කාබන්-සින්ක් බැටරි සහ ක්ෂාරීය බැටරි අතර කාර්ය සාධනය සංසන්දනය කිරීම

අද බලශක්තිය මත පදනම් වූ යුගයේ, අතේ ගෙන යා හැකි බලශක්ති ප්‍රභවයන්ගේ මූලික සංරචක ලෙස බැටරි විවිධ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල බහුලව භාවිතා වේ. වඩාත් සුලභ වියළි බැටරි වර්ග ලෙස කාබන්-සින්ක් බැටරි සහ ක්ෂාරීය බැටරි, එක් එක් අද්විතීය තාක්ෂණික ලක්ෂණ සහ කාර්ය සාධනය ඇත. මෙම ලිපියෙන් බැටරි වර්ග දෙකෙහි ක්‍රියාකාරිත්වය පිළිබඳ ගැඹුරු සංසන්දනයක් සිදු කරනු ඇති අතර, ප්‍රධාන තාක්ෂණික පරාමිතීන් පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක විශ්ලේෂණයක් සහ ඉංග්‍රීසි පරිවර්තනයක් සපයනු ඇත, එමඟින් පාඨකයන්ට ඒවායේ වෙනස්කම් සහ යෙදුම් අවස්ථා සම්පූර්ණයෙන්ම තේරුම් ගැනීමට හැකි වේ.

I. බැටරි වල මූලික මූලධර්ම

(1) කාබන්-සින්ක් බැටරි

කාබන්-සින්ක් බැටරි ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ්, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස සින්ක් සහ විද්‍යුත් විච්ඡේදනය ලෙස ඇමෝනියම් ක්ලෝරයිඩ් හෝ සින්ක් ක්ලෝරයිඩ් ජලීය ද්‍රාවණයක් භාවිතා කරයි. ඒවායේ ක්‍රියාකාරී මූලධර්මය පදනම් වී ඇත්තේ රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියා මත ය. විසර්ජනය අතරතුර, සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ සින්ක් ඔක්සිකරණ ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වන අතර ඉලෙක්ට්‍රෝන අහිමි වේ. මෙම ඉලෙක්ට්‍රෝන බාහිර පරිපථය හරහා ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට ගලා යන අතර එහිදී මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් අඩු කිරීමේ ප්‍රතික්‍රියාවකට භාජනය වේ. ඒ සමඟම, ඉලෙක්ට්‍රෝලය ද්‍රාවණයේ අයන සංක්‍රමණය ආරෝපණ සමතුලිතතාවය පවත්වා ගනී.

(2) ක්ෂාරීය බැටරි

ක්ෂාරීය බැටරි සෘණ ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස සින්ක් සහ ධනාත්මක ඉලෙක්ට්‍රෝඩය ලෙස මැංගනීස් ඩයොක්සයිඩ් ද භාවිතා කරයි, නමුත් ඒවා ක්ෂාරීය ඉලෙක්ට්‍රෝලය ලෙස පොටෑසියම් හයිඩ්‍රොක්සයිඩ් ජලීය ද්‍රාවණයක් භාවිතා කරයි. ක්ෂාරීය පරිසරය බැටරියේ අභ්‍යන්තර රසායනික ප්‍රතික්‍රියා වල ප්‍රතික්‍රියා අනුපාතය සහ මාර්ගය වෙනස් කරයි. කාබන්-සින්ක් බැටරි හා සසඳන විට, ක්ෂාරීය බැටරි වල රෙඩොක්ස් ප්‍රතික්‍රියා වඩාත් කාර්යක්ෂම වන අතර එමඟින් වඩාත් ස්ථායී සහ කල් පවතින බල ප්‍රතිදානයක් ලබා දීමට ඔවුන්ට හැකි වේ.

II. කාර්ය සාධන සංසන්දනය

(1) වෝල්ටීයතාවය

කාබන්-සින්ක් බැටරිවල නාමික වෝල්ටීයතාවය සාමාන්‍යයෙන් 1.5V වේ. නව බැටරියක් මුලින්ම භාවිතා කරන විට, සත්‍ය වෝල්ටීයතාවය තරමක් වැඩි විය හැකිය, 1.6V - 1.7V පමණ. භාවිතය අතරතුර රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව ඉදිරියට යන විට, වෝල්ටීයතාවය ක්‍රමයෙන් අඩු වේ. වෝල්ටීයතාවය 0.9V පමණ දක්වා පහත වැටෙන විට, බැටරිය මූලික වශයෙන් අවසන් වන අතර බොහෝ උපාංග සඳහා ඵලදායී බලයක් තවදුරටත් සැපයිය නොහැක.

