همه چیز درباره پاور بانک (قسمت دوم)

 دنیای درون پاوربانک ها

اگر می خواهید از نحوه کار باتری و این که داخل باتری پاور بانک خود چه می گذرد مطلع شوید ,تا انتها با ما همراه باشید.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی مشاهده می کنیم که از میزان ارتباطات سیمی کاسته شده و اکثر تجهیزات بدون نیاز به سیم و با استفاده از Wi-fi ارتباطات خود را برقرار کرده, بدون نیاز به اتصال به برق و به صورت پرتابل استفاده می شوند و سازندگان آن ها سعی می کنند در همه حال چه در منزل ,محل کار ,حین حرکت و … پاسخگوی نیاز های مصرف کنندگانشان باشند. بنابراین منبع تامین انرژی آن ها از سیم به باتری تغییر یافته است و به این ترتیب باتری ها در این نسل از تکنولوژی های فراگیر اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند. بنابر این شارژ باتریها پیش از خود تجهیزات و دستگاه ها در اولویت قرار دارند تا بتوان پس از آن تجهیزات به صورت کاربردی استفاده شوند.

پاور بانک یا شارژرهای همراه یک باتری شیمیایی و مدار هستند که انرژی را در خود ذخیره کرده و هر لحظه می توانند آن را در اختیار شما قرار دهند.

نحوه کارکرد باتری ها به این صورت است که داخل باتری لیتیومی یک صفحه مثبت, یک صفحه منفی و یک صفحه ایزوله کننده وجود دارد. هنگامی که باتری در حال شارژ شدن است , یون های لیتیوم از صفحه مثبت به صفحه منفی حرکت می کنند و آنجا جمع می گردند, وقتی تمام یون های مثبت درون صفحه منفی جمع شدند یعنی باتری Full شارژ شده است. حال اگر باتری را در مدار استفاده کنیم دقیقا عکس این عمل اتفاق می افتد یعنی یون ها از منفی به مثبت می روند.

این موضوع کاملا شیمیایی است و یک ماده با تغییر شیمیایی به ماده‌ای دیگر از خودش الکترون ساطع می‌کند که وظیفهٔ اصلی‌ این واکنش را یون Litium انجام می دهد. این واکنش برگشت پذیر است اما حد اکثر تا ۳۰۰ الی‌ ۱۰۰۰ بار انجام می گیرد.

مدار موجود در کنار باتری نیز وظیفه تعیین ولتاژ باتری, تعیین دمای باتری,‌ تشخیص فول شارژ شدن آن, تشخیص خراب شدن, میزان شارژ و .. را بر عهده دارد.

شازژ سریع

شاید این موضوع برایتان پیش آمده باشد که وقتی گوشی خود را شارژ می کنید در مدت زمان کمی نیمه بیشتر ظرفیت باتری شارژ می شود و در این زمان راضی از این مسئله تخمین می زنید که تا کمتر از نیم ساعت دیگر شارژ گوشی به ۱۰۰ درصد میرسد و میتوانید آن را از شارژ خارج کنید اما این انتظار به بیش از نیم ساعت کشیده و ملاحظه می کنید که همچنان هم به ۱۰۰ درصد نرسیده است. بد نیست بدانید که این ماهیت شارژ سریع یا Quick Charge هست که امروزه در غالب دستگاه های و شارژر ها این تکنولوژی وجود دارد. شاید می خواهید در این باره بیشتر اطلاعات داشته باشید پس در ادامه این مقاله با ما همراه باشید.

تا بدین جای کار متوجه شدیم که اساس کار به دلیل انجام واکنش های شیمیای در باتری می باشد و در ادامه این واکنش و جابه جایی الکترون باید گفت که هر چه نیروی اعمال شده به باتری بیشتر باشد,  یون های لیتیوم سریع تر از مثبت به منفی حرکت می کنند.اساس کار شارژ سریع هم همین است. شارژر های معمولی مخصوصا شارژر های موبایل ولتاژ استاندارد ۵ ولت و جریان ۱ آمپر دارند یعنی گوشی را با جریان ۱ آمپر تغذیه می کنند که این ۵ ولت و ۱ آمپر به دلیل وجود پورت وکانکتور و سیم و قطعات دیگر کمی افت هم پیدا می کنند. اگر بخواهیم توان الکتریکی خروجی یک شارژر را پیدا کنیم کافی است که ولتاژ و جریان را با هم ضرب کنیم. طبق این فرمول توان شارژر های ۵ ولتی با جریان ۱ آمپر ۵ وات خواهد بود و توان شارژر های ۵ ولتی با جریان ۲ آمپر ۱۰ وات خواهد بود که به این ترتیب شارژر های نوع دوم توان خروجی بیشتری دارند بنابر این باتری را خیلی زودتر پر می کنند. این اساس کار Quick Charge هست که به صورت مهندسی شده توان را افزایش می دهند.

اما اگر قرار باشد باتری از ۰ تا ۱۰۰ درصد با سرعت زیاد و یکسان شارژ شود , باتری آسیب می بیند و منفجر می شود به همین دلیل در تکنولوژی شارژ سریع باتری را از ۰ تا یک درصد مشخصی با سرعت زیاد(مثلا نیم ساعت) شارژ می کند و از آن مقدار به بعد مجدد سرعت شارژ را کم می کند.بدین ترتیب در این روش ابتدا باتری را با جریان ثابت  حداکثر تا نصف ظرفیت باتری شارژ نموده تا به ولتاژ ۴٫۲ ولت (+ و یا- ۰٫۰۵ ولت) برسد.شارژ با جریان ثابت تا رسیدن به ۴٫۲ ولت حدوداً  ۷۰ تا ۸۰ درصدظرفیت باتری را شارژ می کند و ۲۰ تا ۳۰ درصد مابقی ظرفیت شارژ باتری نیز با ولتاژ ثابت شارژ می گردد.بدین ترتیب تا یک سوم زمان شارژ با جریان ثابت انجام می گیرد که حدود ۸۰ درصد شارژ می باشد و برای ۲۰ درصد باقی مانده شارژ نیاز به دو سوم زمان دارد. که با ولتاژ ثابت می باشد.

