البطارية
تعمل البطارية الجافة عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، ويحدث ذلك نتيجة تفاعلات التأكسد والاختزال في الخلايا الكهربائية الموجودة في البطارية الجافة ، ومعظم الأجهزة الموجودة في عصرنا الحالي تعتمد في آلية عملها على البطاريات، نظرا لسهولة استخدامها في أي مكان وسهولة حملها، دون الحاجة إلى وجود كهرباء لذلك تعددت أشكال البطاريات وتعددت أحجامها من صغيرة جدا تستعمل في ساعات اليد إلى متوسطة تستخدم في ساعات الحائط وأجهزة التحكم في التلفاز، وبطاريات كبيرة تعمل كمشغل في السيارات ومولدات الكهرباء.
مبدأ عمل البطارية الجافة
- تعمل البطارية الجافة عن طريق تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، يحدث ذلك نتيجة تفاعلات التأكسد والاختزال في الخلايا الكهربائية
- حيث أن الخلية الكهربائية تتألف من قطب موجب وقطب سالب ويفصل بين القطبين الكتروليت وهو مادة كيميائية، أو عبارة عن مزيج من المواد الكيميائية السائلة والمخلوطة معا وهي موصلة للكهرباء.
- كما أن التفاعلات الكيميائية داخل الخلية الكهربائية تتسبب في نقل الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب عن طريق الجهاز المشغل، ويتم بعد ذلك استخدام البطارية كمصدر للكهرباء عن طريق توصيل الجهاز بقطبي البطارية الموجب والسالب.
أنواع البطاريات الجافة
تتعدد البطاريات الجافة نظرا لتعدد المواد المستخدمة في صناعة كل بطارية مثل:
- بطارية الرصاص الحمضية ومتغيراتها
- بطارية النيكل والكادميوم.
- البطارية القلوية.
- بطارية الزنك والكربون.
- بطارية أيون الليثيوم.
- بطارية الهواء والزنك.
طريقة تصنيع البطارية الجافة
- كل البطارية الجافة تتشابه في طريقة صنعها الاختلاف بينها يكون في المكونات المستخدمة فقط في صناعة القطب الموجب والسالب.
- على سبيل المثال فإن بطارية الزنك والكربون يتم صناعتها من قضيب من الكربون يستعمل كقطب موجب ومن غلاف من الزنك يستعمل كقطب سالب، وخليط من كلوريد الأمونيوم يستعمل كموصل بينهما وتغلف البطارية من الخارج بطبقة تحميها من العوامل الجوية المختلفة.
- ولكن كفاءة بطارية الزنك والكربون تعتبر ضعيفة حيث أنها لا تتعدى 1,5 فولت وتعتبر من أولي البطاريات التي تمت صناعتها
- ثم بعد ذلك اتجه العالم إلى تطوير البطاريات لإنتاج بطارية تعمل بكفاءة أكبر وعمر أطول ,وتتحمل درجات الحرارة العالية ومن هذه البطاريات بطارية القلوي والمنغنيز وكانت عام 1949.
- وهي المستخدمة بشكل كبير في عصرنا الحالي كبطارية أولية، ومن مميزاتها عدم تسرب المواد السائلة بداخلها عند نفاذ قدرتها كما أنها تعمل بكفاءة أعلى وتدوم لمدة أطول من سابقتها.
- تم صنع البطارية القلوية من قطبين الموجب من مادة ثاني أكسيد المنغنيز والقطب السالب من الزنك وموصل بينهما من هيدروكسيد البوتاسيوم ,لذلك أطلق عليها البطارية القلوية وهي وبطارية الكربون غير قابلة للشحن مرة أخرى تستخدم لمرة واحدة فقط
- البطارية الثانوية وهي بطارية قابلة للشحن وإعادة الاستخدام مرة أخري، ولكن لها أيضا عمر محدد وكفاءتها تقل مع كثرة استخدامها، ويتم شحنها مرة أخري عن طريق توصيلها بمصدر كهربائي، وآلية عملها تتم عن طريق تفريغها فعند عملية التفريغ تنتج التفاعلات الكيميائية بها الطاقة الكهربائية اللازمة لتشغيل الآلات.
- ومن أنواع البطاريات الثانوية بطارية النيكل والكادميوم وبطارية أيونات الليثيوم.
- تستخدم البطاريات الثانوية في الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء، مثل اللاب توب والكاميرات الرقمية وتستخدم أيضا كبطارية للسيارات.
مميزات البطارية الجافة
- معظم البطاريات السائلة أو الخلايا الرطبة حساسة جدا، ولمنع التسرب الذي يحدث بها لابد أن تظل في وضع مستقيم عكسها تماما البطارية الجافة فهي مرنة في الاستخدام تحت أي وضع وفي أي موقف
- كما أنها تتميز بالمتانة الشديدة عكس البطاريات الرطبة وتستخدم في أجهزة التحكم عن بعد وغيرها من الأجهزة المحمولة
- كما أنها تتحمل فترات التخزين الطويلة حيث أنها تفقد شحنها ببطء.
- قوة الطاقة المخزنة بها تعتبر كبيرة جدا مقارنة مع حجمها الصغير الذي يسمح باستخدامها في أي مكان فهي توفر كمية كبيرة من الطاقة رغم صغر وزنها.
- عمرها الافتراضي قد يصل إلى خمس سنوات.
- سعرها جيد بالنسبة إلى كفاءتها.
- التعامل معها سهل وليس بها مواد خطيرة.
- لا تحتاج البطارية الجافة إلى صيانة أبدا ولكن في حالة تلفها لابد من استبدالها ب أخري حيث أنها غير قابلة للتصليح.
- تعدد استخداماتها حيث تستخدم في كثير من نواحي الحياة، كتشغيل المحركات الصغيرة والمحركات الكبيرة أيضا كالسيارات.
- وتشغيل معظم المعدات الإلكترونية، وذلك بسبب حجمها فهي تعتبر مثالية للاستخدام في كافة الأجهزة خاصة المحمولة، ومثالية في توفير الوقت والجهد على مستخدميها.