راهنمای خرید باتری ابزار شارژی

اصطلاحات آمپر ساعت، ولتاژ، نیکل-کادمیم(NiCd)، لیتیم یون (Li-Ion) و … همگی عباراتی هستند که ممکن است هنگامی که به دنبال خرید یک ابزار شارژی جدید هستید، بشنوید. اما معنی این عبارات چیست؟ چطور قرار است متوجه شوید وقتی فروشنده هیچ اطلاعاتی نمی دهد و فقط به دنبال سود خودش است. در مقاله راهنمای باتری ابزار شارژی می توانید همه این مشخصات را کاملا دقیق متوجه شوید و به انتخابی درست در خرید یک ابزار شارژی برسید.

خب اجازه دهید انواع مختلف باتری، درجه بندی آنها و هر چیز دیگری که برای خرید باتری ابزار شارژی نیاز دارید را به شما آموزش دهیم. به این ترتیب می توانید به اطلاعاتی که برای تصمیم به یک خرید آگاهانه نیاز دارید دست پیدا کنید.

تکنولوژی باتری ها چطور پیشرفت کرد؟

اگر حدود ۱۵ سال پیش به یک نجار می گفتید که برای تمام کار های سوراخ کاری و پیچ کاری خودش فقط به یک دریل شارژی نیاز دارد، به شما می خندید. اما این روز ها دریل های شارژی، میخکوب های شارژی و سایر ابزارهای شارژی جزء پرکاربردترین وسایل صنعتی هستند. در یک دهه گذشته تکنولوژی باتری ها پیشرفت بسیار چشمگیری داشته است. به حدی که این روزها ابزار شارژی به اندازه ابزار سیمی و حتی بهتر از آن عملکرد و بازدهی دارند.

یکی از مشکلات باتری ها در گذشته توانایی نگهداری شارژ آنها در زمان طولانی بود. هیچ چیز آزار دهنده تر از تمام شدن شارژ باتری در نیمه ی کار نیست. باتری های لیتیوم یونی امروزی میتوانند انرژی را به مدت زمان زیادی درون باتری حفظ کنند. از طرفی سرعت شارژ آنها نیز بسیار بالاست که این خود نیز نکته بسیار ارزشمندی است.

کدام نوع باتری برای ابزار شارژی بهترین انتخاب است؟

صنعت تولید ابزار شارژی از زمان روی کار آمدن باتری های لیتیوم یون به طور تصاعدی پیشرفت چشمگیری داشته است. که دلیل این پیشرفت، بهبود گسترده نسبت به عملکرد باتری های قدیمی است. البته برخی باتری هایی که در این مقاله معرفی میشوند قدیمی تر هستند. اما هنوز کاربرد خود را دارند و برای بعضی از ابزارهای شارژی مثل ابزار چمن زنی کاربرد دارند.

سریعترین پاسخ: اگر میخواهید در سریع ترین زمان به جواب این سوال برسید، جواب آن باتری های لیتیوم یونی هستند. البته موارد زیادی هستند که باید در نظر گرفته شوند. پس برای یادگیری بیشتر به ادامه مطلب راهنمای خرید باتری ابزار شارژی توجه کنید.

آشنایی با ظرفیت و مشخصات باتری

هنگام مراجعه برای خرید یک ابزار شارژی جدید، با بمبارانی از اطلاعات جدید مواجه خواهید شد. رایج ترین اطلاعاتی که روی بسته بندی ها در بازار نوشته شده است عبارتند از:

• ولتاژ(V)
• آمپرساعت(Ah)
• نوع باتری(Li-Ion , NiCd , NiMH)

شاید فکر کنید که بهترین انتخاب، انتخاب بزرگترین اعداد است که بیشترین بازده را دارد. در حالی که این انتخاب به موارد متعددی بستگی دارد که آنها را بررسی خواهیم کرد. اجازه دهید به سرعت بعضی از رایج ترین اطلاعات راجع به باتری ابزارهای شارژی را به شما آموزش دهیم.