در نظر داشته باشید که جهت تکمیل سریع عملیات Quick Charge نیاز به مقدمات آن نیز می باشد پیش از هر چیز ,لازم است که هم گوشی و هم شارژر از تکنولوژی شارژ سریع پشتیبانی نمایند . چیپست داخل گوشی و همین طور چیپست داخل شارژر هر دو باید باهم سازگار باشند .

اما جدای از شارژر و خود دستگاه ، عوامل جانبی مثل پورت ، کانکتور و کابل شارژر هم در شارژ سریع تاثیر دارند . مثلا اگه کابل شارژر نامرغوب باشد شاید افت توان داشته باشیم .

همانطور که می دانید کابل و سیم, دارای مقاومت داخلی هستند. این مقاومت داخلی به قطر ، جنس و طول سیم بستگی دارد. در حالت کلی هرچقدر قطر یک سیم بیشتر باشد مقاومتش در برابر جریان کمتر, پس جریان بیشتری می تواند عبور کند در نتیجه گرما به وجود نمی آید. از طرف دیگر هرچقدر طول سیم کم باشد نیز مقاومتش کمتر و جریان بیشتری عبور می کند ( سرعت انتقال جریان هم بیشتر می گردد ) . این سیم را همانند شیلنگ آب در نظر بگیرید که  هرچه  شیلنگ پهن تر باشد آب بیشتری عبور کرده از طرف دیگر هرچه طولش کمتر باشد آب زودتر از آن خارج می گردد. پس سیم شارژر مجهز به شارژ سریع ,باید تا حد امکان کوتاه و ضخیم باشد . از طرف دیگر جنس سیم مورد استفاده هم خیلی مهم می باشد به طور مثال فلز نقره بیشترین رسانایی الکتریکی را بین فلزات دارد. بعد از آن به ترتیب مس ، طلا و آلومینیوم بیشترین رسانایی را دارند. در حال حاضر بیش از ۹۰ درصد سیم های مورد استفاده در صنعت الکترونیک از جنس مس هست .

در انتها لازم به تذکر است این باور که یک شارژر ۳ آمپری به گوشی وصل کنید تا سریع شارژ شود کاملا اشتباه است.این کار بدون در نظر گرفتن ملاحظات می تواند به گوشی آسیب رسانده و ایمنی باتری و گوشی را به خطر بیاندازد.

خاصیت Memorey Effect در باتری ها

در مقایسه با نسل های قدیمی تر باتری ها یعنی NiCd (نیکل – کادمیوم) و NiMH (نیکل – متال) ، باتری های Li-  Ion  وزن و حجم کمتری حدود ۳ تا ۵ برابر دارند و علاوه بر این از دوره ماندگاری بیشتری در هر بار شارژ بهره می برند.

در باتری ها اصطلاحی وجود دارد که به Memory Effect ( خاصیت حافظه ای ) مشهور است ، که خصوصا در باتری های NiCd و NiMH به شدت دیده می شد ، به این صورت که پس از هر بار شارژ ظرفیت باتری به اندازه بسیار کمی کاهش می یافت و برای از بین بردن آن می بایست باتری را حداقل هفته ای یک بار کاملاً ۱۰۰ درصد تخلیه نمود . به همین دلیل در گوشی های قدیمی که از باتری ها NiCd و یا NiMH استفاده می کردند ، بعد از یک یا دو سال عملا نیاز به تعویض باتری داشتیم. اما در باتری های Li-Ion  این مسئله به طور کامل حل شده است.

 

در باتری های لیتیون آیون و لیتیوم پلیمر هر چقدر باتری کمتر تخلیه گردد و مرحله شارژ زودتر انجام گیرد طول عمر آن بیشتر خواهد بود. مثلا باتری را تا ۵۰ درصد تخلیه نموده و دوباره شارژ نماییم با باتری که ۸۰ درصد تخلیه و شارژ گردد طول عمر باتری کمتر تخلیه شده ، حدودا تا دو برابر افزایش می یابد.

مراقب یاور بانک های نا معتبر باشید !

بسیاری از سازندگان نامعتبر پاور بانک امروزه از باتری های بازیافتی و ترمینال های خراب استفاده می کنند. ممکن است این پاوربانک ها ارزان باشند ولی ریسک نشت اسید باتری و انفجار را به همراه دارند بنابراین اگر قصد خرید یک پاور بانک را دارید در خرید خود دقت کنید و از برند های معتبر در این حوزه استفاده نمایید.

هر عدد باتری لیتیوم یونی می تواند ظرفیت های متفاوتی را داشته باشد اما معمولا بیش از ۲۲۰۰ میلی آمپر ظرفیت برای هر عدد قرار نمی گیرد و بیش از این ظرفیت برای هر باتری هزینه های بالایی خواهد داشت.

بنابر این جهت ایجاد ظرفیت های متفاوت برای پاور بانک ها از تعداد مختلفی باتری لیتیومی استفاده می گردد.جدول ذیل ظرفیت های مختلف پاور بانک همراه با تعداد باتری هایی که معمولا برای آن ها استفاده می گردد ,آورده شده است: