แบตเตอรี่ไฟฟ้า

Q: ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แบตเตอรี่ไฟฟ้า

แบตเตอรี่ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า ที่ประกอบด้วย เซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไปที่มีการเชื่อมต่อภายนอกสำหรับจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อแบตเตอรี่จ่ายพลังงาน

แบตเตอรี่ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้า ที่ประกอบด้วย เซลล์ไฟฟ้าเคมีตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไปที่มีการเชื่อมต่อภายนอก^{[ 1 ]}สำหรับจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าเมื่อแบตเตอรี่จ่ายพลังงาน ขั้วบวกของแบตเตอรี่จะเป็นแคโทดและขั้วลบจะเป็นแอโนด[ ^{2 ] ขั้ว}ที่ทำเครื่องหมายว่าลบเป็นแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนเมื่อแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับโหลดไฟฟ้า ภายนอก อิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะไหลผ่านวงจรและไปถึงขั้วบวก ทำให้เกิด ปฏิกิริยา ออกซิเดชัน-รีดักชันโดยการดึงดูดไอออน ที่มีประจุบวก หรือแคตไอออน ดังนั้น สารตั้งต้นที่มีพลังงานสูงกว่าจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีพลังงานต่ำกว่า และ ความแตกต่าง ของพลังงานอิสระจะถูกส่งไปยังวงจรภายนอกในรูปของพลังงานไฟฟ้า ในอดีต คำว่า "แบตเตอรี่" หมายถึงอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์โดยเฉพาะ อย่างไรก็ตาม การใช้งานได้พัฒนาไปรวมถึงอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยเซลล์เดียวด้วย^{[ 3 ]}

แบตเตอรี่ แบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง (หรือ "แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง") ใช้ได้เพียงครั้งเดียวแล้วทิ้งเนื่องจาก วัสดุของ ขั้วไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างถาวรระหว่างการคายประจุ ตัวอย่างที่พบได้ทั่วไปคือแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ใช้ในไฟฉายและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาหลาย ชนิด แบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้ (แบตเตอรี่แบบคายประจุและชาร์จซ้ำได้)สามารถคายประจุและชาร์จซ้ำได้หลายครั้งโดยใช้กระแสไฟฟ้า การคายประจุย้อนกลับสามารถทำให้ส่วนประกอบดั้งเดิมของขั้วไฟฟ้ากลับคืนมาได้ ตัวอย่างเช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรด ที่ใช้ในรถยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน และ แบตเตอรี่ ลิเธียมไอออนที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาและรถยนต์ไฟฟ้า

แบตเตอรี่มีหลายรูปทรงและขนาด ตั้งแต่เซลล์ขนาดเล็กที่ใช้ในเครื่องช่วยฟังและนาฬิกาข้อมือ ไปจนถึงแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เท่าห้อง ซึ่งใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองหรือพลังงานฉุกเฉินสำหรับชุมสายโทรศัพท์และศูนย์ข้อมูล คอมพิวเตอร์ แบตเตอรี่มีพลังงานจำเพาะ (พลังงานต่อหน่วยมวล) ต่ำกว่าเชื้อเพลิง ทั่วไป เช่น น้ำมันเบนซินมาก ในรถยนต์ ข้อเสียนี้ได้รับการชดเชยบ้างด้วยประสิทธิภาพที่สูงกว่าของมอเตอร์ไฟฟ้าในการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ประวัติศาสตร์

สิ่งประดิษฐ์

แบตเตอรี่ แบบโวลตาอิก (Voltaic pile)คือแบตเตอรี่ชนิดแรก

นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีอเลสซานโดร โวลตาสาธิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของเขาให้จักรพรรดินโปเลียน โบนาปาร์ต แห่งฝรั่งเศสชม

เบนจามิน แฟรงคลินใช้คำว่า "แบตเตอรี่" เป็นครั้งแรกในปี 1749 เมื่อเขากำลังทำการทดลองเกี่ยวกับไฟฟ้าโดยใช้ตัวเก็บ ประจุ แบบขวดเลย์เดน ที่เชื่อมต่อกัน ^{[ 4 ]}แฟรงคลินจัดกลุ่มขวดจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกันในสิ่งที่เขาเรียกว่า "แบตเตอรี่" โดยใช้คำศัพท์ทางทหารสำหรับอาวุธที่ทำงานร่วมกัน^{[ 5 ]}ด้วยการเพิ่มจำนวนภาชนะบรรจุ จะสามารถเก็บประจุได้มากขึ้น และจะมีพลังงานมากขึ้นเมื่อปล่อยประจุ

นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีอเลสซานโดร โวลตาสร้างและอธิบายแบตเตอรี่ไฟฟ้าเคมีตัวแรก ซึ่งก็คือกองโวลตาอิกในปี ค.ศ. 1800 ^{[ 6 ]}นี่คือแผ่นทองแดงและสังกะสีที่ซ้อนกัน คั่นด้วยแผ่นกระดาษชุบน้ำเกลือ ซึ่งสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าคงที่ได้เป็นเวลานานพอสมควร โวลตาไม่เข้าใจว่าแรงดันไฟฟ้าเกิดจากปฏิกิริยาเคมี เขาคิดว่าเซลล์ของเขาเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด^{[ 7 ]}และผลกระทบจากการกัดกร่อนที่ขั้วไฟฟ้าเป็นเพียงปัญหาเล็กน้อย ไม่ใช่ผลที่หลีกเลี่ยงไม่ได้จากการทำงานของมัน ดังที่ไมเคิล ฟาราเดย์แสดงให้เห็นในปี ค.ศ. 1834 ^{[ 8 ]}

แม้ว่าแบตเตอรี่รุ่นแรกๆ จะมีคุณค่าอย่างมากสำหรับการทดลอง^{[ 9 ]}แต่ในทางปฏิบัติแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เหล่านั้นผันผวนและไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าปริมาณมากได้อย่างต่อเนื่องเซลล์แดเนียลซึ่งคิดค้นขึ้นในปี 1836 โดยนักเคมีชาวอังกฤษจอห์น เฟรเดอริก แดเนียล เป็นแหล่งกำเนิด ไฟฟ้า ที่ ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรกกลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมและมีการนำไปใช้อย่างแพร่หลายในฐานะแหล่งพลังงานสำหรับเครือข่ายโทรเลขไฟฟ้า^{[ 10 ]}ประกอบด้วยหม้อทองแดงที่บรรจุ สารละลาย คอปเปอร์ซัลเฟตซึ่งภายในมี ภาชนะ ดิน เผาที่ไม่ได้เคลือบ ซึ่งบรรจุกรดซัลฟิวริกและอิเล็กโทรดสังกะสี อยู่ ^{[ 11 ]}

เซลล์เปียกเหล่านี้ใช้อิเล็กโทรไลต์เหลว ซึ่งมีแนวโน้มที่จะรั่วไหลและหกได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง หลายชนิดใช้ขวดแก้วในการบรรจุส่วนประกอบ ซึ่งทำให้เปราะบางและอาจเป็นอันตรายได้ คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้เซลล์เปียกไม่เหมาะสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบพกพา ในช่วงปลายศตวรรษที่สิบเก้า การประดิษฐ์แบตเตอรี่เซลล์แห้งซึ่งแทนที่อิเล็กโทรไลต์เหลวด้วยสารละลายข้น ทำให้สามารถใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบพกพาได้^{[ 12 ]}

ในอดีต แบตเตอรี่ในอุปกรณ์หลอดสุญญากาศใช้เซลล์เปียกสำหรับแบตเตอรี่ "A" (เพื่อจ่ายพลังงานให้กับไส้หลอด) และเซลล์แห้งสำหรับแบตเตอรี่ "B" (เพื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับเพลต)

ความคืบหน้าอย่างต่อเนื่อง

ระหว่างปี 2010 ถึง 2018 ความต้องการแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น 30% ต่อปี โดยมีปริมาณรวม 180 GWhในปี 2018 คาดการณ์อย่างระมัดระวังว่าอัตราการเติบโตจะคงอยู่ที่ประมาณ 25% โดยมีความต้องการสูงสุดที่ 2600 GWh ในปี 2030 นอกจากนี้ คาดว่าการลดต้นทุนจะทำให้ความต้องการเพิ่มขึ้นอีกมากถึง 3562 GWh ^[¹³^]

เหตุผลสำคัญที่ทำให้การเติบโตของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ไฟฟ้ามีอัตราสูง ได้แก่ การใช้ไฟฟ้าในการขนส่ง และการใช้งานในวงกว้างในโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากโครงการลดการปล่อยคาร์บอน^{[ 13 ]}

