Нүүрстөрөгчийн цайрын батерей ба шүлтлэг батерейны гүйцэтгэлийн харьцуулалт

Өнөөгийн эрчим хүчээр ажилладаг эрин үед зөөврийн тэжээлийн эх үүсвэрийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох батерейг янз бүрийн электрон төхөөрөмжид өргөнөөр ашиглаж байна. Нүүрстөрөгчийн цайрын батерей ба шүлтлэг батерейнууд нь хуурай батерейны хамгийн түгээмэл төрөл бөгөөд тус бүр нь өвөрмөц техникийн шинж чанар, гүйцэтгэлтэй байдаг. Энэхүү нийтлэл нь хоёр төрлийн батерейны гүйцэтгэлийн талаар гүнзгий харьцуулалт хийх бөгөөд техникийн үндсэн үзүүлэлтүүдийн нарийвчилсан дүн шинжилгээ, англи хэл дээрх орчуулгыг өгөх бөгөөд уншигчдад тэдгээрийн ялгаа, хэрэглээний хувилбаруудыг бүрэн ойлгох боломжийг олгоно.

I. Батерейны үндсэн зарчим

(1) Нүүрстөрөгч-Цайрын батерей

Нүүрстөрөгчийн цайрын батерейнууд нь эерэг электрод болгон манганы давхар ислийг, сөрөг электродоор цайрыг, электролит болгон аммонийн хлорид эсвэл цайрын хлоридын усан уусмалыг ашигладаг. Тэдний ажиллах зарчим нь исэлдэлтийн урвал дээр суурилдаг. Цэнэглэх явцад сөрөг электрод дахь цайр нь исэлдэлтийн урвалд орж, электроноо алддаг. Эдгээр электронууд нь гадаад хэлхээгээр эерэг электрод руу урсаж, манганы давхар исэл нь бууралтын урвалд ордог. Үүний зэрэгцээ электролитийн уусмал дахь ионуудын шилжилт нь цэнэгийн тэнцвэрийг хадгалж байдаг.

(2) Шүлтлэг батерей

Шүлтлэг батерей нь цайрыг сөрөг электрод, манганы давхар ислийг эерэг электрод болгон ашигладаг боловч шүлтлэг электролит болгон калийн гидроксидын усан уусмалыг ашигладаг. Шүлтлэг орчин нь батерейны дотоод химийн урвалын урвалын хурд, замыг өөрчилдөг. Нүүрстөрөгч-цайрын батерейтай харьцуулахад шүлтлэг батерейны исэлдэлтийн урвал нь илүү үр дүнтэй бөгөөд илүү тогтвортой, удаан хугацааны эрчим хүчний гаралтыг хангах боломжийг олгодог.

II. Гүйцэтгэлийн харьцуулалт

(1) Хүчдэл

Нүүрстөрөгчийн цайрын батерейны нэрлэсэн хүчдэл нь ихэвчлэн 1.5 В байдаг. Шинэ батерейг анх ашиглах үед бодит хүчдэл арай өндөр буюу 1.6V – 1.7V орчим байж болно. Ашиглалтын явцад химийн урвал явагдах тусам хүчдэл аажмаар буурдаг. Хүчдэл нь ойролцоогоор 0.9V хүртэл буурах үед батерей нь үндсэндээ дуусч, ихэнх төхөөрөмжүүдэд үр дүнтэй тэжээл өгч чадахгүй.

Шүлтлэг батерейны нэрлэсэн хүчдэл нь мөн 1.5V, шинэ батерейны анхны хүчдэл нь мөн 1.6V-1.7V байна. Гэсэн хэдий ч шүлтлэг батерейны давуу тал нь цэнэгээ алдах явцад тэдгээрийн хүчдэл аажмаар буурдаг явдал юм. Эрчим хүчний 80-аас дээш хувийг хэрэглэсний дараа ч хүчдэл нь 1.2V-оос дээш хэвээр байх бөгөөд энэ нь төхөөрөмжүүдийн илүү тогтвортой тэжээлийн хангамжийг хангадаг.

(2) Хүчин чадал

Батерейны хүчин чадлыг ихэвчлэн миллиампер-цаг (mAh)-ээр хэмждэг бөгөөд энэ нь батерейг суллаж чадах цахилгаан цэнэгийн хэмжээг илэрхийлдэг. Нүүрстөрөгч-цайрын батерейны хүчин чадал харьцангуй бага. Энгийн АА хэмжээтэй нүүрстөрөгч-цайрын батерейны хүчин чадал нь ерөнхийдөө 500mAh - 800mAh хооронд байдаг. Энэ нь тэдгээрийн электролит ба электродын материалын шинж чанараас шалтгаалж, химийн урвалд оролцож буй бодисын нийт хэмжээ, урвалын үр ашгийг хязгаарладаг.

Шүлтлэг батерейны хүчин чадал нь нүүрстөрөгчийн цайрын батерейгаас хамаагүй өндөр байдаг. АА хэмжээтэй шүлтлэг батерейны хүчин чадал 2000mAh - 3000mAh хүрч болно. Шүлтлэг электролит нь электродын материалын үйл ажиллагааг сайжруулаад зогсохгүй ионы дамжуулалтын үр ашгийг оновчтой болгож, шүлтлэг батерейг илүү их цахилгаан энергийг хуримтлуулж, ялгаруулах боломжийг олгож, өндөр эрчим хүч зарцуулдаг төхөөрөмжид тохиромжтой болгодог.

