دنیای شگفت‌انگیز قلمی‌ها!
باتری‌های قلمی سال‌ها‌ست که نیروبخش طیف وسیعی از لوازم الکترونیکی خانگی هستند و هرچند در‌این‌مدت ازلحاظ ظاهری تغییر چندانی نکرده‌اند، اما تکنولوژی‌های به‌کاررفته در آن‌ها کاملاً دگرگون شده است. این باتری‌ها که درواقع نوعی پیل خشک سیلندری هستند، در ابعاد مختلف تولید و به بازار عرضه می‌شوند. به‌گزارش زومیت؛ در‌این‌مقاله با انواع باتری سیلندری، به‌خصوص دو سایز AA (بخوانید دابل اِی) و AAA (بخوانید تریپل اِی) که در ایران به‌ترتیب به «قلمی» و «نیم قلمی» مشهور هستند، آشنا شویم. توجه داشته باشید که در سرتاسر این نوشتار، منظور از عبارت «باتری»، درواقع نوعِ خاصِ «باتری‌های سیلندری استاندارد» است. باتری‌های سیلندری، به‌شکل آشنایی که امروزه آن‌ها را می‌شناسیم، اوایل قرن بیستم میلادی معرفی و روانه بازار شدند. در ابتدا استاندارد خاصی برای این باتری‌ها وجود نداشت و شرکت‌های سازنده باتری، باتری‌های سیلندری خود را در اندازه دلخواه تولید می‌کردند؛ تا اینکه سازمان‌های استاندارد ازجمله مؤسسه ملی استاندارد آمریکا (ANSI)، در سال ۱۹۰۷ اولین استانداردها را برای ابعاد باتری‌های سیلندری وضع کردند. استاندارد باتری‌های AA یا قلمی (که امروزه متداول‌ترین نوع باتری سیلندری در جهان به‌شمار می‌روند) در سال ۱۹۴۷ وضع شد؛ هرچند این باتری‌ها مدت‌ها قبل از استانداردسازی نیز به‌صورت گسترده تولید و استفاده می‌شدند. باتری‌های AA حدود پنج‌سانتی‌متر طول و ۱٫۳سانتی‌متر قطر دارند. وزن باتری‌های قلمی بسته به نوع آن‌ها متغیر است و از ۱۵گرم در باتری‌های لیتیومی تا ۳۱گرم در باتری‌های نیکل-هیدرید فلزی می‌رسد. امروزه حدود ۶۰درصد از باتری‌های آلکالاین فروخته‌شده در جهان از نوع AA هستند. باتری‌های AAAA یا نیم‌قلم موارد مصرف بسیار کمتری نسبت به دیگر انواع باتری‌های سیلندری دارند و هرچند از سال ۲۰۱۰ به بعد اندکی به شهرت آن‌ها افزوده شده است؛ اما همچنان به‌سختی می‌توان آن‌ها را در فروشگاه‌های لوازم الکترونیکی پیدا کرد. از این نوع باتری‌ها بیشتر در دستگاه‌های کوچکی چون اشاره‌گرهای لیزری کوچک، ریموت دزدگیر ماشین، خودکارهای مجهز به لامپ LED، استایلوس‌ها و آمپلی‌فایرهای هدفون استفاده می‌شود. به‌طورکلی دو دسته باتری قلمی داریم.
باتری‌های غیر شارژی
باتری‌های غیر شارژی یا یک‌بارمصرف که با نام «سلول‌های اولیه» (Primary Cell) نیز شناخته می‌شوند، پس از یک‌بار استفاده دیگر قابلیت شارژ شدن و استفاده‌ی مجدد ندارند. دلیل اینکه این باتری‌ها را نمی‌توان شارژ کرد، بازگشت‌ناپذیر بودن واکنش شیمیایی تولیدکننده الکتریسیته در آن‌ها‌ست. باتری‌های غیر شارژی ۹۰درصد از بازار ۵۰میلیارد‌دلاری باتری را به‌خود اختصاص داده‌اند و هرسال حدود ۱۵میلیارد عدد از آن‌ها تولید و روانه بازار می‌شود. ازجمله باتری‌های قلمی غیرشارژی می‌توان به باتری‌های روی-کربن (Zinc–Carbon) اشاره داشت که قدیمی‌ترین باتری‌های خشک هستند که به تولید انبوه تجاری رسیدند. ظرفیت آن‌ها در سایز AA حدود ۴۰۰ تا ۹۰۰میلی‌آمپر است. باتری‌های آلکالاین (Alkaline) یا قلیایی نوع دیگری از باتری‌های غیرقابل شارژ هستند که انرژی خود را از واکنش بین روی و دی‌اکسید منگنز (Zn/MnO2) تأمین می‌کنند. البته نوعی از باتری‌های آلکالاین با قابلیت شارژ مجدد نیز وجود دارد؛ اما به‌اندازه دیگر انواع باتری‌های شارژی متداول نیست. باتری‌های لیتیومی یکی از جدیدترین انواع باتری‌های غیرقابل شارژ هستند. در این باتری‌ها معمولاً از لیتیوم به‌عنوان آند و منگنز دی‌اکسید به‌عنوان کاتد استفاده می‌شود.
باتری‌های شارژی
باتری‌های با قابلیت شارژ مجدد یا «سلول‌های ثانویه» (Secondary Cell) که در بازار بیشتر با نام «باتری شارژی» شناخته می‌شوند، باتری‌هایی هستند که می‌توان چندین‌بار انرژی الکتریکی ذخیره‌شده در آن‌ها را استفاده و مجدداً آن‌را پر کرد. فرایند شارژ در این باتری‌ها به‌گونه‌ای‌ست‌که الکترود فعال مثبت با اکسید شدن، الکترون تولید می‌کند و الکترود منفی با دریافت الکترون کاهش (Redox) می‌یابد و دراین‌میان الکترولیت نقش بافر بین دو الکترود را بازی می‌کند. اولین مدل باتری‌های شارژی «نرخ خالی شدن شارژ» بسیار بالایی داشتند؛ به‌طوری‌که پیش از اینکه به‌دست مشتری برسند، روی قفسه‌ی فروشگاه تمام شارژ آن‌ها خالی می‌شد و کاربران قبل از اولین استفاده مجبور بودند آن‌ها را ابتدا شارژ کنند؛ اما باتری‌های شارژی امروزی معمولاً نرخ خالی‌شدن شارژ بسیار کمتری دارند. علاوه‌بر قابلیت استفاده مجدد، ازجمله مهم‌ترین مزایای باتری‌های شارژی نسبت به باتری‌های یک‌بارمصرف می‌توان به ولتاژ نسبتاً ثابت آن‌ها درطول مدت شارژدهی اشاره کرد. همچنین با اینکه قیمت اولیه باتری‌های شارژی معمولاً بسیار گران‌تر از باتری‌های غیر شارژی است؛ اما باتوجه‌به قابلیت شارژ مجدد، هزینه کلی آن‌ها در درازمدت به‌مراتب از باتری‌های غیر شارژی ارزان‌تر تمام می‌شود.
مسعود توکلی