แบตเตอรี่ไฟฟ้าแบบกระจาย เช่น แบตเตอรี่ที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า ( vehicle-to-grid ) และในการจัดเก็บพลังงานในบ้านที่มีมิเตอร์อัจฉริยะและเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะเพื่อตอบสนองต่อความต้องการเป็นผู้มีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในโครงข่ายจ่ายไฟอัจฉริยะ^{[ 14 ]} การนำแบตเตอรี่ที่เสื่อมสภาพบางส่วนกลับมาใช้ใหม่สามารถเพิ่มประโยชน์โดยรวมของแบตเตอรี่ไฟฟ้าได้ โดยการลดต้นทุนการจัดเก็บพลังงานและผลกระทบจากการปล่อยมลพิษเนื่องจากอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ในการใช้งานนี้แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าที่มีความจุลดลงเหลือน้อยกว่า 80% (โดยปกติหลังจากใช้งาน 5-8 ปี) จะถูกนำไปใช้ใหม่เพื่อใช้ในระบบสำรองไฟหรือระบบจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน^{[ 15 ]}

ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ระดับโครงข่ายหมายถึงการใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่เพื่อรวบรวมและกักเก็บพลังงานจากโครงข่ายหรือโรงไฟฟ้า จากนั้นจึงปล่อยพลังงานนั้นออกมาในภายหลังเพื่อจ่ายไฟฟ้าหรือบริการโครงข่ายอื่นๆ เมื่อจำเป็น ระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ระดับโครงข่าย (ไม่ว่าจะเป็นแบบครบวงจรหรือแบบกระจาย) ถือเป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงข่ายจ่ายพลังงานอัจฉริยะ^{[ 16 ]}

การเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์การคำนวณ

การเกิดขึ้นของการสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณได้ปฏิวัติการออกแบบวัสดุแบตเตอรี่ ทำให้สามารถคัดกรองปริมาณมากและการจำลองอะตอมิกที่เร่งการค้นพบอิเล็กโทรไลต์และอิเล็กโทรดใหม่ ๆ ซึ่งก้าวข้ามวิธีการลองผิดลองถูกแบบดั้งเดิม^{[ 17 ]}

เคมีและหลักการ

เซลล์ไฟฟ้าเคมีสำหรับสาธิต ในตัวอย่างนี้ เซลล์ครึ่งสองเซลล์เชื่อมต่อกันด้วยสะพานเกลือที่ช่วยให้ไอออนสามารถถ่ายโอนได้

แบตเตอรี่แปลงพลังงานเคมี เป็น พลังงานไฟฟ้าโดยตรงในหลายกรณี พลังงานไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาคือความแตกต่างของพลังงานยึดเหนี่ยว^{[ 18 ]}หรือพลังงานพันธะของโลหะ ออกไซด์ หรือโมเลกุลที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น พลังงานสามารถเก็บไว้ใน Zn หรือ Li ซึ่งเป็นโลหะพลังงานสูงเนื่องจากไม่เสถียรด้วยพันธะอิเล็กตรอน d ซึ่งแตกต่างจากโลหะทราน ซิชัน แบตเตอรี่ได้รับการออกแบบเพื่อให้ ปฏิกิริยา ออกซิเดชัน- รีดักชันที่เอื้อต่อพลังงาน เกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านส่วนภายนอกของวงจรเท่านั้น

แบตเตอรี่ประกอบด้วย เซลล์ไฟฟ้าจำนวนหนึ่งแต่ละเซลล์ประกอบด้วยครึ่งเซลล์สองเซลล์ที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรมด้วยอิเล็กโทรไลต์ นำไฟฟ้าที่มี แคตไอออนของโลหะครึ่งเซลล์หนึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์และขั้วลบ ซึ่งเป็นขั้วที่แอนไอออน (ไอออนที่มีประจุลบ) เคลื่อนที่ไป อีกครึ่งเซลล์หนึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรไลต์และขั้วบวก ซึ่งเป็นขั้วที่แคตไอออน ( ไอออนที่มีประจุบวก) เคลื่อนที่ไป แคตไอออนจะถูกรีดิวซ์ (มีการเพิ่มอิเล็กตรอน) ที่แคโทด ในขณะที่อะตอมของโลหะจะถูกออกซิไดซ์ (มีการกำจัดอิเล็กตรอน) ที่แอโนด^{[ 19 ]}เซลล์บางชนิดใช้อิเล็กโทรไลต์ที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละครึ่งเซลล์ จากนั้นจะใช้ตัวแยกเพื่อป้องกันการผสมของอิเล็กโทรไลต์ในขณะที่อนุญาตให้ไอออนไหลระหว่างครึ่งเซลล์เพื่อทำให้วงจรไฟฟ้าสมบูรณ์

แต่ละครึ่งเซลล์มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า ( emfซึ่งวัดเป็นโวลต์) สัมพันธ์กับมาตรฐานแรงเคลื่อนไฟฟ้าสุทธิของเซลล์คือผลต่างระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าของครึ่งเซลล์^{[ 20 ]}ดังนั้น หากอิเล็กโทรดมีแรงเคลื่อนไฟฟ้า ${\mathcal {E}}_{1}$ และ ${\mathcal {E}}_{2}$ ดังนั้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าสุทธิคือ ${\mathcal {E}}_{2}-{\mathcal {E}}_{1}$ กล่าวอีกนัยหนึ่ง emf สุทธิคือความแตกต่างระหว่างศักยภาพการลดลงของปฏิกิริยาครึ่ง^{[ 21 ]}

แรงขับเคลื่อนทางไฟฟ้าหรือ $\displaystyle {\เดลต้า V_{\ข้อความ{ค้างคาว}}}$ แรงดันไฟฟ้า ที่ขั้วของเซลล์เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว (ความแตกต่าง)และวัดเป็นโวลต์ [ ^{22 ] แรง}ดันไฟฟ้าที่ขั้วของเซลล์ที่ไม่ได้ชาร์จหรือคายประจุเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดและเท่ากับ emf ของเซลล์ เนื่องจากความต้านทานภายใน^{[ 23 ]}แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเซลล์ที่กำลังคายประจุจะมีขนาดเล็กกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด และแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเซลล์ที่กำลังชาร์จจะมีค่ามากกว่าแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด^{[ 24 ]}เซลล์ในอุดมคติมีความต้านทานภายในน้อยมาก ดังนั้นจึงรักษาแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วให้คงที่ได้ ${\mathcal {E}}$ จนกระทั่งหมด แล้วจึงลดลงเหลือศูนย์ หากเซลล์ดังกล่าวรักษาแรงดัน 1.5 โวลต์และสร้างประจุ 1 คูลอมบ์เมื่อคายประจุจนหมด เซลล์นั้นจะทำงาน 1.5 จูล^{[ 22 ]}ในเซลล์จริง ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นเมื่อคายประจุ^{[ 23 ]}และแรงดันวงจรเปิดก็จะลดลงเมื่อคายประจุเช่นกัน หากพล็อตแรงดันและความต้านทานเทียบกับเวลา กราฟที่ได้มักจะเป็นเส้นโค้ง รูปร่างของเส้นโค้งจะแตกต่างกันไปตามเคมีและการจัดเรียงภายในที่ใช้

แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ขั้วของเซลล์ขึ้นอยู่กับการปลดปล่อยพลังงานจากปฏิกิริยาเคมีของอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์ เซลล์อัลคาไลน์และ เซลล์ สังกะสี-คาร์บอนมีเคมีที่แตกต่างกัน แต่มี emf ใกล้เคียงกันที่ 1.5 โวลต์ ในทำนองเดียวกัน เซลล์ NiCdและNiMHมีเคมีที่แตกต่างกัน แต่มี emf ใกล้เคียงกันที่ 1.2 โวลต์^{[ 25 ]}การเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าเคมีสูงในปฏิกิริยาของ สารประกอบ ลิเธียมทำให้เซลล์ลิเธียมมี emf 3 โวลต์หรือมากกว่า^{[ 26 ]}

ของเหลวหรือวัตถุชื้นเกือบทุกชนิดที่มีไอออนเพียงพอที่จะนำไฟฟ้าได้สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์สำหรับเซลล์ได้ เพื่อเป็นนวัตกรรมหรือการสาธิตทางวิทยาศาสตร์ เป็นไปได้ที่จะใส่อิเล็กโทรดสองอันที่ทำจากโลหะต่างกันลงในมะนาว [ ²⁷^]มันฝรั่ง^[²⁸^]เป็นต้น และสร้างกระแสไฟฟ้าปริมาณเล็กน้อย^ได้