آمپر ساعت ( Ah )

آمپر ساعت به چه معناست؟ وقتی آمپر ساعت مقدار X باشد یعنی چه؟ اینها رایج ترین سوالاتی است که برای مشتری پیش می آید و آنقدرها هم پیچیده نیست. آمپر ساعت، به کل میزان شارژی گفته می شود که دستگاه شما میتواند در یک ساعت ارائه دهد. به عنوان مثال، در شرایط ایده آل، یک ماشین چمن زنی شارژی که به طور کلی ۲ آمپر ظرفیت دارد، کل شارژ یک باتری ۲ Ah را در یک ساعت تخلیه میکند. بنابراین با این استدلال، یک باتری ۴ Ah در همان ماشین چمن زنی ۲ ساعت دوام می آورد. البته همه ی اینها در شرایطی است که باتری ۲ آمپر ساعت ظرفیت دارد و شرایط برای باتری ایده آل است( که در حالت واقعی هرگز این اتفاق نمی افتد).

نکته قابل ذکر دیگری که وجود دارد این است که یک باتری ۴ آمپر ساعتی لزوما و دقیقا دو برابر یک باتری ۲ آمپر ساعتی دوام ندارد و در برخی از شرایط ممکن است بیشتر شود. همه چیز به نوع باتری، نحوه سیم کشی و مدار کنترل باتری بستگی دارد. با این حال میتوانید از استدلال منطقی ای که در این مقاله بیان شد استفاده کنید و زمان تقریبی دوام باتری را حدس بزنید.

بنابر مطلب بالا، آمپر ساعت به چه معناست؟ به بیان ساده میتوان گفت معیاری برای تشخیص مقدار نگهداری شارژ باتری است. به عنوان یک مثال ساده میتوان آن را به ظرفیت مخزن سوخت خودرو تشبیه کرد. هر مقدار ظرفیت مخزن سوخت خودرو بیشتر، خودرو مسافت بیشتری را می تواند بپیماید.

ولتاژ باتری

درجه بندی ولتاژ ( V ) برای باتری بیانگر مقدار توانی است که باتری میتواند حفظ کند. اگر بخواهیم از بیان ساده استفاده کنیم میتوان گفت هرچه ولتاژ باتری بیشتر باشد باتری قدرتمند تر است. گاهی برخی از ابزارهای شارژی با توجه به کاربرد نیاز به قدرت بیشتری دارند. مثلا دریل های شارژی که برای سوراخ کردن چوب های سخت استفاده شوند نسبت به دریل هایی که برای کارهای سبک استفاده میشوند نیاز به باتری قدرتمندتری دارند. پس به طور کلی ولتاژ بالاتر به معنی قدرتمندتر بودن ابزار شماست. ولی در عین حال باعث میشود وزن ابزار نیز بیشتر شود. همچنین لازم به ذکر است که ابزار های ولتاژ بالا قیمت های بسیار بالاتری نیز دارند. انتخاب ابزار درست در کار بسیار اهمیت دارد و میتوان نتیجه گرفت که بزرگتر لزوما به معنای بهتر نیست!

اثر حافظه

این اثر زمانی اتفاق می افتد که باتری دائما تا حدی تخلیه می شود و بدون اینکه اجازه تخلیه کامل به آن داده شود دوباره شارژ کامل می شود. نام « اثر حافظه» به این دلیل است که باتری به یاد می سپارد که قبلا تا چه حد شارژ خالی کرده است و مقدار کمتر از واقعیت را به عنوان ظرفیت خالی از شارژ تلقی میکند. که این باعث شارژ نشدن کامل باتری و ضعیف شدن باتری می شود. اثر حافظه در همه ی باتری ها وجود ندارد. در واقع این اثر زمانی در باتری اتفاق می افتد که هر بار (به تعداد دفعات زیاد) باتری به طور کامل تخلیه نشود و مشکلی که به وجود خواهد آورد این است که باتری در زمان شارژ شدن، کامل شارژ نخواهد شد.

چرخه ی عمر باتری

چرخه عمر برای یک باتری، یک معیار اندازه گیری برای این است که تعداد دفعات شارژ شدن باتری قبل از اینکه دیگر توانایی حفظ شارژ را نداشته باشد، تشخیص دهیم. به عنوان مثال باتری های لیتیوم یونی معمولا چرخه عمر ۳۰۰ تا ۵۰۰ دارند. بنابراین به صورت تئوری یک باتری لیتیوم یونی را میتوان حداقل ۳۰۰ دفعه قبل از تعویض آن شارژ کرد.

