ทำความเข้าใจแบตเตอรี่ประเภทต่างๆ: การใช้งาน ข้อดี และข้อเสีย

เจ้าตัวเล็กเหล่านี้โดดเด่นในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ-ซึ่งมีพื้นที่จำกัด ลองนึกถึงกุญแจรถของคุณ-ซึ่งต้องใช้แบตเตอรี่ที่เชื่อถือได้และใช้งานได้ยาวนาน-ซึ่งไม่กินพื้นที่มากนัก แบตเตอรี่แบบกระดุมเป็นอุปกรณ์หลักในอุปกรณ์ทางการแพทย์เช่นกัน เช่น เครื่องวัดระดับน้ำตาลหรือเครื่องกระตุ้นหัวใจ ซึ่งแรงดันไฟฟ้าที่สม่ำเสมอเมื่อเวลาผ่านไปถือเป็นสิ่งสำคัญ ในโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ พวกมันใช้ในแบตเตอรี่ CMOS บนเมนบอร์ดเพื่อให้นาฬิกาของคอมพิวเตอร์ของคุณเดินต่อไปแม้ว่าจะปิดอยู่ก็ตาม ของเล่นเด็ก รีโมทคอนโทรล และแม้แต่เครื่องติดตามการออกกำลังกายบางตัวก็พึ่งพาสิ่งเหล่านี้เพราะรูปร่างที่เพรียวบาง ในอดีต มีมาตั้งแต่กลาง-ศตวรรษที่ 20 โดยพัฒนาจากรูปแบบที่ใช้สารปรอท (ปัจจุบันเลิกใช้แล้วเนื่องจากปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม) มาเป็นเคมีภัณฑ์ลิเธียมหรืออัลคาไลน์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น

ในอุตสาหกรรม เซ็นเซอร์วัดพลังงานแบตเตอรี่ปุ่มในบ้านอัจฉริยะหรืออุปกรณ์ IoT ตัวอย่างเช่น เทอร์โมมิเตอร์ไร้สายอาจใช้เทอร์โมมิเตอร์เพื่อส่งข้อมูลเป็นระยะๆ โดยไม่ต้องระบายออกอย่างรวดเร็ว ความสามารถในการเก็บประจุได้นานหลายปีทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสำรองไฟในบีคอนฉุกเฉินหรือเครื่องตรวจจับควัน

ข้อดีอย่างหนึ่งคืออายุยืนยาว เซลล์กระดุมลิเธียมที่ดีสามารถจัดเก็บได้นานถึง 10 ปี ซึ่งเหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่คุณไม่ได้ใช้ทุกวัน ทั้งยังมีน้ำหนักเบาและบางอย่างไม่น่าเชื่อ-โดยมักจะมีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตร- ทำให้ง่ายต่อการรวมเข้ากับการออกแบบที่ทันสมัย ต้นทุน-ก็ไม่แพง คุณสามารถรับแพ็คจำนวนมากได้ในราคาต่ำกว่าหนึ่งดอลลาร์ต่อชิ้น

ข้อดีอีกอย่างคือเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่เสถียร เซลล์ปุ่มต่างจากแบตเตอรี่บางประเภทที่จะหล่นลงอย่างรวดเร็วเมื่อแบตเตอรี่หมด เซลล์ปุ่มจะรักษาระดับพลังงานให้คงที่จนกระทั่งใกล้หมด ทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อน ทนทานต่อการรั่วไหลเมื่อเทียบกับรุ่นเก่า และเวอร์ชันใหม่ไม่มีสารปรอท- ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐาน-ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ในทางกลับกัน ขนาดที่เล็กหมายถึงความจุที่จำกัด ไม่สามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูง- เช่น สมาร์ทโฟนหรือไฟฉายได้เป็นเวลานาน หากคุณกลืนสิ่งใดสิ่งหนึ่งเข้าไปโดยไม่ได้ตั้งใจ- ความเสี่ยงที่แท้จริงกับเด็กๆ รอบตัว- พวกเขาอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บสาหัสภายในได้เนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีในร่างกาย การกำจัดเป็นอีกเรื่องที่น่าปวดหัว ถังขยะเหล่านี้ไม่สามารถรีไซเคิลได้เสมอไป และการทิ้งที่ไม่เหมาะสมทำให้เกิดขยะอิเล็กทรอนิกส์

