چرا باتری‌ها حتی وقتی از آنها استفاده نمی‌کنید نیز شارژ خود را از دست می‌دهند؟

فرض کنید باتری مته برقی، گوشی یا دیگر وسایل خود را تا 100 درصد شارژ می‌کنید، آن‌ها را در جایی قرار داده و فراموش می‌کنید. نوبت بعدی که می‌خواهید از آن وسیله استفاده کنید، می‌بینید که شارژ آن‌ها تمام شده است. در این مدت چه اتفاقی افتاده است؟! چرا باتری‌ها حتی در صورت عدم استفاده، شارژ خود را از دست می‌دهند؟! برای بررسی این موضوع با اروتک همراه باشید.

تمام باتری‌ها به مرور زمان شارژ خود را از دست می‌دهند!

قبل از بررسی انواع مختلف باتری‌ها، بیایید به اصلی‌ترین مفهوم کلی مرتبط با این موضوع نگاهی بیاندازیم.

انرژی نمی‌خواهد در یک مکان بماند، بلکه می‌خواهد حرکت کند تا به تعادل برسد. مثال ساده گرمایش و سرمایش منزل خود را در نظر بگیرید. در زمستان، شما باید به‌طور مداوم گرما را اضافه کنید زیرا خانه شما انرژی گرمایی را در محیط خنک‌تر آزاد می‌کند. در تابستان نیز، باید به‌طور مداوم گرما را حذف کرده و با انرژی بیرون از خانه خود مبارزه کنید.

اگرچه ما آنها را بدیهی می‌دانیم، اما باتری‌ها بخشی از معجزات تکنولوژی هستند. با باتری‌ها، ما موفق شده‌ایم سیستمی را ایجاد کنیم که بتوانیم به‌طور موقت انرژی الکتریکی را در یک محفظه فشرده، ذخیره کرده و در صورت تقاضا به آن دسترسی داشته باشیم و در بیشتر موارد، بدون فرار به محیط، آن انرژی باقی می‌ماند.

اما انرژی الکتریکی که ما در باتری‌ها ذخیره می‌کنیم بی‌شباهت به دسته‌ای از بچه‌های مدرسه‌ای نیست که همگی در یک کلاس به‌صورت فشرده نشسته‌اند. بچه‌ها پر از انرژی و در حال بی‌قراری هستند و آرزو می‌کنند که ای کاش می‌توانستند خارج از محدوده کلاس درس باشند و در زمین بازی مسابقه دهند. شما به‌راحتی می‌توانید استدلال کنید که این وضعیت طبیعی کودکان نیست که آرام بمانند و در ردیف‌های منظمی قرار بگیرند.

الکترون‌هایی که در باتری شما جمع می‌شوند مانند آن بچه‌های بی‌قرار هستند که تمام تلاش خود را می‌کنند تا آزاد شوند و دوباره به محیط اطراف بچرخند. سازماندهی طبیعی ترکیبات شیمیایی موجود در باتری، ردیف‌های آرام و منظمی نیست، به‌همین دلیل است که باتری‌ها می‌توانند در هنگام بروز مشکل، بسیار خطرناک باشند.

حتی زمانی که دستگاه شما کاملاً خاموش است یا باتری کاملاً جدا شده است یا همانطور که در مورد باتری‌های ابزار برقی که از ابزار جدا شده‌اند، اما در حقیقت باتری‌ها در سطح اتمی خاموش نیستند. واکنش شیمیایی درون باتری هنوز فعال است، البته به‌روشی بسیار آرام‌تر از زمانی که از باتری استفاده می‌کنید.

این ادامه فعالیت سطح پایین در باتری، به آرامی انرژی ذخیره‌شده را تخلیه می‌کند. به این فرآیند “خود تخلیه (Self-discharge)” (تخلیه الکتریکی غیرقابل اجتناب در غیاب بار خارجی) می‌گویند.

دشارژ انواع باتری با نرخ‌های مختلف

اگر به نوع باتری‌هایی که دستگاه‌های مختلف شما استفاده می‌کنند توجه کرده‌ باشید، احتمالاً تاکنون متوجه شده‌اید که همه باتری‌ها یکسان ساخته نمی‌شوند.

در حالیکه همه باتری‌ها به عنوان یک عارضه جانبی اساسی طراحی و پیروی از قوانین فیزیکی حاکم بر جهان، از “خود تخلیه” رنج می‌برند، با این حال سرعت تخلیه آنها به‌طور قابل توجهی متفاوت است. در اینجا چند نوع باتری قابل شارژ متداول و سرعت تخلیه آنها آورده شده است.

