1. ความหมายและการจำแนกประเภทของแบตเตอรี่
การจำแนกประเภทของแบตเตอรี่
- ตามลักษณะการทำงาน: แบตเตอรี่หลัก (ไม่สามารถ-ชาร์จใหม่ได้), แบตเตอรี่สำรอง (ชาร์จใหม่ได้) และเซลล์เชื้อเพลิง
- ตามประเภทอิเล็กโทรไลต์: แบตเตอรี่กรด แบตเตอรี่อัลคาไลน์ แบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ และแบตเตอรี่อิเล็กโทรไลต์แข็ง
- โดยวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ: แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียม แบตเตอรี่นิกเกิล-เมทัลไฮไดรด์ แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน ฯลฯ
2. องค์ประกอบพื้นฐานของแบตเตอรี่
- อิเล็กโทรดบวก: ดำเนินปฏิกิริยารีดักชั่นและได้รับอิเล็กตรอน
- อิเล็กโทรดเชิงลบ: เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและสูญเสียอิเล็กตรอน
- อิเล็กโทรไลต์: นำไอออน แต่เป็นฉนวนกับอิเล็กตรอน
- ตัวแยก: แยกอิเล็กโทรดบวกและลบเพื่อป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรพร้อมทั้งปล่อยให้ไอออนผ่านได้.
- เคสด้านนอก: ปกป้องโครงสร้างภายในของแบตเตอรี่.
3. หลักการทำงานของแบตเตอรี่
- กระบวนการคายประจุ: พลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า และอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วลบไปยังขั้วบวกผ่านวงจรภายนอก
- กระบวนการชาร์จ: พลังงานไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมี และอิเล็กตรอนจะไหลจากขั้วบวกไปยังขั้วลบผ่านวงจรภายนอก
4. ตัวชี้วัดประสิทธิภาพหลักของแบตเตอรี่
- แรงดันไฟฟ้า: ความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่
- ความจุ: ความสามารถของแบตเตอรี่ในการเก็บประจุไฟฟ้า โดยมีหน่วยเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง (Ah)
- ความหนาแน่นของพลังงาน: ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของแบตเตอรี่ โดยมีหน่วยเป็นวัตต์-ชั่วโมงต่อกิโลกรัม (Wh/kg) หรือวัตต์-ชั่วโมงต่อลิตร (Wh/L)
- ความหนาแน่นของพลังงาน: ปริมาณพลังงานที่สามารถส่งออกได้ต่อหน่วยมวลหรือปริมาตรของแบตเตอรี่ โดยมีหน่วยเป็นวัตต์ต่อกิโลกรัม (W/kg) หรือวัตต์ต่อลิตร (W/L)
- อายุการใช้งานของวงจร: จำนวนครั้งที่สามารถชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ซ้ำๆ ได้
- อัตราการคายประจุเอง-: อัตราที่ความจุของแบตเตอรี่ลดลงระหว่างการเก็บรักษา
- ความปลอดภัย: ความสามารถของแบตเตอรี่ในการหลีกเลี่ยงอันตรายภายใต้สภาวะการใช้งานที่ไม่เหมาะสม (เช่น การชาร์จไฟมากเกินไป การคายประจุเกิน- การลัดวงจร อุณหภูมิสูง ฯลฯ)