การชาร์จใหม่ไม่ใช่ทางเลือกสำหรับแบตเตอรี่ปุ่มส่วนใหญ่ ดังนั้นคุณจึงติดอยู่กับการซื้อแบตเตอรี่ทดแทน ในสภาพอากาศหนาวเย็น ประสิทธิภาพจะลดลง ซึ่งอาจทำให้นาฬิกาของคุณเสียในการเดินป่าในฤดูหนาว แถมด้วยขนาดที่หลากหลายมากทำให้หยิบผิดได้ง่ายจนเกิดความหงุดหงิดใจเมื่ออยู่ที่ร้าน

คุณจะพบกับเครื่องมือไฟฟ้ารุ่น 18650 เช่น สว่านไร้สาย ซึ่งความหนาแน่นของพลังงานสูงช่วยให้ทำงานได้นานขึ้นระหว่างการชาร์จแต่ละครั้ง ในชุมชนสูบไอ พวกมันเป็นที่นิยมสำหรับม็อดที่ต้องการพลังระเบิด จักรยานและสกู๊ตเตอร์ไฟฟ้ามักจะแพ็คหลายชุดเพื่อใช้งานได้ยาวนาน

ในขนาดที่ใหญ่ขึ้น รถยนต์ Model S รุ่นแรกๆ ของ Tesla ใช้เซลล์เหล่านี้หลายพันเซลล์ในชุดแบตเตอรี่ ไฟฉายและที่ชาร์จแบบพกพาชอบเพราะขนาดและความจุที่สมดุล ในการตั้งค่าพลังงานหมุนเวียน เจ้าของบ้านใช้ธนาคารในยุค 18650 ที่กู้มาจากแล็ปท็อปเก่าเพื่อกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ ยังอยู่ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น เครื่องกระตุ้นหัวใจด้วยไฟฟ้าแบบพกพา ซึ่งให้พลังงานที่เชื่อถือได้ในช่วงเวลาวิกฤติ

ความสามารถในการชาร์จใหม่ถือเป็นชัยชนะครั้งใหญ่-คุณสามารถหมุนเวียนได้หลายร้อยครั้ง ซึ่งลดต้นทุนในระยะยาว-เมื่อเทียบกับแบบใช้แล้วทิ้ง อัดแน่นไปด้วยความจุสูงถึง 3500mAh ซึ่งมากกว่าเซลล์ขนาดเล็กมาก ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าดีเยี่ยมที่ประมาณ 3.7V ทำให้ใช้งานได้อเนกประสงค์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

คุณลักษณะด้านความปลอดภัยในคุณภาพ 18650 มีวงจรป้องกันเพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกินหรือการลัดวงจร มีวางจำหน่ายทั่วไปโดยราคาลดลงเมื่อการผลิตเพิ่มขึ้น ด้านสิ่งแวดล้อม การใช้ซ้ำในโครงการ DIY ช่วยลดของเสีย และประสิทธิภาพหมายถึงการเปลี่ยนทดแทนไม่บ่อยนัก

ไม่ใช่ว่ายุค 18650 ทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นเท่ากัน การน็อคออฟราคาถูกอาจทำให้เกิดความร้อนมากเกินไปหรือระเบิดได้หากใช้งานในทางที่ผิดจนนำไปสู่เพลิงไหม้ พวกเขาต้องใช้ที่ชาร์จเฉพาะเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหาย และเพิ่มความยุ่งยาก ความจุจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้งานหนัก ดังนั้น 3500mAh อาจลดลงเหลือครึ่งหนึ่งหลังจากผ่านไปสองสามปี

ในอุณหภูมิที่สูงมาก ประสิทธิภาพจะร้อนเกินไป-และจะบวมขึ้น เย็นเกินไปและผลผลิตลดลง การรีไซเคิลมีการปรับปรุง แต่ก็ไม่ได้ตรงไปตรงมาเท่ากับการทิ้งลงถังขยะ สำหรับผู้เริ่มต้น ความจำเป็นในการทำความเข้าใจข้อมูลจำเพาะ เช่น อัตราการคายประจุอาจเป็นเรื่องที่น่ากลัว และเสี่ยงต่อประสิทธิภาพการทำงานที่ไม่ดีหรือปัญหาด้านความปลอดภัย

สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่-ควรทำสำหรับรีโมทคอนโทรล นาฬิกา และของเล่น อัลคาไลน์ขนาด AA จะส่องสว่างไฟฉายในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ ในขณะที่รุ่น AAA สามารถใช้ได้กับเมาส์หรือคีย์บอร์ดไร้สาย ในสถานประกอบการระดับมืออาชีพ จะใช้มัลติมิเตอร์สำหรับช่างไฟฟ้าหรือเครื่องวัดความดันโลหิตสำหรับแพทย์

เซลล์แห้งคาร์บอนสังกะสี-มีราคาถูกกว่าสำหรับการใช้งานที่สิ้นเปลือง-ต่ำเช่นนาฬิกาแขวน ในขณะที่อัลคาไลน์จะจัดการกับความต้องการที่สูงกว่าในกล้องดิจิทัล สิ่งเหล่านี้จำเป็นในชุดอุปกรณ์ฉุกเฉินที่ใช้จ่ายไฟให้กับวิทยุในช่วงที่เกิดพายุ แม้แต่ในด้านดนตรี ชุดแป้นเหยียบและเอฟเฟ็กต์กีต้าร์ก็มักจะทำงานบนเซลล์แห้ง 9V สำหรับเซสชันแยมแบบพกพา

ความสามารถในการจ่ายเป็นกุญแจสำคัญ-คุณสามารถซื้อแบตเตอรี่ได้ในราคาเพียงเพนนีต่อแบตเตอรี่ ชั้นวาง-มีความเสถียรนานหลายปี พร้อมเมื่อคุณต้องการ ไม่จำเป็นต้องชาร์จ เพียงแค่เปิดพวกเขาและไป รุ่นอัลคาไลน์มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าคาร์บอนสังกะสี- ซึ่งมักจะยาวนานกว่า 5-10 เท่าในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูง

ปลอดภัยสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ โดยมีความเสี่ยงต่อการรั่วไหลต่ำ และสามารถรีไซเคิลได้อย่างกว้างขวางผ่านโปรแกรมที่ร้านค้าอย่าง Best Buy ขนาดมาตรฐานหมายถึงความเข้ากันได้กับอุปกรณ์นับไม่ถ้วน ตั้งแต่เกมสำหรับเด็กไปจนถึงเครื่องช่วยผู้สูงอายุ เช่น อุปกรณ์ช่วยฟัง

เซลล์แห้งไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ (ยกเว้น NiMH ประเภทใดประเภทหนึ่ง ซึ่งเราจะกล่าวถึงในภายหลัง) ทำให้เกิดขยะมากขึ้น พวกเขาทำงานได้ไม่ดีในสภาพอากาศหนาวเย็น และระบายเร็วกว่าเมื่อไปเล่นสกี แรงดันไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลง ซึ่งอาจทำให้แสงสลัวหรือพฤติกรรมผิดปกติในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

โลหะหนักในโลหะหนักบางประเภทก่อให้เกิดปัญหาในการกำจัด แม้ว่าโลหะสมัยใหม่จะสะอาดกว่าก็ตาม สำหรับความต้องการพลังงานสูง- พวกมันไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับตัวเลือกลิเธียม ซึ่งจะหมดเร็วในโดรนหรือเครื่องมือไฟฟ้า

ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูง- เช่น กล้องดิจิทัลหรือตัวควบคุมเกม อัลคาไลน์จะอยู่ได้นานกว่าคาร์บอนสังกะสี- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องตรวจจับควัน ซึ่งให้พลังงานที่เชื่อถือได้เป็นเวลาหลายเดือน ของเล่นอิเล็กทรอนิกส์สำหรับเด็ก กริ่งประตูไร้สาย และแม้แต่เครื่องวัดอุณหภูมิทางการแพทย์บางชนิดก็พึ่งพาสิ่งเหล่านี้

สำหรับอุปกรณ์กลางแจ้ง เช่น ไฟหน้าสำหรับการตั้งแคมป์ อายุการใช้งานจะยาวนาน ผู้เชี่ยวชาญใช้เครื่องวัดระดับเลเซอร์หรือเครื่องค้นหาสตั๊ดในไซต์งาน

ความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นหมายถึงระยะเวลาการทำงานที่ยาวนานขึ้น-ถึง 10 เท่าของสังกะสี-คาร์บอนในบางกรณี ป้องกันการรั่ว-ภายใต้การใช้งานปกติ เพื่อปกป้องอุปกรณ์ของคุณ ราคาไม่แพงและแพร่หลาย คุณพบได้ทุกที่ตั้งแต่ปั๊มน้ำมันไปจนถึงร้านค้าออนไลน์