สามารถสร้างกองโวลตาอิกได้จากเหรียญสองเหรียญ (เช่น เหรียญนิกเกิลและเหรียญเพนนี ) และกระดาษทิช ชู่ ที่ชุบน้ำเกลือกองดังกล่าวสร้างแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก แต่เมื่อนำมาเรียงต่อกัน หลายๆ กอง ก็สามารถใช้แทนแบตเตอรี่ปกติได้ในระยะเวลาสั้นๆ^{[ 29 ]}

ประเภท

แบตเตอรี่ปฐมภูมิและแบตเตอรี่ทุติยภูมิ

แบตเตอรี่แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ แบตเตอรี่ปฐมภูมิและแบตเตอรี่ทุติยภูมิ:

แบตเตอรี่ ปฐมภูมิได้รับการออกแบบให้ใช้งานจนกว่าพลังงานจะหมดแล้วจึงทิ้ง ปฏิกิริยาเคมีของแบตเตอรี่โดยทั่วไปไม่สามารถย้อนกลับได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ เมื่อสารตั้งต้นในแบตเตอรี่หมด แบตเตอรี่จะหยุดผลิตกระแสไฟฟ้าและใช้งานไม่ได้^{[ 30 ]}
แบตเตอรี่ รองสามารถชาร์จใหม่ได้ กล่าวคือ ปฏิกิริยาเคมีของแบตเตอรี่สามารถย้อนกลับได้โดยการใช้กระแสไฟฟ้ากับเซลล์ ซึ่งจะสร้างสารตั้งต้นทางเคมีดั้งเดิมขึ้นมาใหม่ ทำให้สามารถใช้งาน ชาร์จใหม่ และใช้งานซ้ำได้หลายครั้ง^{[ 31 ]}

แบตเตอรี่ปฐมภูมิบางประเภทที่ใช้ เช่น สำหรับ วงจร โทรเลขสามารถนำกลับมาใช้งานได้อีกครั้งโดยการเปลี่ยนขั้วไฟฟ้า^{[ 32 ]}แบตเตอรี่ทุติยภูมิไม่สามารถชาร์จใหม่ได้เรื่อยๆ เนื่องจากการเสื่อมสภาพของวัสดุที่ใช้งานอยู่ การสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ และการกัดกร่อนภายใน

แบตเตอรี่ปฐมภูมิ หรือเซลล์ปฐมภูมิสามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ทันทีเมื่อประกอบเสร็จ โดยทั่วไปมักใช้ในอุปกรณ์พกพาที่มีการใช้กระแสไฟฟ้าต่ำ ใช้งานเป็นครั้งคราว หรือใช้งานห่างไกลจากแหล่งพลังงานอื่น เช่น ในวงจรเตือนภัยและการสื่อสารที่ไฟฟ้าอื่นมีให้ใช้เป็นครั้งคราวเท่านั้น เซลล์ปฐมภูมิแบบใช้แล้วทิ้งไม่สามารถชาร์จใหม่ได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีไม่สามารถย้อนกลับได้ง่าย และวัสดุที่ใช้งานอยู่อาจไม่กลับคืนสู่รูปเดิม ผู้ผลิตแบตเตอรี่แนะนำไม่ให้พยายามชาร์จเซลล์ปฐมภูมิ^{[ 33 ]}โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่เหล่านี้มีความหนาแน่นของพลังงาน สูง กว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จได้^{[ 34 ]}แต่แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งไม่เหมาะกับการใช้งานที่มีการใช้กระแสไฟฟ้าสูงและมีโหลดต่ำกว่า 75 โอห์ม (75 Ω) แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งทั่วไป ได้แก่แบตเตอรี่สังกะสี-คาร์บอนและแบตเตอรี่อัลคาไลน์

แบตเตอรี่รอง หรือที่เรียกว่าเซลล์รองหรือแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ต้องชาร์จก่อนใช้งานครั้งแรก โดยปกติแล้วจะประกอบขึ้นจากวัสดุที่ใช้งานอยู่ในสถานะที่คายประจุแล้ว แบตเตอรี่แบบชาร์จได้จะถูกชาร์จ (หรือชาร์จใหม่) โดยการจ่ายกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะย้อนกลับปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างการคายประจุ/การใช้งาน อุปกรณ์ที่จ่ายกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสมเรียกว่าเครื่องชาร์จ แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ที่เก่าแก่ที่สุดคือแบตเตอรี่ตะกั่วกรดซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์และเรือเทคโนโลยีนี้มีอิเล็กโทรไลต์เหลวอยู่ในภาชนะที่ไม่ปิดสนิท ทำให้ต้องวางแบตเตอรี่ในแนวตั้งและบริเวณนั้นต้องมีการระบายอากาศที่ดี เพื่อให้แน่ใจว่าก๊าซไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จเกินจะกระจายตัวได้อย่างปลอดภัย แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีน้ำหนักค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่สามารถจ่ายได้ ต้นทุนการผลิตต่ำและกระแสไฟกระชากสูงทำให้เป็นที่นิยมใช้ในกรณีที่ความจุ (มากกว่าประมาณ 10 Ah) มีความสำคัญมากกว่าน้ำหนักและปัญหาในการจัดการ การใช้งานทั่วไปคือแบตเตอรี่รถยนต์ สมัยใหม่ ซึ่งโดยทั่วไปสามารถจ่ายกระแสสูงสุดได้ถึง450 แอมแปร์

องค์ประกอบ

มีการผลิตเซลล์ไฟฟ้าเคมีหลายประเภทโดยใช้กระบวนการทางเคมีและการออกแบบที่แตกต่างกัน รวมถึงเซลล์กัลวานิกเซลล์อิเล็กโทรไลติกเซลล์เชื้อเพลิง เซลล์ไหลและกองโวลตาอิก^{[ 35 ]}

แบตเตอรี่ แบบเซลล์เปียกมีอิเล็กโทรไลต์เป็น ของเหลว ชื่อเรียกอื่นๆ ได้แก่เซลล์น้ำท่วมเนื่องจากของเหลวปกคลุมชิ้นส่วนภายในทั้งหมด หรือเซลล์ระบายอากาศเนื่องจากก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานสามารถระบายออกสู่อากาศได้ เซลล์เปียกเป็นต้นกำเนิดของเซลล์แห้งและมักใช้เป็นเครื่องมือในการเรียนรู้เคมีไฟฟ้าสามารถสร้างได้ด้วยอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการทั่วไป เช่นบีกเกอร์เพื่อสาธิตวิธีการทำงานของเซลล์ไฟฟ้าเคมี เซลล์เปียกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าเซลล์ความเข้มข้นมีความสำคัญในการทำความเข้าใจการกัดกร่อนเซลล์เปียกอาจเป็นเซลล์ปฐมภูมิ (ชาร์จซ้ำไม่ได้) หรือเซลล์ทุติยภูมิ (ชาร์จซ้ำได้) เดิมทีแบตเตอรี่ปฐมภูมิที่ใช้งานได้จริงทั้งหมด เช่นเซลล์แดเนียลถูกสร้างขึ้นเป็นเซลล์เปียกในขวดแก้วแบบเปิดด้านบน เซลล์เปียกปฐมภูมิอื่นๆ ได้แก่เซลล์เลอแคลนช์เซลล์ โกร ฟเซลล์บุนเซน เซลล์กรดโครมิก เซลล์คลาร์กและเซลล์เวสตันเคมีของเซลล์เลอแคลนช์ถูกดัดแปลงไปใช้กับเซลล์แห้งรุ่นแรกๆ แบตเตอรี่แบบเซลล์เปียกยังคงใช้ในแบตเตอรี่รถยนต์และในอุตสาหกรรมสำหรับพลังงานสำรองสำหรับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์โทรคมนาคม หรือแหล่งจ่ายไฟสำรอง ขนาดใหญ่ แต่ในหลายแห่งได้มีการใช้ แบตเตอรี่แบบ เซลล์เจลแทน แล้ว โดยทั่วไปแล้วการใช้งานเหล่านี้จะใช้ เซลล์ ตะกั่ว-กรดหรือ นิกเกล-แคดเมียม แบตเตอรี่แบบเกลือหลอมเหลวเป็นแบตเตอรี่ปฐมภูมิหรือทุติยภูมิที่ใช้เกลือหลอมเหลวเป็นอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่เหล่านี้ทำงานที่อุณหภูมิสูงและต้องมีการหุ้มฉนวนอย่างดีเพื่อรักษาความร้อน