فرآیند خود تخلیه

بعد از اینکه باتری ابزارهای شارژی شارژ شدند، اگر بلافاصله استفاده نشوند کم کم شروع به از دست دادن شارژ خود میکنند. برخی از باتری ها، تکنولوژی خود تخلیه متفاوتی دارند و بسیار سریع تر از بقیه باتری ها تخلیه می شوند. به این نکته توجه کنید که سرعت تخلیه بیشتر همیشه بد نیست. اگر بین دو زمان استفاده از ابزارتان مدتی طولانی می گذرد و اصلا از آن نگهداری نمی کنید، احتمالا اصلا به سرعت تخلیه باتری خود اهمیتی نمیدهید. فرآیند خود تخلیه بر اساس مقدار شارژ از دست رفته در ماه محاسبه و اندازه گیری میشود.

تخلیه عمیق

تخلیه عمیق به باتری این امکان را میدهد تا در حین استفاده به طور کامل از انرژی خالی شود. این موضوع میتواند برای بعضی باتری ها (نه همه) مشکل ساز باشد و باعث کاهش شدید ظرفیت باتری و چرخه عمر آن شود. از طرف دیگر برخی باتری ها هستند که به صورت دوره ای باید به آنها اجازه تخلیه کامل دهند تا سلامت باتری حفظ شود.

انواع باتری ابزار شارژی

بیشتر راهنماهایی که راجع به باتری ابزار شارژی میخوانید، روی باتری لیتیوم یونی ( Li-Ion ) تمرکز دارند و این موضوع دلیل محکمی دارد. باتری لیتیوم یونی به چند دلیل به باتری مورد علاقه تولید کنندگان ابزارهای شارژی تبدیل شده است:

• 1. قدرت زیادی را از طریق یک باتری کوچک فراهم میکند ( تراکم انرژی بالا).
• 2. قابلیت شارژ به تعداد دفعات زیاد دارند ( چرخه عمر بالا).
• 3. ظرفیت بالا ( آمپر ساعت/انرژی ویژه).
• 4. بدون اثر حافظه

قبل از اینکه وارد جزئیات شویم، نگاهی سریع به تفاوت های چهار نوع اصلی باتری بیندازیم. اغلب از ما سوال میشود که کدام نوع باتری بهتر است؟

این تصویر چند دیدگاه مهم راجع به باتری ها به ما ارائه میدهد. از این اطلاعات میتوانیم موارد زیر را برداشت کنیم:

• 1. برای کاربردهای جریان بالا (مثل دوربین عکاسی دیجیتال، مشعل های با قدرت بالا و …) مسلما بهترین انتخاب باتری های NiMH هستند. این به این دلیل است که این باتری ها در مواقع نیاز میتوانند توان بالایی را فراهم کنند( مقدار توان ویژه بالایی دارند).
• 2. مقدار انرژی ای که باتری های NiMH میتوانند ذخیره کنند از باتری های لیتیوم یونی کمتر است.
• 3. باتری های سرب اسیدی و نیکل کادمیم تقریبا این روزها منسوخ شده اند.

پس به صورت خلاصه می توان گفت:

باتری لیتیم یونی کوچکتر است و میتواند جریان کمتری را برای مدت زمان طولانی تری نسبت به باتری NiMH فراهم کند. اما باتری های NiMH میتوانند در صورت نیاز، جریان بیشتری ارائه دهند.

اکنون کمی عمیق تر به هر نوع باتری در این راهنمای خرید باتری ابزار شارژی میپردازیم.

باتری های نیکل کادمیوم ( NiCd )

باتری نیکل کادمیوم سابقه و تاریخ طولانی دارد. در واقع اولین بار در سال ۱۸۹۹ اختراع شد. ولی تولید انبوه آن در سال ۱۹۴۶ آغاز شد و از آنجا به محبوبیت رسید. عموما باتری های لیتیوم یونی و NiMH به این باتری ها ترجیح داده میشوند، ولی با این حال هنوز برای برخی ابزارها استفاده میشوند.

باتری های نیکل کادمیم در یک نگاه:

چرخه عمر : + ۱۰۰۰ دفعه شارژ

قابلیت خود تخلیه : ۱۰٪

درجه بندی آمپر ساعت : 1.2 تا 2.2 آمپر ساعت (ضعیف)

مزایای باتری های نیکل کادمیم:

-مقرون به صرفه

-استحکام بالا و آسیب پذیری کم

-چرخه عمر بالا (تقریبا ۱۰۰۰ شارژ)

-جریان جاری بالا

معایب باتری های نیکل کادمیم:

-وزن بالا در مقایسه با Li-Ion و NiMH

-ظرفیت پایین (Ah)

-قبل از شارژ شدن باتری باید خنک باشد.