ක්ෂාරීය බැටරිවල නාමික වෝල්ටීයතාවය ද 1.5V වන අතර, නව බැටරියක ආරම්භක වෝල්ටීයතාවය ද 1.6V - 1.7V පමණ වේ. කෙසේ වෙතත්, ක්ෂාරීය බැටරිවල වාසිය වන්නේ සම්පූර්ණ විසර්ජන ක්‍රියාවලියේදී ඒවායේ වෝල්ටීයතාවය ක්‍රමයෙන් පහත වැටීමයි. බලයෙන් 80% කට වඩා පරිභෝජනය කළ පසුව පවා, වෝල්ටීයතාවය තවමත් 1.2V ට වඩා ඉහළ මට්ටමක පැවතිය හැකි අතර, උපාංග සඳහා වඩාත් ස්ථායී බල සැපයුමක් සපයයි.

(2) ධාරිතාව

බැටරි ධාරිතාව සාමාන්‍යයෙන් මිලිඇම්පියර්-පැය (mAh) වලින් මනිනු ලබන අතර, එය බැටරියට මුදා හැරිය හැකි විද්‍යුත් ආරෝපණ ප්‍රමාණය නියෝජනය කරයි. කාබන්-සින්ක් බැටරිවල ධාරිතාව සාපේක්ෂව අඩුය. සාමාන්‍ය AA ප්‍රමාණයේ කාබන්-සින්ක් බැටරිවල ධාරිතාව සාමාන්‍යයෙන් 500mAh – 800mAh අතර වේ. මෙය රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවට සම්බන්ධ වන මුළු ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය සහ ප්‍රතික්‍රියා කාර්යක්ෂමතාව සීමා කරන ඒවායේ ඉලෙක්ට්‍රෝලය සහ ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල ලක්ෂණ නිසාය.

ක්ෂාරීය බැටරිවල ධාරිතාව කාබන්-සින්ක් බැටරිවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. AA ප්‍රමාණයේ ක්ෂාරීය බැටරිවල ධාරිතාව 2000mAh - 3000mAh දක්වා ළඟා විය හැකිය. ක්ෂාරීය ඉලෙක්ට්‍රෝලය ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යවල ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කරනවා පමණක් නොව, අයනික සන්නායක කාර්යක්ෂමතාව ප්‍රශස්ත කරයි, ක්ෂාරීය බැටරි වැඩි විද්‍යුත් ශක්තියක් ගබඩා කර මුදා හැරීමට හැකි වන අතර එමඟින් ඒවා ඉහළ ශක්ති පරිභෝජනය කරන උපාංග සඳහා සුදුසු වේ.

(3) අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය

අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය යනු විසර්ජන ක්‍රියාවලියේදී බැටරියක ස්වයං-අලාභය මැනීම සඳහා වැදගත් පරාමිතියකි. කාබන්-සින්ක් බැටරිවල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය සාපේක්ෂව ඉහළ ය, ආසන්න වශයෙන් 0.1Ω – 0.3Ω. ඉහළ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ඉහළ ධාරා විසර්ජනයකදී බැටරිය තුළ විශාල වෝල්ටීයතා පහත වැටීමකට තුඩු දෙන අතර එමඟින් බලශක්ති අලාභයක් සිදු වේ. එබැවින්, කාබන්-සින්ක් බැටරි ඉහළ ධාරා බල සැපයුමක් අවශ්‍ය උපාංග සඳහා සුදුසු නොවේ.

ක්ෂාරීය බැටරිවල අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය සාපේක්ෂව අඩුය, 0.05Ω – 0.1Ω පමණ වේ. අඩු අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධක ලක්ෂණය නිසා ක්ෂාරීය බැටරිවලට අධි ධාරා විසර්ජනය අතරතුර ඉහළ ප්‍රතිදාන වෝල්ටීයතාවයක් පවත්වා ගැනීමට හැකි වන අතර එමඟින් බලශක්ති අලාභය අඩු වේ. ඩිජිටල් කැමරා සහ විදුලි සෙල්ලම් බඩු වැනි අධි බලැති උපාංග ධාවනය කිරීම සඳහා ඒවා වඩාත් සුදුසු වේ.