باتری‌های لیتیوم یون (Lithium-ion) از نوع باتری‌هایی هستند که اکثر ما بیشترین تجربه را با آن‌ها داریم. این باتری‌ها همان‌هایی هستند که در گوشی‌ها، ساعت‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها و طیف گسترده‌ای از سایر لوازم الکترونیکی مصرفی مانند هواپیماهای بدون سرنشین، دوربین‌های اکشن، بلندگوهای بلوتوث و غیره استفاده می‌شوند. آنها همچنین از نوع باتری‌هایی هستند که در خودروهای الکتریکی یافت می‌شوند.

باتری‌های نیکل-فلز هیدرید (NiMH) این روزها به ندرت در لوازم الکترونیکی مصرفی قابل حمل استفاده می‌شوند، اما اغلب در ابزارهای برقی می‌توان آن‌ها را مشاهده کرد، زیرا قیمت آنها نسبت به باتری‌های لیتیوم یونی کمتر است.

در حالیکه نرخ “خود تخلیه” باتری‌های نیکل-فلز هیدرید زیاد است، اما تنوعی از نیکل-فلز هیدرید کم دشارژ هم وجود دارد. میزان دشارژ در این باتری‌ها بین 0.25 تا 0.50 درصد در ماه است اما عمدتاً در باتری‌های قابل شارژ کوچک استفاده می‌شود. خط تولید محبوب باتری‌های قابل شارژ Eneloop از پاناسونیک شاید پرکاربردترین نمونه از نیکل-فلز هیدرید کم دشارژ باشد.

باتری‌های نیکل کادمیوم (Ni-Cad) یک فناوری قدیمی‌تر و از انواع باتری قابل شارژ اولیه هستند اکنون توسط نیکل-فلز هیدرید بهبود یافته است، در حالیکه میزان دشارژ این نوع باتری‌های از نیکل-فلز هیدرید بهتر بود اما باتری‌های نیکل کادمیوم نسبت به باتری‌های نیکل-فلز هیدرید و لیتیوم یون نیاز به نگهداری بیشتری دارند که امروزه آن را به یک نوع باتری کمتر ترجیح داده‌شده تبدیل می‌کند.

باتری‌های سرب اسیدی (Lead-acid) نیز به دلیل وزن بالا و مسائل ایمنی ناشی از حمام اسید سولفوریک که الکترودهای سرب در آن قرار می‌گیرند در دستگاه‌های قابل حمل استفاده نمی‌شوند که آنها را برای هر چیزی غیر از کاربردهای ثابت غیر عملی می‌کند.

اکثر باتری‌های سرب اسیدی برای مواردی مانند استارت‌های خودرو، ذخیره‌سازی برق خارج از شبکه مانند استفاده از پنل‌های خورشیدی و منابع تغذیه بدون وقفه برای رایانه‌ها و سایر تجهیزات استفاده می‌شوند.

چگونه فرآیند “خود تخلیه” باتری‌ها را کند کنیم؟

البته نمی‌توان به‌طور کامل از تخلیه باتری‌ها جلوگیری کرد، با این حال می‌توان یک کار ساده را در همه انواع باتری انجام داد تا میزان دشارژ آن‌ها کاهش یابد: خنک نگه داشتن آنها!

برای اینکه بتوان مدت طولانی‌تری شارژ باتری‌های لیتیوم یونی یا نیکل-فلز هیدرید را نگه داشت، باید آن‌ها را در جایی خنک نگهداری کرد.

البته منظور ما این نیست که باتری‌های خود را در فریزر قرار دهید چراکه مشکلات تراکم در داخل و خارج کردن آنها می‌تواند مشکلات جدی برای مدارهای داخلی پیشرفته موجود در باتری‌های قابل شارژ مدرن ایجاد کند، اما به بهتر است آن‌ها را دور از مناطق گرم نگهداری کرد.

برای انجام این کار، می‌توان باتری‌های ابزار برقی خود را به جای رها کردن آنها در گاراژ، در زیرزمین خنک خانه قرار دهید. همچنین باید وسایل الکترونیکی را از دستگاه‌های داغ یا بخاری‌ها دور نگه داشت و اگر برای مدتی از آنها استفاده نمی‌کنید، آنها را در خنک‌ترین قسمت خانه خود نگهداری کنید.

اگر باتری‌های شما به‌قدری سریع تخلیه می‌شوند که عملاً لازم است آن‌ها را روی شارژر بگذارید تا اطمینان حاصل کنید که در زمان نیاز برای استفاده آماده هستند، وقت آن است که آنها را تعویض کنید. باتری‌ها با گذشت زمان، حتی با بهترین مراقبت‌ها تحلیل می‌روند و اگر باتری دیگر به درستی شارژ نمی شود، باید سریعاً آن را تعویض کرد.

منبع: Howtogeek