แบตเตอรี่แห้งใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์แบบวางเป็นเนื้อเดียวกัน โดยมีปริมาณความชื้นเพียงพอที่จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ ต่างจากแบตเตอรี่เปียก แบตเตอรี่แห้งสามารถใช้งานได้ในทุกทิศทางโดยไม่หกเลอะเทอะ เนื่องจากไม่มีของเหลวอิสระ ทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์พกพา ในทางตรงกันข้าม แบตเตอรี่เปียกรุ่นแรกๆ มักเป็นภาชนะแก้วที่เปราะบาง มีแท่งตะกั่วห้อยอยู่ด้านบน และต้องใช้งานอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงการหก แบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่สามารถบรรลุความปลอดภัยและพกพาสะดวกได้เท่าแบตเตอรี่แห้ง จนกระทั่งมีการพัฒนาแบตเตอรี่เจลแบตเตอรี่แห้งที่พบได้ทั่วไปคือแบตเตอรี่สังกะสี-คาร์บอนบางครั้งเรียกว่าแบตเตอรี่แห้งเลอแคลนเช่ (Leclanché cell ) มีแรงดันไฟฟ้าปกติ 1.5 โวลต์เท่ากับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ (เนื่องจากทั้งสองใช้ ส่วนผสม ของสังกะสีและแมงกานีสไดออกไซด์ เหมือนกัน ) แบตเตอรี่แห้งมาตรฐานประกอบด้วย ขั้วบวก สังกะสีซึ่งมักอยู่ในรูปทรงกระบอก และ ขั้วลบ คาร์บอนในรูปแท่งตรงกลาง สารละลายอิเล็กโทรไลต์คือแอมโมเนียมคลอไรด์ในรูปของเนื้อวางอยู่ข้างขั้วบวกสังกะสี ช่องว่างที่เหลือระหว่างอิเล็กโทรไลต์และแคโทดคาร์บอนจะถูกเติมเต็มด้วยสารละลายข้นชนิดที่สอง ซึ่งประกอบด้วยแอมโมเนียมคลอไรด์และแมงกานีสไดออกไซด์ โดยแมงกานีสไดออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวลดขั้วในบางแบบ แอมโมเนียมคลอไรด์จะถูกแทนที่ด้วยซิงค์คลอไรด์

แบตเตอรี่สำรองสามารถเก็บรักษาไว้ในสภาพที่ยังไม่ได้ประกอบ (ไม่ได้ใช้งานและไม่จ่ายพลังงาน) เป็นเวลานาน (อาจเป็นปี) เมื่อต้องการใช้แบตเตอรี่ ก็จะนำมาประกอบ (เช่น โดยการเติมอิเล็กโทรไลต์) เมื่อประกอบเสร็จแล้ว แบตเตอรี่ก็จะถูกชาร์จและพร้อมใช้งาน ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่สำหรับชนวน ปืนใหญ่แบบอิเล็กทรอนิกส์ อาจถูกกระตุ้นด้วยแรงกระแทกจากการยิงปืน แรงเร่งจะทำให้แคปซูลอิเล็กโทรไลต์แตก ซึ่งจะกระตุ้นแบตเตอรี่และจ่ายพลังงานให้กับวงจรของชนวน แบตเตอรี่สำรองมักถูกออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานสั้น (ไม่กี่วินาทีหรือนาที) หลังจากเก็บรักษาเป็นเวลานาน (หลายปี) แบตเตอรี่ที่ทำงานด้วยน้ำสำหรับเครื่องมือทางสมุทรศาสตร์หรือการใช้งานทางทหารจะทำงานเมื่อจุ่มลงในน้ำ

เมื่อวันที่ 28 กุมภาพันธ์ 2017 มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินได้ออกข่าวประชาสัมพันธ์เกี่ยวกับแบตเตอรี่โซลิดสเตท ชนิดใหม่ ซึ่งพัฒนาโดยทีมงานที่นำโดยจอห์น กู๊ด อีนาฟ ผู้คิดค้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน “ซึ่งอาจนำไปสู่แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ที่ปลอดภัยกว่า ชาร์จเร็วขึ้น และใช้งานได้นานขึ้นสำหรับอุปกรณ์พกพา รถยนต์ไฟฟ้า และการจัดเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่” ^{[ 36 ]}แบตเตอรี่โซลิดสเตทยังกล่าวกันว่ามี “ความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าถึงสามเท่า” ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานในรถยนต์ไฟฟ้าเป็นต้น นอกจากนี้ยังควรเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น เนื่องจากเทคโนโลยีนี้ใช้วัสดุที่ราคาถูกกว่าและเป็นมิตรต่อโลก เช่น โซเดียมที่สกัดจากน้ำทะเล และยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ามาก^{[ 37 ]}

โซนี่ได้พัฒนาแบตเตอรี่ชีวภาพที่สร้างกระแสไฟฟ้าจากน้ำตาลในลักษณะที่คล้ายกับกระบวนการที่พบในสิ่งมีชีวิต แบตเตอรี่สร้างกระแสไฟฟ้าโดยใช้เอนไซม์ที่ย่อยสลายคาร์โบไฮเดรต^{[ 38 ]}

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบปิด ผนึกที่มีวาล์วควบคุม (แบตเตอรี่ VRLA) เป็นที่นิยมในอุตสาหกรรมยานยนต์เพื่อใช้ทดแทน แบตเตอรี่ ตะกั่วกรดแบบเปียก แบตเตอรี่ VRLA ใช้อิเล็กโทรไลต์กรดซัล ฟิวริกที่ตรึงอยู่กับที่ ซึ่ง ช่วยลดโอกาสการรั่วไหลและยืดอายุการใช้งาน [ ^{39 ] แบตเตอรี่} VRLA ตรึงอิเล็กโทรไลต์ไว้ มีสองประเภทคือ:

แบตเตอรี่แบบเจล (หรือ "เซลล์เจล") ใช้อิเล็กโทรไลต์กึ่งแข็ง
แบตเตอรี่ แบบ Absorbed Glass Mat (AGM) ดูดซับอิเล็กโทรไลต์ไว้ในแผ่นใยแก้วชนิดพิเศษ

แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้พกพาอื่นๆ ได้แก่ แบตเตอรี่แบบ "เซลล์แห้ง" ชนิดปิดผนึกหลายชนิด ซึ่งมีประโยชน์ในการใช้งาน เช่น โทรศัพท์มือถือและคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปเซลล์ประเภทนี้ (เรียงตามลำดับความหนาแน่นของพลังงานและราคาที่เพิ่มขึ้น) ได้แก่ เซลล์ นิกเกล-แคดเมียม (NiCd), นิกเกล-สังกะสี (NiZn), นิกเกล-เมทัลไฮไดรด์ (NiMH) และลิเธียมไอออน (Li-ion) Li-ion มีส่วนแบ่งการตลาดแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ชนิดเซลล์แห้งสูงที่สุด NiMH ได้เข้ามาแทนที่ NiCd ในการใช้งานส่วนใหญ่เนื่องจากมีความจุสูงกว่า แต่ NiCd ยังคงใช้ในเครื่องมือไฟฟ้าวิทยุสื่อสารและอุปกรณ์ทางการแพทย์

ในช่วงทศวรรษ 2000 การพัฒนาที่สำคัญได้แก่ แบตเตอรี่ที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังอยู่ภายใน เช่นUSBCELLซึ่งช่วยให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่ AA ผ่านขั้วต่อUSB ได้ แบตเตอรี่นาโนบอลที่ช่วยให้มีอัตราการคายประจุสูงกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปประมาณ 100 เท่า และ ชุด แบตเตอรี่อัจฉริยะที่มีตัวตรวจสอบสถานะการชาร์จและวงจรป้องกันแบตเตอรี่ที่ป้องกันความเสียหายจากการคายประจุมากเกินไปการคายประจุเองต่ำ (LSD) ช่วยให้สามารถชาร์จเซลล์สำรองก่อนการจัดส่งได้

แบตเตอรี่ลิเธียมซัลเฟอร์ถูกนำมาใช้ในเที่ยวบินพลังงานแสงอาทิตย์ที่ยาวที่สุดและสูงที่สุด^{[ 40 ]}

เกรดสำหรับผู้บริโภคและเกรดอุตสาหกรรม

แบตเตอรี่ทุกประเภทผลิตขึ้นในระดับผู้บริโภคและระดับอุตสาหกรรม แบตเตอรี่ระดับอุตสาหกรรมที่มีราคาสูงกว่าอาจใช้สารเคมีที่ให้กำลังไฟฟ้าต่อขนาดที่สูงกว่า มีการคายประจุเองต่ำกว่า จึงมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเมื่อไม่ได้ใช้งาน ทนต่อการรั่วไหลได้ดีกว่า และตัวอย่างเช่น สามารถทนต่ออุณหภูมิและความชื้นสูงที่เกี่ยวข้องกับการฆ่าเชื้อด้วยเครื่องอบไอน้ำทางการแพทย์ได้^{[ 41 ]}