-به صورت منظم باید تخلیه عمیق شود.

-بسیار سمی و عدم سازگاری با محیط زیست (حاوی کادمیم)

-مستعد اثر حافظه

باتری های نیکل متال هیدرید (NiMH)

باتری های NiMH که از سال ۱۹۸۹ وارد خط تولید انبوه شدند، دارای تکنولوژی بسیار جدید تری هستند. این باتری ها نسبت به باتری های نیکل کادمیم پیشرفت چشمگیری داشتند. نکته اصلی این است که در صورت تخریب باتری، به دلیل نبود کادمیم در این باتری ها خطری محیط زیست را تهدید نمیکند. همچنین ظرفیت باتری (Ah) نیز بهیود بسیاری یافته است. البته در بعضی موارد شاهد افت خواهیم بود که در ادامه به آن اشاره خواهد شد.

باتری های NiMH در یک نگاه:

چرخه عمر : کاهش ظرفیت بعد از حدود ۶۰۰ سیکل، اگرچه که این مقدار میتواند در صورت استفاده درست بهبود یابد.

قابلیت خود تخلیه: ۱۳.۹ تا ۷۰.۶ ٪ در دمای اتاق

درجه بندی آمپر ساعت : ۲.۲ تا ۳ آمپر ساعت ( متوسط )

مزایای باتری های NiMH

-نسبت به باتری های نیکل کادمیوم ظرفیت بیشتری دارند.

-نسبت به باتری های لیتیوم یونی مقرون به صرفه تر هستند.

-در صورت استفاده درست از باتری چرخه عمر آن افزایش می یابد.

-عدم خطر برای محیط زیست

-در صورت نیاز، توانایی انتقال جریان بالا برای بعضی دستگاه ها مثل دوربین عکاسی دیجیتال و مشعل ها را دارد.

معایب باتری های NiMH

-بسیار حساس به دما. باید در دمای ۳۳ تا ۱۰۳ درجه فارنهایت استفاده شود.

-به طور نیمه منظم هر ۲ تا ۳ ماه یکبار نیاز به تخلیه عمیق دارد. اما اجازه دادن به باتری های NiMH برای تخلیه عمیق به مقدار زیاد، باعث کاهش طول عمر و کاهش ظرفیت ذخیره سازی باتری می شود.

-عدم استفاده در مدت زمان طولانی برای عمر و ظرفیت باتری مضر است.

-به جز زمان هایی که قصد اجازه تخلیه عمیق به باتری را دارید، نباید بگذارید ظرفیت باتری از ۷۰٪ کمتر شود.

-نسبت به باتری های نیکل کادمیم گران تر هستند.

-مستعد اثر حافظه است اما با شارژ و استفاده مناسب میتوان آنرا کاهش داد. اثر حافظه با انجام چند بار شارژ و تخلیه کامل و مناسب قابل برگشت است.

تعمیر باتری های NiMH

اگر اثر حافظه در باتری NiMH شما ایجاد شد یا ظرفیت آن کاهش پیدا کرد، با دنبال کردن دستورالعمل ها آن را بهیود دهید.

باتری های لیتیوم یونی(Li-Ion)

تولید این باتری ها با فناوری های پیشرفته برای ابزارهای شارژی در سال ۱۹۹۱ شروع شد. تا جایی که به موضوع ما مربوط میشود، میتوان گفت باتری های لیتیوم یونی بهترین انتخاب برای همه ی ابزار ها مثل ماشین چمن زنی و یا دریل های شارژی هستند. اثر حافظه در این باتری ها ایجاد نمیشود و همچنین شارژ ضعیف روی آنها تاثیر منفی نمیگذارد. در عوض باتری های لیتیوم یونی به مرور طی زمان فرسوده می شوند. نقص اصلی این نوع باتری چرخه عمر کوتاه آنهاست که حداکثر مقدار ۵۰۰ است.

باتری های لیتیوم یونی در یک نگاه:

-چرخه عمر: حداکثر ۱۹۰۰ (با توجه به ساخت و طراحی باتری)

-قابلیت خود تخلیه: ۸٪ در دمای ۲۱ درجه سانتیگراد (این مقدار با افزایش دما افزایش می یابد)

-درجه بندی آمپر ساعت: ۳ آمپر ساعت و بالاتر

مزایای باتری های لیتیوم یونی:

-سبک و کوچک بودن

-توانایی نگهداری انرژی بالا

-قابلیت خود تخلیه در دمای اتاق بسیار پایین است.