อายุการเก็บรักษาที่มั่นคง 5-10 ปีทำให้เหมาะสำหรับการสะสม ตอนนี้ปราศจากสารปรอทแล้ว ดีต่อโลกมากขึ้น

ยังคงเป็นแบบใช้แล้วทิ้ง ซึ่งมีส่วนทำให้เกิดขยะฝังกลบหากไม่รีไซเคิล มีค่าใช้จ่ายล่วงหน้ามากกว่าเซลล์แห้งแบบพื้นฐาน ในสภาวะที่ร้อนหรือเย็นจัด ประสิทธิภาพจะลดลง เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งเหล่านี้อาจสึกกร่อนได้หากปล่อยทิ้งไว้ในอุปกรณ์นานเกินไป

เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูง- เช่น กล้องดิจิตอล ซึ่งการชาร์จใหม่ช่วยประหยัดเงิน ในโทรศัพท์ไร้สาย ของเล่น และรถยนต์ที่ควบคุมระยะไกล- NiMH ให้พลังงานที่สม่ำเสมอ เครื่องมือทำสวน เช่น เครื่องตัดแต่งพุ่มไม้ มักใช้เพื่อการทำงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม-

ในรถยนต์ไฮบริด โมเดลแรกๆ เช่น Toyota Prius ใช้ NiMH pack สำหรับมือสมัครเล่น พวกเขาอยู่ในรถไฟจำลองหรือชุดแฟลชสำหรับการถ่ายภาพ

ชาร์จได้สูงสุด 1,000 ครั้ง ลดต้นทุนและความสิ้นเปลืองได้อย่างมาก ความจุสูงกว่า NiCd รุ่นเก่า โดยมีผลหน่วยความจำน้อยกว่า เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมไม่มีแคดเมียม

การชาร์จอย่างรวดเร็ว-บางครั้งใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมง-และที่ชาร์จที่มีอยู่ทั่วไปทำให้สะดวกยิ่งขึ้น

ต้นทุนเริ่มต้นสูงกว่า และจะคายประจุเอง-เร็วขึ้นเมื่อไม่ได้ใช้งาน โดยสูญเสีย 20-30% ต่อเดือน แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าที่ 1.2V เทียบกับ. 1.5V สำหรับอัลคาไลน์ ซึ่งอาจส่งผลต่ออุปกรณ์บางชนิด

การชาร์จมากเกินไปสามารถลดอายุการใช้งานได้ โดยต้องใช้เครื่องชาร์จอัจฉริยะ พวกมันหนักกว่าทางเลือกลิเธียม

เครื่องใช้ไฟฟ้ามีอยู่ในทุกสิ่งตั้งแต่หูฟังไปจนถึงแท็บเล็ต รถยนต์ไฟฟ้าอย่าง Nissan Leaf ใช้ชุด Li- ไอออนขนาดใหญ่เพื่อการวิ่งระยะไกล โดรนและพาวเวอร์แบงค์ประสบความสำเร็จด้วยพลังงานที่มีน้ำหนักเบา

ในด้านพลังงานหมุนเวียน แบตเตอรี่สำหรับใช้ในบ้าน เช่น Tesla Powerwall จะเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ การปลูกถ่ายและอุปกรณ์สวมใส่ทางการแพทย์ได้รับประโยชน์จากประสิทธิภาพ

ความหนาแน่นของพลังงานสูงทำให้มีการออกแบบที่เพรียวบางโดยไม่กระทบต่อรันไทม์ การชาร์จที่รวดเร็วและอายุการใช้งานยาวนาน-ชาร์จได้ถึง 2,000 ครั้ง-ทำให้มีความทนทาน น้ำหนักเบา เหมาะสำหรับพกพา

การปลดปล่อยตัวเองต่ำ-ช่วยให้พวกเขาพร้อม ความก้าวหน้าเช่นเวอร์ชันโซลิดสเตต-รับประกันว่าจะมีอนาคตที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น

มีราคาแพงในการผลิตสะท้อนในราคาอุปกรณ์ อาจเสี่ยงต่อความร้อนหนีหากได้รับความเสียหาย ทำให้เกิดเพลิงไหม้-ทำให้นึกถึงตำนาน Samsung Note 7 เสื่อมสภาพในความร้อน อายุการใช้งานสั้นลงในสภาพอากาศร้อน

การรีไซเคิลมีความซับซ้อน โดยมีการกู้คืนเพียงส่วนเดียวทั่วโลก