การผสมผสานและการจัดการ

แบตเตอรี่แบบมาตรฐานจะถูกใส่เข้าไปในช่องใส่แบตเตอรี่ของอุปกรณ์ที่ใช้งาน แต่หากอุปกรณ์ไม่ได้ใช้แบตเตอรี่แบบมาตรฐาน โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่เหล่านั้นจะถูกรวมไว้ในชุดแบตเตอรี่ แบบพิเศษ ซึ่งประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายก้อน พร้อมด้วยคุณสมบัติเพิ่มเติม เช่นระบบจัดการแบตเตอรี่และตัวแยกแบตเตอรี่เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ภายในได้รับการชาร์จและคายประจุอย่างสม่ำเสมอ

ขนาด

แบตเตอรี่ปฐมภูมิที่หาซื้อได้ง่ายสำหรับผู้บริโภคมีตั้งแต่เซลล์ขนาดเล็กแบบกระดุมที่ใช้กับนาฬิกาไฟฟ้า ไปจนถึงเซลล์เบอร์ 6 ที่ใช้สำหรับวงจรสัญญาณหรือการใช้งานที่ต้องการระยะเวลานาน ส่วนแบตเตอรี่ทุติยภูมิมีขนาดใหญ่มาก แบตเตอรี่ขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถใช้จ่ายไฟให้กับเรือดำน้ำหรือช่วยรักษาเสถียรภาพของระบบไฟฟ้าและช่วยลดภาระสูงสุดได้

ข้อมูล ณ ปี 2017แบตเตอรี่ที่ใหญ่ที่สุดในโลกถูกสร้างขึ้นในเซาท์ออสเตรเลียโดยTeslaสามารถเก็บพลังงานได้ 129 MWh ^{[ 42 ]}แบตเตอรี่ในมณฑลเหอเป่ยประเทศจีน ซึ่งสามารถเก็บ ไฟฟ้าได้ 36 MWh ถูกสร้างขึ้นในปี 2013 ด้วยต้นทุน 500 ล้านดอลลาร์สหรัฐ^{[ 43 ]}แบตเตอรี่ขนาดใหญ่อีกก้อนหนึ่งซึ่งประกอบด้วย เซลล์ Ni–Cdอยู่ในแฟร์แบงค์ รัฐอะแลสกามีพื้นที่2,000 ตารางเมตร (22,000 ตารางฟุต)ซึ่งใหญ่กว่าสนามฟุตบอล และมีน้ำหนัก 1,300 ตัน ผลิตโดยABBเพื่อเป็นแหล่งพลังงานสำรองในกรณีไฟดับ แบตเตอรี่สามารถจ่ายพลังงานได้ 40 MW นานถึงเจ็ดนาที^[⁴⁴^]แบตเตอรี่โซเดียม-ซัลเฟอร์ถูกนำมาใช้เพื่อเก็บพลังงานลม^[⁴⁵^] ระบบแบตเตอรี่ ขนาด 4.4 MWh ที่สามารถจ่ายพลังงานได้ 11 MW นาน 25 นาที ช่วยรักษาเสถียรภาพการผลิตของฟาร์มกังหันลม Auwahi ในฮาวาย^[⁴⁶^]

การเปรียบเทียบ

คุณสมบัติของเซลล์ที่สำคัญหลายอย่าง เช่น แรงดันไฟฟ้า ความหนาแน่นของพลังงาน ความสามารถในการติดไฟ โครงสร้างเซลล์ที่มีอยู่ ช่วงอุณหภูมิการทำงาน และอายุการเก็บรักษา ล้วนถูกกำหนดโดยเคมีของแบตเตอรี่^{[ 47 ]}

ประสิทธิภาพ ความจุ และการปล่อย

คุณสมบัติของแบตเตอรี่อาจเปลี่ยนแปลงไปตามรอบการใช้งาน รอบการชาร์จและตลอดอายุการใช้งาน เนื่องจากปัจจัยหลายประการ รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีภายใน การใช้ พลังงานและอุณหภูมิ ที่อุณหภูมิต่ำ แบตเตอรี่จะไม่สามารถจ่ายพลังงานได้มากเท่าที่ควร ดังนั้น ในสภาพอากาศหนาวเย็น เจ้าของรถบางรายจึงติดตั้งเครื่องทำความร้อนแบตเตอรี่ ซึ่งเป็นแผ่นทำความร้อนไฟฟ้าขนาดเล็กที่ช่วยให้แบตเตอรี่รถยนต์มีอุณหภูมิที่อบอุ่นอยู่เสมอ

ความจุของแบตเตอรี่คือปริมาณประจุไฟฟ้าที่สามารถจ่ายได้ที่แรงดันไฟฟ้าที่ไม่ลดลงต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าขั้วที่กำหนด ยิ่งมีวัสดุอิเล็กโทรดในเซลล์มากเท่าไร ความจุก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เซลล์ขนาดเล็กมีความจุน้อยกว่าเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีองค์ประกอบทางเคมีเดียวกัน แม้ว่าจะมีแรงดันไฟฟ้าวงเปิดเท่ากันก็ตาม^{[ 48 ]}ความจุมักจะระบุเป็นแอมแปร์-ชั่วโมง (A·h) (mAh สำหรับแบตเตอรี่ขนาดเล็ก) ความจุที่กำหนดของแบตเตอรี่มักจะแสดงเป็นผลคูณของ 20 ชั่วโมงคูณด้วยกระแสไฟฟ้าที่แบตเตอรี่ใหม่สามารถจ่ายได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 20 ชั่วโมงที่20 °C (68 °F)ในขณะที่ยังคงอยู่เหนือแรงดันไฟฟ้าขั้วที่กำหนดต่อเซลล์ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ที่กำหนดที่ 100 A·h สามารถจ่ายกระแสได้ 5 A ในช่วงเวลา 20 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้องสัดส่วนของประจุที่เก็บไว้ที่แบตเตอรี่สามารถจ่ายได้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่ อัตราการจ่ายประจุ (กระแส) แรงดันไฟฟ้าขั้วที่ต้องการ ระยะเวลาการจัดเก็บ อุณหภูมิแวดล้อม และปัจจัยอื่นๆ^[⁴⁹^]^[⁴⁸^]

ยิ่งอัตราการคายประจุสูง ความจุก็จะยิ่งต่ำลง^{[ 50 ]}ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้า เวลาคายประจุ และความจุของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดโดยประมาณ (ในช่วงค่ากระแสไฟฟ้าทั่วไป) เป็นไปตามกฎของเพอเคิร์ต :

t={\frac {Q_{P}}{I^{k}}}

ที่ไหน

Q_{P}

คือความจุเมื่อปล่อยประจุที่อัตรา 1 แอมป์

I

คือกระแสไฟฟ้าที่ดึงออกมาจากแบตเตอรี่ ( A )

t

คือระยะเวลา (เป็นชั่วโมง) ที่แบตเตอรี่สามารถใช้งานได้ต่อเนื่อง

k

เป็นค่าคงที่ประมาณ 1.3

แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว (ทั้งแบบชาร์จได้และแบบใช้แล้วทิ้ง) จะสูญเสียประจุจากการคายประจุภายในเองเมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าจะไม่ได้ถูกคายประจุจนหมดก็ตาม เนื่องจากมีปฏิกิริยาข้างเคียง ที่ไม่สามารถย้อนกลับ ได้ ซึ่งจะใช้ตัวนำประจุโดยไม่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้า อัตราการคายประจุเองขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของแบตเตอรี่ โดยทั่วไปจะใช้เวลาหลายเดือนถึงหลายปีจึงจะสูญเสียประจุไปมาก เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ ปฏิกิริยาข้างเคียงเพิ่มเติมจะลดความจุสำหรับการคายประจุครั้งต่อไป หลังจากชาร์จมากพอแล้ว ความจุทั้งหมดจะหายไปและแบตเตอรี่จะหยุดจ่ายพลังงาน การสูญเสียพลังงานภายในและข้อจำกัดของอัตราที่ไอออนผ่านอิเล็กโทรไลต์ทำให้ประสิทธิภาพ ของแบตเตอรี่ แตกต่างกันไป เหนือเกณฑ์ขั้นต่ำ การคายประจุในอัตราต่ำจะให้ความจุของแบตเตอรี่มากกว่าการคายประจุในอัตราสูง การติดตั้งแบตเตอรี่ที่มีค่า A·h ต่างกันจะเปลี่ยนเวลาการใช้งาน แต่จะไม่เปลี่ยนการทำงานของอุปกรณ์เว้นแต่จะเกินขีดจำกัดของโหลด โหลดที่ใช้พลังงานสูง เช่นกล้องดิจิทัลสามารถลดความจุรวมของแบตเตอรี่แบบชาร์จได้หรือแบบใช้แล้วทิ้งได้ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ที่มีพิกัดความจุ 2 A·h สำหรับการใช้งาน 10 หรือ 20 ชั่วโมง จะไม่สามารถรักษากระแสไฟ 1 A ได้ตลอดสองชั่วโมงเต็มตามที่ระบุไว้