(3) Дотоод эсэргүүцэл

Дотоод эсэргүүцэл нь цэнэгээ алдах явцад батерейг өөрөө алдахыг хэмжих чухал үзүүлэлт юм. Нүүрстөрөгчийн цайрын батерейны дотоод эсэргүүцэл харьцангуй өндөр буюу ойролцоогоор 0.1Ω – 0.3Ω байна. Өндөр дотоод эсэргүүцэл нь өндөр гүйдлийн цэнэгийн үед батерейны доторх хүчдэлийн уналтад хүргэж, эрчим хүчний алдагдалд хүргэдэг. Тиймээс нүүрстөрөгчийн цайрын батерей нь өндөр гүйдлийн цахилгаан хангамж шаарддаг төхөөрөмжүүдэд тохиромжгүй байдаг.

Шүлтлэг батерейны дотоод эсэргүүцэл харьцангуй бага буюу ойролцоогоор 0.05–0.1Ω. Бага дотоод эсэргүүцлийн шинж чанар нь шүлтлэг батерейг өндөр гүйдлийн цэнэгийн үед өндөр гаралтын хүчдэлтэй байлгах боломжийг олгодог бөгөөд эрчим хүчний алдагдлыг бууруулдаг. Эдгээр нь дижитал камер, цахилгаан тоглоом зэрэг өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдийг жолоодоход илүү тохиромжтой.

(4) Үйлчилгээний хугацаа

Нүүрстөрөгчийн цайрын батерейны ашиглалтын хугацаа харьцангуй богино байдаг. Өрөөний температурт ойролцоогоор 1-2 жил хадгалсны дараа эрчим хүч мэдэгдэхүйц буурна. Ашиглаагүй байсан ч өөрөө гадагшилдаг. Өндөр температур, чийгшил ихтэй орчинд нүүрстөрөгч-цайрын батерейнууд нь гоожиж, төхөөрөмжийг зэврүүлж болзошгүй.

Шүлтлэг батерейг хадгалах хугацаа нь илүү урт бөгөөд тасалгааны температурт 5-10 жил хадгалагдах бөгөөд өөрөө цэнэглэх хурд харьцангуй бага байдаг. Нэмж дурдахад шүлтлэг батерейны бүтцийн дизайн, электролитийн шинж чанар нь тэдгээрийг гоожиход илүү тэсвэртэй болгож, төхөөрөмжүүдэд илүү урт, тогтвортой тэжээлийн дэмжлэг үзүүлдэг.

(5) Зардал ба байгаль орчны хамгаалалт

Нүүрстөрөгчийн цайрын батерейны үйлдвэрлэлийн өртөг харьцангуй бага бөгөөд зах зээлийн үнэ нь харьцангуй хямд байдаг. Эдгээр нь алсын удирдлага, цаг гэх мэт бага эрчим хүч шаарддаг энгийн төхөөрөмжүүдэд тохиромжтой, зардал багатай хэрэглээ юм. Гэсэн хэдий ч нүүрстөрөгч-цайрын батерейнд мөнгөн ус зэрэг хүнд металлууд байдаг. Хаягдалсны дараа зохих ёсоор хаяхгүй бол хүрээлэн буй орчныг бохирдуулна.

Шүлтлэг батерейны үйлдвэрлэлийн өртөг харьцангуй өндөр бөгөөд борлуулалтын үнэ нь харьцангуй өндөр байдаг. Гэсэн хэдий ч шүлтлэг батерейнууд нь мөнгөн усгүй, байгаль орчинд ээлтэй байдаг. Түүгээр ч зогсохгүй өндөр хүчин чадалтай, удаан эдэлгээтэй байдаг тул цахилгаан эрчим хүчний нэгжийн өртөг нь нүүрстөрөгч-цайрын батерейг бодвол урт хугацааны хэрэглээнээс бага байж болох тул эрчим хүч их зарцуулдаг төхөөрөмжид илүү тохиромжтой.

III. Техникийн үзүүлэлтүүдийн харьцуулсан хүснэгт

IV. Дүгнэлт

Нүүрстөрөгчийн цайрын батерей болон шүлтлэг батерейнууд нь гүйцэтгэлийн хувьд тус бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай байдаг. Нүүрстөрөгчийн цайрын батерей нь өртөг багатай боловч бага хүчин чадалтай, ашиглалтын хугацаа богино, дотоод эсэргүүцэл өндөртэй байдаг. Шүлтлэг батерей нь харьцангуй өндөр үнэтэй хэдий ч өндөр хүчин чадалтай, удаан эдэлгээтэй, дотоод эсэргүүцэл багатай, байгаль орчинд ээлтэй гэх мэт давуу талуудтай. Практик хэрэглээнд хэрэглэгчид хамгийн сайн хэрэглээний үр нөлөө, эдийн засгийн үр өгөөжийг бий болгохын тулд төхөөрөмжийн эрчим хүчний шаардлага, ашиглалтын давтамж, түүнчлэн өртөг, байгаль орчныг хамгаалах хүчин зүйлсийн дагуу тохирох төрлийн батерейг сонгох хэрэгтэй.