(4) සේවා කාලය

කාබන්-සින්ක් බැටරි වල සේවා කාලය සාපේක්ෂව කෙටි ය. කාමර උෂ්ණත්වයේ දී වසර 1 - 2 ක් පමණ ගබඩා කිරීමෙන් පසු, බලයේ සැලකිය යුතු අඩුවීමක් සිදුවනු ඇත. භාවිතයේ නොමැති විට පවා, ස්වයං-විසර්ජනය සිදු වේ. ඉහළ උෂ්ණත්ව හා ඉහළ ආර්ද්‍රතා පරිසරයන්හිදී, කාබන්-සින්ක් බැටරි කාන්දුවීම් ගැටළු වලට ද මුහුණ දිය හැකි අතර, උපාංග විඛාදනයට ලක් වේ.

ක්ෂාරීය බැටරි දිගු ආයු කාලයක් ඇති අතර කාමර උෂ්ණත්වයේ දී සාපේක්ෂව අඩු ස්වයං-විසර්ජන අනුපාතයක් සහිතව වසර 5 - 10 ක් ගබඩා කළ හැකිය. මීට අමතරව, ක්ෂාරීය බැටරි වල ව්‍යුහාත්මක සැලසුම සහ ඉලෙක්ට්‍රෝලය ලක්ෂණ ඒවා කාන්දු වීමට වඩා ප්‍රතිරෝධී කරයි, උපාංග සඳහා දිගු හා වඩා ස්ථායී බල ආධාරකයක් සපයයි.

(5) පිරිවැය සහ පාරිසරික ආරක්ෂාව

කාබන්-සින්ක් බැටරිවල නිෂ්පාදන පිරිවැය සාපේක්ෂව අඩු වන අතර, ඒවායේ වෙළඳපල මිල ද සාපේක්ෂව ලාභදායී වේ. ඒවා අඩු බල අවශ්‍යතා සහ දුරස්ථ පාලක සහ ඔරලෝසු වැනි පිරිවැය-සංවේදී යෙදුම් සහිත සරල උපාංග සඳහා සුදුසු වේ. කෙසේ වෙතත්, කාබන්-සින්ක් බැටරිවල රසදිය වැනි බැර ලෝහ අඩංගු වේ. ඉවත දැමීමෙන් පසු නිසි ලෙස බැහැර නොකළහොත් ඒවා පරිසරයට දූෂණයක් ඇති කරයි.

ක්ෂාරීය බැටරිවල නිෂ්පාදන පිරිවැය සාපේක්ෂව ඉහළ වන අතර ඒවායේ විකුණුම් මිල ද සාපේක්ෂව මිල අධිකය. කෙසේ වෙතත්, ක්ෂාරීය බැටරි රසදිය රහිත සහ පරිසර හිතකාමී වේ. එපමණක් නොව, ඒවායේ ඉහළ ධාරිතාව සහ දිගු සේවා කාලය හේතුවෙන්, දිගු කාලීන භාවිතයේදී විදුලි ශක්ති ඒකකයක පිරිවැය කාබන්-සින්ක් බැටරිවලට වඩා අඩු විය හැකි අතර, ඒවා ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනය කරන උපාංග සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.

III. තාක්ෂණික පරාමිතීන් සංසන්දනාත්මක වගුව

IV. නිගමනය

කාබන්-සින්ක් බැටරි සහ ක්ෂාරීය බැටරි එකිනෙකට කාර්ය සාධනය අනුව තමන්ගේම වාසි සහ අවාසි ඇත. කාබන්-සින්ක් බැටරි මිල අඩු නමුත් කුඩා ධාරිතාවක්, කෙටි සේවා කාලයක් සහ ඉහළ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් ඇත. ක්ෂාරීය බැටරි සාපේක්ෂව මිල අධික වුවද, ඒවාට ඉහළ ධාරිතාව, දිගු සේවා කාලයක්, අඩු අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධයක් සහ වැඩි පරිසර හිතකාමීත්වයක් ඇත. ප්‍රායෝගික යෙදුම් වලදී, හොඳම භාවිත බලපෑම සහ ආර්ථික ප්‍රතිලාභ ලබා ගැනීම සඳහා පරිශීලකයින් උපාංගවල බල අවශ්‍යතා, භාවිතයේ වාර ගණන මෙන්ම පිරිවැය සහ පාරිසරික ආරක්ෂණ සාධක අනුව සුදුසු බැටරි වර්ගය සාධාරණ ලෙස තෝරා ගත යුතුය.