อัตราCคือการวัดอัตราการชาร์จหรือการคายประจุของแบตเตอรี่ โดยกำหนดให้เป็นกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแบตเตอรี่หารด้วยกระแสไฟฟ้าตามทฤษฎีที่แบตเตอรี่จะสามารถจ่ายพลังงานได้เต็มความจุตามที่ระบุไว้ในหนึ่งชั่วโมง^{[ 51 ]}มีหน่วยเป็นh ⁻¹เนื่องจากการสูญเสียความต้านทานภายในและกระบวนการทางเคมีภายในเซลล์ แบตเตอรี่จึงไม่ค่อยสามารถจ่ายพลังงานได้เต็มความจุตามที่ระบุไว้ในเวลาเพียงหนึ่งชั่วโมง โดยทั่วไปแล้ว ความจุสูงสุดจะพบได้ที่อัตรา C ต่ำ และการชาร์จหรือการคายประจุที่อัตรา C สูงขึ้นจะลดอายุการใช้งานและความจุของแบตเตอรี่ลง ผู้ผลิตมักจะเผยแพร่เอกสารข้อมูลที่มีกราฟแสดงความจุเทียบกับเส้นโค้งอัตรา C อัตรา C ยังใช้เป็นค่าที่ใช้กับแบตเตอรี่เพื่อระบุถึงกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่แบตเตอรี่สามารถจ่ายได้อย่างปลอดภัยในวงจร มาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้โดยทั่วไปจะให้คะแนนความจุและรอบการชาร์จในช่วงเวลาการคายประจุ 4 ชั่วโมง (0.25C), 8 ชั่วโมง (0.125C) หรือนานกว่านั้น แบตเตอรี่ชนิดที่ออกแบบมาเพื่อวัตถุประสงค์พิเศษ เช่น ในเครื่องสำรองไฟสำหรับ คอมพิวเตอร์ อาจได้รับการจัดอันดับโดยผู้ผลิตให้มีระยะเวลาการคายประจุที่น้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง (1C) แต่อาจมีอายุการใช้งานที่จำกัด

ในปี 2009 มีการทดลองผลิตลิเธียมไอรอนฟอสเฟต ( LiFePO4) ) เทคโนโลยีแบตเตอรี่ให้การชาร์จและการส่งพลังงานที่เร็วที่สุด โดยปล่อยพลังงานทั้งหมดไปยังโหลดภายใน 10 ถึง 20 วินาที^{[ 52 ]}ในปี 2024 มีการสาธิตแบตเตอรี่ต้นแบบสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าที่สามารถชาร์จจาก 10% ถึง 80% ภายในห้านาที^{[ 53 ]}และบริษัทจีนแห่งหนึ่งอ้างว่าแบตเตอรี่รถยนต์ที่ตนแนะนำสามารถชาร์จจาก 10% ถึง 80% ภายใน 10.5 นาที ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่เร็วที่สุดที่มีอยู่ เมื่อเทียบกับTesla ที่ใช้เวลา 15 นาทีในการชาร์จครึ่งหนึ่ง^{[ 54 ]}

อายุขัยและความทนทาน

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ (หรืออายุการใช้งาน) มีความหมายสองอย่างสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ แต่มีความหมายเดียวสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จไม่ได้ สามารถใช้เพื่ออธิบายระยะเวลาที่อุปกรณ์สามารถทำงานได้ด้วยแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มแล้ว ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "ความทนทาน" ^{[ 55 ]}สำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ อาจใช้เพื่ออธิบายจำนวนรอบการชาร์จ/คายประจุที่เป็นไปได้ก่อนที่เซลล์จะทำงานได้ไม่ดี ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า "อายุการใช้งาน" ^{[ 56 ]}คำว่าอายุการเก็บรักษาใช้เพื่ออธิบายว่าแบตเตอรี่จะคงประสิทธิภาพไว้ได้นานแค่ไหนระหว่างการผลิตและการใช้งาน ความจุที่มีอยู่ของแบตเตอรี่ทั้งหมดจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง ตรงกันข้ามกับแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันกองแบตเตอรี่ Zamboniที่คิดค้นขึ้นในปี 1812 มีอายุการใช้งานที่ยาวนานมากโดยไม่ต้องซ่อมแซมหรือชาร์จใหม่ แม้ว่าจะสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้น้อยมาก (นาโนแอมป์) ระฆังไฟฟ้า Oxfordได้ส่งเสียงดังอย่างต่อเนื่องเกือบตลอดมาตั้งแต่ปี 1840 ด้วยแบตเตอรี่คู่เดิม ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นกองแบตเตอรี่ Zamboni

แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งโดยทั่วไปจะสูญเสียประจุเดิม 8–20% ต่อปีเมื่อเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้อง (20–30 °C) ^{[ 57 ]}นี่เรียกว่าอัตรา "การคายประจุเอง" ซึ่งเกิดจากปฏิกิริยาเคมี "ด้านข้าง" ที่ไม่ก่อให้เกิดกระแสไฟฟ้าซึ่งเกิดขึ้นภายในเซลล์แม้ว่าจะไม่มีโหลดก็ตาม อัตราของปฏิกิริยาด้านข้างจะลดลงสำหรับแบตเตอรี่ที่เก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า แม้ว่าบางส่วนอาจเสียหายจากการแช่แข็ง และการเก็บไว้ในตู้เย็นจะไม่ยืดอายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญและเสี่ยงต่อการเกิดการควบแน่นที่ทำให้เกิดความเสียหาย^{[ 58 ]}แบตเตอรี่แบบชาร์จได้รุ่นเก่าจะคายประจุเองเร็วกว่าแบตเตอรี่อัลคาไลน์แบบใช้แล้วทิ้ง โดยเฉพาะแบตเตอรี่ที่มีส่วนประกอบของนิกเกิล แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม (NiCd) ที่ชาร์จใหม่จะสูญเสียประจุ 10% ใน 24 ชั่วโมงแรก และหลังจากนั้นจะคายประจุในอัตราประมาณ 10% ต่อเดือน อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่นิกเกิลเมทัลไฮไดรด์ (NiMH) รุ่นใหม่ที่มีอัตราการคายประจุเองต่ำและแบตเตอรี่ลิเธียมรุ่นใหม่แสดงให้เห็นอัตราการคายประจุเองที่ต่ำกว่า (แต่ยังคงสูงกว่าแบตเตอรี่แบบใช้ครั้งเดียวทิ้ง)

วัสดุที่ใช้งานบนแผ่นแบตเตอรี่จะเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีในแต่ละรอบการชาร์จและการคายประจุ วัสดุที่ใช้งานอาจสูญหายไปเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของปริมาตร ซึ่งจำกัดจำนวนครั้งที่สามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้ แบตเตอรี่แบบนิกเกิลส่วนใหญ่จะถูกคายประจุบางส่วนเมื่อซื้อ และต้องชาร์จก่อนใช้งานครั้งแรก^{[ 59 ]}แบตเตอรี่ NiMH รุ่นใหม่พร้อมใช้งานเมื่อซื้อ และมีการคายประจุเพียง 15% ในหนึ่งปี^{[ 60 ]}

การเสื่อมสภาพบางส่วนเกิดขึ้นในแต่ละรอบการชาร์จและการคายประจุ การเสื่อมสภาพมักเกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กโทรไลต์เคลื่อนตัวออกจากขั้วไฟฟ้าหรือเนื่องจากวัสดุที่ใช้งานอยู่หลุดออกจากขั้วไฟฟ้า แบตเตอรี่ NiMH ความจุต่ำ (1,700–2,000 mA·h) สามารถชาร์จได้ประมาณ 1,000 ครั้ง ในขณะที่แบตเตอรี่ NiMH ความจุสูง (มากกว่า 2,500 mA·h) ใช้งานได้ประมาณ 500 รอบ^{[ 61 ]}แบตเตอรี่ NiCd มักได้รับการจัดอันดับไว้ที่ 1,000 รอบก่อนที่ความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นอย่างถาวรเกินค่าที่ใช้งานได้ การชาร์จเร็วจะเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของส่วนประกอบ ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานสั้นลง^{[ 61 ]}หากเครื่องชาร์จไม่สามารถตรวจจับได้ว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้ว การชาร์จเกินก็มีโอกาสเกิดขึ้นได้ ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่เสียหาย^{[ 62 ]}

