باتری

تعریف

باتری وسیله‌ای متشکل از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی با اتصالات خارجی است که برای تأمین انرژی دستگاه‌های الکتریکی مانند چراغ‌قوه، تلفن‌های همراه و خودروهای برقی استفاده می‌شود. تاریخچهٔ کشف باتری به دورهٔ اشکانیان در تیسفون (حوالی بغداد امروزی) می‌رسد. هنگامی که یک باتری در حال تأمین توان الکتریکی است، ترمینال مثبت آن کاتد و ترمینال منفی آن آند است. ترمینالی که با علامت منفی مشخص شده است منبع الکترونهایی است که از طریق یک مدار الکتریکی خارجی به سمت ترمینال مثبت جریان می‌یابد. هنگامی که یک باتری به یک بار الکتریکی خارجی متصل می‌شود، یک واکنش اکسایش-کاهش واکنش دهنده‌های پر انرژی را به محصولات کم انرژی تبدیل می‌کند و اختلاف انرژی آزاد به عنوان انرژی الکتریکی به مدار خارجی تحویل می‌شود. از گذشته، از اصطلاح "باتری" برای دستگاه‌هایی با چند سلول استفاده می‌شد، با این حال از این اصطلاح همچنان برای دستگاه‌هایی با فقط یک سلول استفاده می‌شود. باتری‌های اولیه (یکبار مصرف) یکبار استفاده می‌شوند و دور انداخته می‌شوند، زیرا ترکیب شیمیایی مواد الکترود در هنگام تخلیه برگشت‌ناپذیر، دچار تغییر می‌شوند. یک نمونه معمول باتری قلیایی است که برای چراغ قوه و بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل استفاده می‌شود. باتری‌های ثانویه (قابل شارژ) با استفاده از جریان الکتریکی اعمال شده می‌توانند چندین بار تخلیه و شارژ شوند. ترکیب شیمیایی اصلی الکترودها را می‌توان با جریان الکتریکی معکوس، بازیابی کرد. به عنوان مثال می‌توان به باتری‌های اسید-سرب که در وسایل نقلیه استفاده می‌شوند و باتری‌های لیتیوم-یون که برای تجهیزات الکترونیکی قابل حمل مانند لپ تاپ‌ها و تلفن‌های همراه استفاده می‌شود، اشاره کرد. باتری‌ها در اشکال و اندازه‌های مختلفی وجود دارند، از سلول‌های مینیاتوری گرفته که برای تأمین انرژی سمعک و ساعت مچی استفاده می‌شود تا سلول‌های کوچک و نازک که در تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شود، و باتری‌های بزرگ اسید-سرب یا لیتیوم-یونی که در وسایل نقلیه استفاده می‌شوند و باتری‌های عظیم‌الجثه به اندازه اتاق ساختمان که برق اضطراری مراکز تلفن و مراکز داده رایانه و غیره را فراهم می‌کنند. از آنجایی که تولید برق توسط نیروگاه‌های بادی و خورشیدی منقطع است، باتری‌ها یک جزء بسیار مهم در تحقق اهداف توسعه پایدار و انرژی‌های نو هستند و به همین دلیل به سرعت در حال پیشرفت هستند. در سال ۲۰۱۹ اندازه بازار جهانی باتری برابر ۱۰۸٫۴ میلیارد دلار ارزیابی شده است و انتظار می‌رود از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۷ با نرخ رشد مرکب سالانه ۱۴٫۱٪ رشد کند و به ۳۱۰٫۸ میلیارد دلار برسد.

منبع: ویکی‌پدیا — باتری (CC BY-SA 4.0)