-نبود اثر حافظه

-ظرفیت بالا

-نیاز به نگهداری پایین

معایب باتری های لیتیوم یونی

-دمای بالا در حین استفاده ممکن است باعث منفجر شدن باتری دستگاه شود هرچند که ایمنی لازم برای جلوگیری از این اتفاق در این دستگاه ها در نظر گرفته شده است.

-قیمت بالا نسبت به بقیه ی باتری ها

-حساس به ضربه و دمای بالا

باتری های سرب اسید

باتری های سرب اسیدی معمولا در ابزارهای شارژی مورد استفاده قرار نمی گیرند. اما در ماشین های چمن زنی قابل مصرف هستند و به همین دلیل در این مقاله اشاره کوچکی به آنها میکنیم. اولین بار در سال ۱۸۵۹ این باتری ها در واگن های قطار مورد استفاده قرار گرفتند. طبیعتا از آن زمان اصلاحات و بهبودهای زیادی داشته است که این باعث شده امروزه در بعضی موارد برای کاربران استفاده گردد. این باتری ها معمولا به عنوان باتری های استارتر موتور در ماشین های چمن زنی استفاده می شوند. این موضوع به دلیل آن است که این ابزار فضای کافی برای باتری های بزرگ و سنگین را دارد.

باتری های سرب اسیدی در یک نگاه:

چرخه عمر : حداکثر ۱۲۰۰ سیکل

قابلیت خود تخلیه: بین ۳ تا ۲۰٪

درجه بندی آمپر ساعت : با توجه به ابعاد باتری متغیر است.

مزایای باتری های سرب اسید:

-نبود اثر حافظه

-ایمن است و به ندرت انفجار و آتش سوزی اتفاق می افتد.

-ارزان

معایب باتری های سرب اسید:

-در هوای سرد ظرفیت چشمگیری را نسبت به باتری لیتیوم یونی از دست میدهد.

-به دلیل نیاز به مواد معدنی بیشتر، نسبت به باتری لیتیوم یونی برای محیط زیست بدتر است.

-با تخلیه شدن باتری ولتاژ را از دست میدهد و در نتیجه توان کمتری دارد.

-در صورت تخلیه بیش از حد و طولانی قابلیت شارژ مجدد را از دست میدهد.

-وزن زیاد

شارژ باتری ابزار شارژی

در گذشته این امکان وجود داشت که از شارژرهای مختلف برای باتری های متفاوت با توان های متفاوت استفاده کرد. امروزه اکثر باتری های ابزار شارژی برای یک شارژر خاص ساخته شده اند. به خصوص باتری های لیتیوم یونی. البته باتری های سرب اسید اینقدر حساس نیستند و میتوانید با شارژرهای مختلف آنها را شارژ کنید. اما همواره بهتر است طبق دستورالعمل های سازنده عمل کنید و از شارژری که به همراه ابزار ارائه می شود استفاده کنید.

آینده ی باتری ابزار شارژی

اگر میتوانستم ماشین سفر به زمان خودم را روشن کنم و به شما نشان دهم که آینده ی باتری های ابزار شارژی به کجا میرود حتما این کار را میکردم…متاسفانه ولی ماشین سفر به زمان من در حال تعمیر است. اما میتوانم آنچه که بعضی از معروف ترین کارشناسان باتری جهان در این زمینه بیان کرده اند را به شما انتقال دهم.

حقیقت این است که در حال حاضر هیچ فناوری عجیبی در حال تحقیق و توسعه برای باتری ها نیست که جهان را در این زمینه تغییر دهد. برخی تئوری ها وجود دارد که امکان دارد کارساز باشد ولی هیچ مدلی فعلا به مرحله عملی بودن نرسیده است.

با این حال پول زیادی برای پیشرفت فناوری باتری های لیتیوم یونی هزینه میشود. این به دلیل افزایش ماشین های الکتریکی و ذخیره انرژی ثابت باتری ( برای ذخیره انرژی تولید شده از باد و انرژی خورشیدی ) است. بنابراین باید منتظر رشد چشمگیر باتری های لیتیوم یونی باشیم که با افزایش تولید و کاهش هزینه ها به آرامی جای خود را در بازار پیدا خواهند کرد.