เซลล์ NiCd หากใช้ในลักษณะซ้ำๆ กัน อาจแสดงการลดลงของความจุที่เรียกว่า " เอฟเฟกต์หน่วยความจำ " ^{[ 63 ]}สามารถหลีกเลี่ยงเอฟเฟกต์นี้ได้ด้วยวิธีปฏิบัติง่ายๆ เซลล์ NiMH แม้จะมีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายกัน แต่ได้รับผลกระทบจากเอฟเฟกต์หน่วยความจำน้อยกว่า^{[ 64 ]}

แบตเตอรี่ ตะกั่วกรดแบบ ชาร์จได้ สำหรับยานยนต์ต้องทนต่อความเครียดจากการสั่นสะเทือน แรงกระแทก และช่วงอุณหภูมิ เนื่องจากความเครียดเหล่านี้และการเกิดซัลเฟตของแผ่นตะกั่ว ทำให้แบตเตอรี่รถยนต์ส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานไม่เกินหกปีในการใช้งานปกติ^{[ 65 ]} แบตเตอรี่ สตาร์ทรถยนต์( SLI : Starting, Lighting, Ignition )มีแผ่นบางหลายแผ่นเพื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้าให้สูงสุด โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งแผ่นหนาเท่าไหร่ อายุการใช้งานก็จะยิ่งยาวนานขึ้นเท่านั้น โดยปกติแล้วจะมีการปล่อยประจุเพียงเล็กน้อยก่อนที่จะชาร์จใหม่ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดแบบ "deep-cycle" เช่นที่ใช้ในรถกอล์ฟไฟฟ้า มีแผ่นที่หนากว่ามากเพื่อยืดอายุการใช้งาน^{[ 66 ]}ข้อดีหลักของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดคือต้นทุนต่ำ ข้อเสียหลักคือขนาดและน้ำหนักที่มากเมื่อเทียบกับความจุและแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แบตเตอรี่ตะกั่วกรดไม่ควรปล่อยประจุจนต่ำกว่า 20% ของความจุ^{[ 67 ]}เนื่องจากความต้านทานภายในจะทำให้เกิดความร้อนและความเสียหายเมื่อชาร์จใหม่ ระบบตะกั่วกรดแบบวงจรลึกมักใช้ไฟเตือนประจุต่ำหรือสวิตช์ตัดไฟเมื่อประจุต่ำเพื่อป้องกันความเสียหายประเภทที่จะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สั้นลง^{[ 68 ]}

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สามารถยืดออกไปได้โดยการเก็บแบตเตอรี่ไว้ที่อุณหภูมิต่ำ เช่น ในตู้เย็นหรือช่องแช่แข็งซึ่งจะช่วยชะลอการเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง การเก็บรักษาแบบนี้สามารถยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่อัลคาไลน์ได้ประมาณ 5% ส่วนแบตเตอรี่แบบชาร์จได้นั้นสามารถเก็บประจุได้นานกว่ามาก ขึ้นอยู่กับชนิดของ แบตเตอรี่ ^{[ 69 ]}เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าสูงสุด แบตเตอรี่จะต้องถูกนำกลับไปที่อุณหภูมิห้อง การคายประจุแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ 250 mA ที่ 0 °C จะมีประสิทธิภาพเพียงครึ่งหนึ่งเมื่อเทียบกับที่ 20 °C ^{[ 34 ]}ผู้ผลิตแบตเตอรี่อัลคาไลน์ เช่นDuracellไม่แนะนำให้แช่เย็นแบตเตอรี่^{[ 33 ]}

อันตราย

การระเบิด

โดยทั่วไป การระเบิดของแบตเตอรี่เกิดจากการใช้งานผิดวิธีหรือความผิดปกติ เช่น การพยายามชาร์จแบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง (แบตเตอรี่ที่ไม่สามารถชาร์จซ้ำได้) หรือการลัดวงจร

เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ในอัตราที่สูงเกินไป อาจเกิดก๊าซผสมที่ระเบิดได้ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและออกซิเจนเร็วกว่าที่จะระบายออกจากภายในแบตเตอรี่ได้ (เช่น ผ่านช่องระบายอากาศในตัว) ทำให้เกิดแรงดันสะสมและในที่สุดตัวแบตเตอรี่ก็จะระเบิด ในกรณีที่รุนแรง สารเคมีในแบตเตอรี่อาจพุ่งออกมาจากตัวแบตเตอรี่อย่างรุนแรงและทำให้เกิดการบาดเจ็บได้ บทสรุปของผู้เชี่ยวชาญเกี่ยวกับปัญหานี้ระบุว่าแบตเตอรี่ประเภทนี้ใช้ "อิเล็กโทรไลต์เหลวในการขนส่งไอออนลิเธียมระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ หากเซลล์แบตเตอรี่ถูกชาร์จเร็วเกินไป อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร นำไปสู่การระเบิดและไฟไหม้" ^{[ 70 ]}^{[ 71 ]}แบตเตอรี่รถยนต์มีแนวโน้มที่จะระเบิดมากที่สุดเมื่อไฟฟ้าลัดวงจรทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสูงมาก แบตเตอรี่ดังกล่าวจะผลิตไฮโดรเจนซึ่งระเบิดได้ง่ายมากเมื่อถูกชาร์จเกิน (เนื่องจากการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำในอิเล็กโทรไลต์) ในระหว่างการใช้งานปกติ ปริมาณการชาร์จเกินมักจะน้อยมากและผลิตไฮโดรเจนได้น้อย ซึ่งจะสลายไปอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม เมื่อ "สตาร์ทรถโดยใช้สายพ่วง" กระแสไฟฟ้าสูงอาจทำให้เกิดการปล่อยไฮโดรเจนปริมาณมากอย่างรวดเร็ว ซึ่งอาจจุดติดไฟและระเบิดได้จากประกายไฟที่อยู่ใกล้เคียง เช่น เมื่อถอดสายพ่วงออก

การชาร์จไฟเกิน (การพยายามชาร์จแบตเตอรี่เกินความจุทางไฟฟ้า) อาจทำให้แบตเตอรี่ระเบิดได้ นอกเหนือจากการรั่วไหลหรือความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้แล้ว ยังอาจทำให้เครื่องชาร์จหรืออุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ที่ชาร์จเกินนั้นเสียหายได้อีกด้วย

การกำจัดแบตเตอรี่ด้วยการเผาอาจทำให้เกิดการระเบิดได้ เนื่องจากไอน้ำจะสะสมอยู่ภายในกล่องที่ปิดสนิท

การรั่วไหล

สารเคมีในแบตเตอรี่หลายชนิดมีฤทธิ์กัดกร่อน เป็นพิษ หรือทั้งสองอย่าง หาก เกิด การรั่วไหลไม่ว่าจะโดยธรรมชาติหรือโดยอุบัติเหตุ สารเคมีที่รั่วไหลออกมาอาจเป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้งมักใช้ "กระป๋อง" สังกะสีเป็นทั้งสารตั้งต้นและภาชนะบรรจุสารเคมีอื่นๆ หากแบตเตอรี่ชนิดนี้ถูกใช้งานจนหมดประจุมากเกินไป สารเคมีอาจรั่วไหลออกมาทางกระดาษแข็งและพลาสติกที่เป็นส่วนที่เหลือของภาชนะ สารเคมีที่รั่วไหลออกมาอาจทำลายหรือทำให้เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เสียหายได้ ด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายรายจึงแนะนำให้ถอดแบตเตอรี่ออกจากอุปกรณ์ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน

การกำจัด

แบตเตอรี่หลายประเภทใช้วัสดุที่เป็นพิษ เช่น ตะกั่วปรอทและแคดเมียมเป็นอิเล็กโทรดหรืออิเล็กโทรไลต์ เมื่อแบตเตอรี่แต่ละก้อนหมดอายุการใช้งาน จะต้องกำจัดทิ้งเพื่อป้องกันความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม^{[ 72 ]} แบตเตอรี่เป็น ขยะอิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่ง บริการ รีไซเคิลขยะอิเล็กทรอนิกส์จะกู้คืนสารพิษ ซึ่งสามารถนำไปใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ใหม่ได้^{[ 73 ]}จากแบตเตอรี่เกือบสามพันล้านก้อนที่ซื้อในสหรัฐอเมริกาในแต่ละปี ประมาณ 179,000 ตันถูกทิ้งลงในหลุมฝังกลบทั่วประเทศ^{[ 74 ]}

