الخلايا والبطاريات ذات الأساس من النيكل

2013 تبسيط علم الإلكترونيات

ستان جيبيليسكو

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الفيزياء

تُصنع خلايا النيكل-كادميوم (Nickel-Cadmium) (NICAD) وخلايا نيكل-معدن-هدريد (Nickel-Metal-Hydride) (NiMH) ضمن أنواع عدّة.

تشبه الخلايا الأسطوانيةُ (Cylindrical Cells) خلايا جافةً وتستعمل الخلايا الزرّ (Button Cells) في الكاميرات والساعات وتطبيقات النسخ الاحتياطي للذاكرة وغيرها من التطبيقات التي تتطلب تصغيراً.

تُستعمل الخلايا المغمورة (Flooded Cells) في التطبيقات الصعبة والثقيلة التنفيذ، وتستطيع أن تملك سعة تخزينية بقدر 1000 أمبير ساعة. تصنع خلايا مركبة الفضاء (Spacecraft Cells) في رزم تستطيع تحمّل درجات حرارة وضغوط خارج الكرة الأرضية.

تتوافر بطاريات NICAD وNiMH في رزم خلايا يمكن قبسُها ضمن التجهيزات لتشكِّلَ جزءاً من علبة الجهاز، ونورِد كمثالٍ على ذلك رزمةَ البطاريات لجهاز مذياع مرسِلٍ ومستقبِلٍ محمولٍ يدوياً.

 

يجب عدمُ إبقاء الخلايا والمدخرات النيكليّة الأساس موصولةً إلى حِمْل بعد انخفاض تيارها إلى الصفر، لأن ذلك يسبِّب استقطابَ الخلية (أو واحدة أو أكثر من الخلايا في البطارية) بالاتجاه العكسي.

بمجرد حصول انعكاسٍ في القطبية، فإن خليةَ أو بطارية NICAD أو NiMH لن تعمل بشكل جيد، ويمكننا القول صراحة إنها "ميتة". لهذا السبب وبمجرد فقدانِ خليةِ أو بطارية NICAD أو NiMH لشحنتِها يجب علينا إزالتُها من الخدمة وإعادة شحنها فوراً.

إن خلايا وبطاريات NiMH مفضّلةٌ على أنواع NICAD الأقدم منها، وذلك لأن الكادميوم الموجود في الأنواع NICAD يعتبر سامّاً للإنسان ويمكنه أن يسبب خطراً بيئياً طويل الأمد إذا لم يتم التخلص منه بشكل جيد، وبالتالي يشابه الكادميومُ الزئبقَ من هذه الناحية.

في بعض المناطق تَفرِض قوانينُ الحكومات إجراءاتٍ صارمةً للتخلص من الخلايا والبطاريات الزئبقية أو الخاصّة بالـ NICAD.

 

مسألة 4-8:

افترض أنّك تريد استعمالَ بطارية للحفاظ على محتويات الذاكرة في جهاز مُتحكَّم به عن طريق حاسوب صغريّ لمدة طويلة من دون استعمال الجهاز.

يتطلّب هذا التطبيق تياراً صغيراً جداً قريباً من الصفر، وبالتالي نحتاج بطارية صغيرة الكتلة وتحتل حجماً صغيراً ولا تحتاج إلى صيانة. ما نوع البطارية التي ستعمل بشكل جيد لهذا الغرض؟

الحلّ:

ستعمل بطارية الليثيوم بشكل فعّال في حالةٍ من هذا النوع. غالباً ما تجد – في الحقيقة – بطاريات الليثيوم في أجهزة المستهلِك ذات الاستخدام المتقطّع – مثل المُرسِلات/ المستقبِلات الراديوية، والحواسيب المحمولة، والهواتف الخلوية، ومصابيح الطوارئ – وهي مُركَّبةٌ خصيصاً للنسخ الاحتياطي لذاكرة الحاسوب الصغري.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]