژی نیاز است. البته باتری‌های شارژی با ظرفیت‌های بیشتر هم وجود دارند که ممکن است قیمت آن‌ها بیشتر باشد. - اثر حافظه
در برخی از فناوری‌های قدیمی باتری‌های شارژی مانند NiCd، اثر حافظه وجود داشت. این به معنای آن بود که اگر باتری به طور کامل تخلیه نمی‌شد و قبل از تخلیه کامل شارژ می‌شد، ظرفیت باتری به مرور زمان کاهش می‌یافت. خوشبختانه، این مشکل در فناوری‌های جدیدتر مانند NiMH و Li-ion به حداقل رسیده است. - خود تخلیه
باتری‌های شارژی حتی زمانی که استفاده نمی‌شوند، به تدریج انرژی خود را از دست می‌دهند که به آن خود تخلیه می‌گویند. میزان خود تخلیه در فناوری‌های مختلف متفاوت است. در باتری‌های مدرن، این اتفاق کمتر رخ می‌دهد و باتری‌ها تا مدت طولانی انرژی را در خود ذخیره می‌کنند.
مزایای استفاده از باتری‌های شارژی ۱.۲ ولتی
- دوستدار محیط زیست
با استفاده از باتری‌های شارژی، می‌توانید از مصرف تعداد زیادی باتری یکبار مصرف جلوگیری کرده و به محیط زیست کمک کنید. - صرفه اقتصادی در طولانی مدت
اگر دستگاه شما به طور مرتب از باتری استفاده می‌کند، خرید باتری‌های شارژی در طولانی مدت مقرون به صرفه‌تر است. - ولتاژ ثابت
ولتاژ ثابت باتری‌های شارژی می‌تواند عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی را بهبود بخشد و از آسیب دیدن آن‌ها جلوگیری کند.
باتری‌های شارژی برای چه کاربردهایی مناسب هستند ؟
به طور کلی باتری‌های شارژی زمانی که مصرف انرژی شما زیاد است، گزینه‌های اقتصادی هستند. مثلا برای عکاسی با دوربین‌های دیجیتال، استفاده از باتری شارژی بسیار مقرون به صرفه است.
همچنین زمانی که جریان مصرفی دستگاه شما زیاد است، مثلا زمانی که می‌خواهید از فلاش در عکاسی استفاده کنید، باتری‌های شارژی جریان خروجی بیشتری دارند و در مدت کوتاهی فلاش را در وضعیت آماده به کار قرار می‌دهند.
اگر به فکر حفظ طبیعت باشید، در بسیاری از کاربردها، استفاده از باتری‌های شارژی گزینه‌ای در دسترس است و باعث می‌شود تا دورریز باتری‌های شیمیایی باعث آلودگی گسترده‌ی طبیعت نشود.