การกลืนกิน

แบตเตอรี่อาจเป็นอันตรายหรือถึงแก่ชีวิตได้หากกลืนเข้าไป^{[ 75 ]}แบตเตอรี่แบบกระดุมขนาดเล็กอาจถูกกลืนเข้าไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเด็กเล็ก ขณะอยู่ในระบบทางเดินอาหาร การปล่อยประจุไฟฟ้าของแบตเตอรี่อาจทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ^{[ 76 ]}ความเสียหายดังกล่าวบางครั้งอาจร้ายแรงและนำไปสู่การเสียชีวิตได้ แบตเตอรี่แบบแผ่นกลมที่กลืนเข้าไปมักไม่ก่อให้เกิดปัญหา เว้นแต่จะไปติดอยู่ในระบบทางเดินอาหารบริเวณที่พบแบตเตอรี่แบบแผ่นกลมติดอยู่บ่อยที่สุดคือหลอดอาหาร ซึ่งส่งผลให้เกิดอาการ ทางคลินิกตาม มา แบตเตอรี่ที่ผ่านหลอดอาหารไปได้สำเร็จมักจะไม่ไปติดอยู่ที่อื่น โอกาสที่แบตเตอรี่แบบแผ่นกลมจะไปติดอยู่ที่หลอดอาหารนั้นขึ้นอยู่กับอายุของผู้ป่วยและขนาดของแบตเตอรี่ เด็กโตมักไม่มีปัญหาหากใช้แบตเตอรี่ที่มีขนาดเล็กกว่า 21–23 มม. อาจเกิดภาวะเนื้อตายจากการสลายตัวเนื่องจากโซเดียมไฮดรอกไซด์ถูกสร้างขึ้นจากกระแสไฟฟ้าที่ผลิตโดยแบตเตอรี่ (โดยปกติจะอยู่ที่ขั้วบวก) การทะลุอาจเกิดขึ้นได้เร็วที่สุดภายใน 6 ชั่วโมงหลังจากการกลืนเข้าไป^{[ 77 ]}ผู้ผลิตบางรายเติมสารขมลงในแบตเตอรี่เพื่อป้องกันการกลืน^{[ 78 ]}

กฎหมายและข้อบังคับ

กฎหมายเกี่ยวกับแบตเตอรี่ไฟฟ้ารวมถึงหัวข้อต่างๆ เช่น การกำจัดอย่างปลอดภัยและการรีไซเคิล เพื่อตอบสนองต่อรายงานอุบัติเหตุและความล้มเหลว ซึ่งบางครั้งอาจเกิดการลุกไหม้หรือระเบิด การเรียกคืนอุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจึงพบได้บ่อยขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา^{[ 79 ]}^{[ 80 ]}

สหรัฐอเมริกา

ในสหรัฐอเมริกาพระราชบัญญัติการจัดการแบตเตอรี่ที่มีสารปรอทและแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ปี 1996 ห้ามการขายแบตเตอรี่ที่มีสารปรอท กำหนดข้อกำหนดการติดฉลากที่เป็นมาตรฐานสำหรับแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ และกำหนดให้แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ต้องถอดออกได้ง่าย^{[ 81 ]}รัฐแคลิฟอร์เนียและนครนิวยอร์กห้ามการทิ้งแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ลงในขยะมูลฝอย^{[ 82 ]}^{[ 83 ]}อุตสาหกรรมแบตเตอรี่แบบชาร์จได้ดำเนินโครงการรีไซเคิลทั่วประเทศในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา โดยมีจุดรับฝากที่ร้านค้าปลีกในท้องถิ่น^{[ 84 ]}

สหภาพยุโรป

คำสั่งเกี่ยวกับแบตเตอรี่ของสหภาพยุโรปมีข้อกำหนดที่คล้ายคลึงกัน นอกเหนือจากการกำหนดให้มีการรีไซเคิลแบตเตอรี่เพิ่มขึ้นและส่งเสริมการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการรีไซเคิลแบตเตอรี่ ที่ดีขึ้น ^{[ 85 ]}ตามคำสั่งนี้ แบตเตอรี่ทั้งหมดที่จะจำหน่ายภายในสหภาพยุโรปจะต้องมีเครื่องหมาย "สัญลักษณ์การเก็บรวบรวม" (ถังขยะมีล้อที่มีเครื่องหมายกากบาท) ซึ่งจะต้องครอบคลุมอย่างน้อย 3% ของพื้นผิวของแบตเตอรี่ทรงปริซึมและ 1.5% ของพื้นผิวของแบตเตอรี่ทรงกระบอก บรรจุภัณฑ์ทั้งหมดจะต้องมีเครื่องหมายเช่นเดียวกัน^{[ 86 ]}

เมื่อวันที่ 9 ธันวาคม พ.ศ. 2565 รัฐสภายุโรปได้บรรลุข้อตกลงที่จะบังคับให้ผู้ผลิตออกแบบเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมดที่จำหน่ายในสหภาพยุโรป (และไม่ได้ใช้งานในสภาพเปียกชื้นเป็นหลัก) ให้ผู้บริโภคสามารถถอดและเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้เองอย่างง่ายดาย ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2569 เป็นต้นไป^{[ 87 ]}^{[ 88 ]}

ดูเพิ่มเติม

บรรณานุกรม

Dingrando, Laurel และ คณะ (2007). เคมี: สสารและการเปลี่ยนแปลง . นิวยอร์ก: Glencoe/McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-877237-5.บทที่ 21 (หน้า 662–695) ว่าด้วยเรื่องเคมีไฟฟ้า
ฟิงค์, โดนัลด์ จี. ; เอช. เวย์น บีตี้ (1978). คู่มือมาตรฐานสำหรับวิศวกรไฟฟ้า ฉบับที่สิบเอ็ด . นิวยอร์ก: แมคกรอว์-ฮิลล์. ISBN 978-0-07-020974-9.
ไนท์, แรนดัล ดี. (2004). ฟิสิกส์สำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร: แนวทางเชิงกลยุทธ์ . ซานฟรานซิสโก: เพียร์สัน เอ็ดดูเคชั่น. ISBN 978-0-8053-8960-9.บทที่ 28–31 (หน้า 879–995) มีข้อมูลเกี่ยวกับศักย์ไฟฟ้า
ลินเดน, เดวิด; โทมัส บี. เรดดี (2001). คู่มือแบตเตอรี่ . นิวยอร์ก: แมคกรอว์-ฮิลล์. ISBN 978-0-07-135978-8.
Saslow, Wayne M. (2002). ไฟฟ้า แม่เหล็ก และแสง . โทรอนโต: Thomson Learning. ISBN 978-0-12-619455-5.บทที่ 8–9 (หน้า 336–418) มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบตเตอรี่
เทอร์เนอร์, เจมส์ มอร์ตัน. ชาร์จ: ประวัติศาสตร์ของแบตเตอรี่และบทเรียนสำหรับอนาคตพลังงานสะอาด (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยวอชิงตัน, 2022). บทวิจารณ์ออนไลน์

ลิงก์ภายนอก

สื่อที่เกี่ยวข้องกับแบตเตอรี่ไฟฟ้าในวิกิมีเดียคอมมอนส์
แบตเตอรี่แบบใช้แล้วทิ้ง (เก็บถาวรเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม 2556)
HowStuffWorks: แบตเตอรี่ทำงานอย่างไร
แบตเตอรี่เซลล์ประเภทอื่นๆ
ชุดสื่อการสอน DoITPoMS - "แบตเตอรี่"

[ 1 ]

2 ] ขั้ว

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

22 ] แรง

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

27

[

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

39 ] แบตเตอรี่

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[

[

[

[ 47 ]

[ 48 ]

[

[ 50 ]

[ 51 ]

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[ 57 ]

[ 58 ]

[ 59 ]

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[ 66 ]

[ 67 ]

[ 68 ]

[ 69 ]

[ 70 ]

[ 71 ]

[ 72 ]

[ 73 ]

[ 74 ]

[ 75 ]

[ 76 ]

[ 77 ]

[ 78 ]

[ 79 ]

[ 80 ]

[ 81 ]

[ 82 ]

[ 83 ]

[ 84 ]

[ 85 ]

[ 86 ]

[ 87 ]

[ 88 ]