همه چیز درباره باتری ها قسمت هشتم : باتری روی کربن

همه چیز درباره باتری ها- باتری روی کربن ;

سیسوگ در مقاله هفتم همه چیز درباره باتری‌ها بر روی باتری‌های قلیایی، از جمله مزایا، معایب آنها و شیمی، تمرکز کرد. در این مقاله، قصد دارد بر روی باتری روی کربن تمرکز کند. با سیسوگ همراه باشید.

اگر به یاد داشته باشید، چند هفته پیش Max Maxfield مرا به پروژه ربات‌های خود متصل کرد. که این منجر به نوشتن این سری از مقالات در مورد فن‌آوری‌های مختلف باتری‌های در دسترس شد. علاوه بر جزئیات تکنولوژی Nitty-Gritty، راهنمایی‌ها و ترفندهای لازم برای انتخاب مناسب‌ترین تکنولوژی باتری مورد نیاز شما را بیان کردم.

نکته 5 : انتخاب باتری (ادامه این پست)

پس از محاسبه وات ساعت در بار و  میزان تلفات باتری، می‌توانیم به راحتی باتری با وات-ساعت (یا آمپر-ساعت) مورد نیاز را انتخاب کنیم. البته به رتبه بندی سازنده توجه کنید. همه وات-ساعت‌ها و  آمپر-ساعت‌ها برابر نیستند.

هنگامی که سازنده منحنی دشارژ را ارائه کرده است، می‌توانید زمان اجرا را برای بار خود پیدا کنید (به نکته 4 مراجعه نمایید). با این حال، برخی باتری‌های شیمیایی تا بالاترین نرخ تخلیه دشارژ نمی‌شوند. بنابراین بهتر است به جای یک ساعت، محاسبه وات-ساعت یا آمپر-ساعت را با بار کمتر از مقدار مشخص شده برای 5 یا 20 ساعت انجام دهید. سپس وات-ساعت یا آمپر-ساعت را به یک ساعت نرمالیزه کنید که به صورت مصنوعی ظرفیت را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود باتری رفتاری شبیه به نمودار رسم شده برای یک ساعت داشته باشد. همانطور که قبلا ذکر شد، زمانی که سازنده این فاصله زمانی را مشخص نمی کند و باتری ‌ای که در مدت یک ساعت تخلیه شود تا حدودی نزدیک به نمودار تخلیه رفتار می‌کند.

اجازه دهید با مثالی روی دیتاشیت باتری  LC-R061R3P از شرکت پاناسونیک بهتر توضیح دهم.  آزمایش تخلیه‌ای روی این باتری انجام می‌دهیم با متوسط ولتاژ تخلیه 6 ولت، بار با جریان ثابت 65 میلی آمپر و آزمایش تخلیه در زمان اتمام ولتاژ 5.3 ولت در مدت 20 ساعت متوقف شد. تولید کننده ظرفیت نامی را به شرح زیر فهرست می‌کند: 1.3 آمپر-ساعت (نرخ 20 ساعته). بعضی از تولید کنندگان زمان را به عنوان نرخ C، مانند C / 20 فهرست می‌کنند.

نرخ نرمالیزه شده ، 0.065 آمپر x 20 ساعت = 1.3 آمپر-ساعت یا 1.3 آمپر-ساعت x 6 ساعت = 7.8 وات. توجه داشته باشید که این بدان معنا نیست که ما می‌توانیم در یک ساعت 1.3 آمپر بکشیم. در حقیقت، باید یک سازنده بسیار عالی باشد تا بتواند یک ساعت واقعی به ما جریان دهد. در این حالت ظرفیت یک ساعته اندازه گیری شده 0.85 آمپر-ساعت بود.

باتری کربن روی

روی کربن (یا کربن روی) به طور طبیعی یک سلول مرطوب (به نام سلول لکلانش) است که با یک بلوک از دی اکسید منگنز بسته‌بندی شده است. مدل غیر مرطوب آن توسط کارل گاسنر اختراع شده بود که به جای کلرید آمونیوم از کلرید روی استفاده کرد، که در سال 1886 در دسترس قرار گرفت. در سال 1898، کنراد هوبرت و والت لارنس شرکت Eveready را تاسیس کردند تا سلول‌ها را به فروش برسانند و تکنولوژی را توسعه  دهند. در طول سال‌ها، Eveready و سایر شرکت‌ها پیشرفت‌هایی در زمینه‌های آخرین تکنولوژی و موادخالص‌تر داشته‌اند.

باتری های روی کربن کم هزینه‌ترین در باتری‌های اولیه هستند. آنها برای دستگاه های کم جریان مناسب هستند. آنها عمر مفید متوسطی دارند.

انرژی خاص : 36 Wh/kg
تراکم انرژی : 92 Wh/L
قدرت خالص : 10-27 W/kg
راندمان دشارژ : 50-60% (دشارژ متوسط)
انرژی / هزینه مصرف کننده : 3.2 Wh/dollar
نرخ خود تخلیه  : 0.32% در ماه (جدیدترین انواع در مدت چهار سال)
دوام چرخه: قابل اجرا نیست (باتری اولیه)
ولتاژ نامی سلول : 1.5 V
ولتاژ قطع : 0.75-0.9 V در هر سلول، بارگذاری شده ( به اطلاعات تولید‌کننده نگاه کنید )
محدوده دما : -20 تا +55 °C

شیمی:

جالب است که توجه داشته باشید که کربن در واقع بخش مهمی از واکنش شیمیایی نیست. گرافیت و کربن تنها برای افزایش هدایت سلول استفاده می‌شوند.

سلول‌های اولیه:

سلول‌های ثانویه:

دو تصویر مربوط به باتری Zn / MnO2 از شرکت Eveready است.

منحنی‌ دشارژ با استفاده از بار ثابت برای ولتاژ قطع مختلف

منحنی دشارژ برای بار با مقاومت ثابت ،به جای بار با جریان ثابت.

منبع