البطاريات وأنواعها
تعرف على مفهوم البطاريات وأنواعها وتاريخ استخدامها
ahmed saed
لا ينكر أحد مدى أهمية البطاريات في حياتنا اليومية، سواء في حياة الأفراد، والمؤسسات والمنازل، بل أن تأثير البطاريات في حياة كل فرد يعيش على كوكبنا كبير للغاية، بل باتت البطاريات تؤثر على الحيوانات والجماد والرياح وغيرهم، فاليوم نفعل كل شيئ بالبطاريات حتى منظومة الصواريخ والقنابل يصنع من أجلها بطاريات، كما أن منازلنا تمتلئ بالأجهزة التي تعتمد في تشغيلها على بطاريات كالتلفزيون والهواتف والسيارات وأجهزة الكمبيوتر المحمول حتى ألعاب الأطفال.
ربما يعجبك
ولذا إن عددنا أسباب أهمية البطاريات لن نستطيع أن نحصيها تقريبًا، لأنها أصبحت تسير كل حياتنا اليوم، كما أن الطفرة العلمية والتكنولوجية كان من ضمن أسبابها البطاريات، فعالم المال اليوم تسيره وتتحكم فيه البطاريات وكذلك عالم الاتصالات والأقمار الصناعية، ومجالات الزراعة والصناعة والتسليح وتطوير العلوم، فالبطاريات ذو شأن هام للغاية منذ عدة قرون، ومن الواضح أن هذه الأهمية ستتضاعف في المستقبل.
ما هي البطاريات
البطاريات هي تلك الأجهزة التي تتميز وتعمل على تخزين قدر معين من الطاقة الكامنة داخلها وإعادة سحب تلك الطاقة مرة أخرى من تلك البطاريات عند الحاجة إليها، وتختلف البطاريات وفق جودة خامتها وسعة الطاقة التي تستطيع أن تتحملها، وتتزامن مع تلك الاختلافات تنوعات أخرى في الأسعار والاستخدامات، كما تعرف البطاريات على أنها أجهزة تعمل على تحويل الأشياء أو المواد الجامدة من حالة السكون لحالة الحركة.
كما نفهم من تلك التعريفات أن البطاريات هي مخزون للطاقة أيًا كان شكل تلك الطاقة، كما يوجد بطاريات لا تستخدم كمخزون للطاقة، إنما هي مولدات للطاقة، أي أنها مصنوعة لتقوم بتوليد وصنع طاقة تستخدم في العديد من المجالات، وهذا ما نراه جليًا في صناعة السيارات، فالسيارة تتحرك بسبب الطاقة الكهربائية المتولدة من البطاريات التي بداخلها، كما أن البطاريات تعمل على توصيل الكهرباء للمحركات وتحويل تلك الكهرباء إلى طاقة.
كما يوجد مهمة خاصة وقوية للغاية في البطاريات وهي أنها تعمل كمنظم لعملية توليد أو نقل الطاقة بين الفولت الواصل من الكهرباء والأمبير الذي يصل للمحرك، ودور البطارية هنا هو منع أي خلل مفاجئ في تلك العملية، وتلك الخلل قد يكون لعدة أسباب منها انقطاع التيار الكهربائي، أو زيادة الفولت القادم من الكهرباء ففي كلا الحالتين لولا وجود البطاريات لانهارت وتضررت الأجهزة، وأفضل مثال على ذلك بطاريات أجهزة اللاب توب المحمولة.
وتتكون البطاريات من خلايا كهروكيميائية لتشغيل الأجهزة الكهربائية مثل المصابيح الكهربائية والهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية وغيرها، والوقت الذي تقوم فيه البطارية بتزويد الطاقة الكهربائية، يكون طرفها الموجب هو الكاثود والطرف السالب هو الأنود، و الطرف المحدد بالسالب هو مصدر الإلكترونات التي ستتدفق إلى الطرف الموجب.
تصنيفات وأنواع البطاريات
ويوجد ما يسمى بالبطاريات الأولية أو الابتدائية، وهي تلك البطاريات التي لا تستخدم إلا مرة واحدة فقط، وتلك البطاريات تسمى بالبطارية القلوية، أو بطاريات الزنك والكربون، وهي تلك المستخدمة في المصابيح الكهربائية والأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتلك البطاريات تم تصميمها لاستخدامها حتى نفاد الطاقة، ولا يمكن عكس تفاعلاتها الكيميائية وبالتالي لا يمكن إعادة شحنها مرة أخرى.
وهناك البطاريات الثانوية وهي تلك القابلة لإعادة الشحن مرات عديدة عبر التيار الكهربائي حيث يكمن السر في استعادة التكوين الأصلي للأقطاب الكهربائية، مثل بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة في المركبات وبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل الحواسيب المحمولة والهواتف المحمولة، لأنه في حالة التفريغ، تكون البطاريات قابلة لإعادة الشحن مما يعكس التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء التفريغ، ورغم أهمية البطاريات والطاقة الكبيرة التي تولدها، إلا أن طاقة البطاريات لا ترقى أبدًا لكمية الطاقة الناتجة عن الوقود.
أما بشكل دقيق أو تفصيلي أكثر، فيوجد العديد من البطاريات وفق نوع المعادن مثل بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات النيكل كادميوم وبطاريات النيكل حديد، وبطاريات الرصاص الحمضية تنقسم إلى قسمين وهي البطاريات الجافة والبطاريات السائلة، وأكثر أنواع البطاريات السائلة شيوعًا بطاريات الستارتر أو بطاريات SLI، وهي البطاريات التقليدية المستعملة في السيارات، كما تنقسم بطاريات السيارات بداخلها إلى قسمين، وهما البطاريات المغلقة بالكامل والبطاريات المجهزة بالصمامات القابلة للفتح، وتتميز البطاريات المغلقة بخاصية عدم فتح الصمامات،
وعلاوة على ذلك فإن البطاريات الخاصة بالمنشآت الثابتة والبطارية الخاصة بالجر والسحب هي بطاريات تدخل ضمن نطاق البطاريات السائلة حتى وإن كان تركيبها الداخلي ومجال إستعمالاتها مختلف.
تاريخ استخدام البطاريات
يرجع استخدام البطاريات منذ القرن الثامن عشر، وكان ذلك من أجل صناعة الأسلحة والمدافع، وأول بطارية كهربائية في التاريخ ظهرت عام 1800، وكانت مجموعة من ألواح النحاس والزن، وكانت تلك البطاريات تنتج الكهرباء عن طريق التفاعل الكيميائي بين المحاليل والأقطاب الكهربائية المعدنية.
ومن أقدم أشكال البطاريات القابلة لإعادة الشحن هي بطاريات الرصاص الحمضية، وهي بطاريات ثقيلة ومنخفضة التكلفة، وفي القرن الحالي تطورت بطاريات مزودة بإلكترونيات مدمجة، تسمح بشحن بطارية من خلال موصل USB، وبطاريات نانوبال تسمح بتفريغ كميات أكبر بحوالي 100 مرة من البطاريات الحالية.
