งานนำเสนอที่ครุกำหนดให้

เร่ืองแบตเตอร่ี ถดั ไป

1 แบตเตอรี่ (องั กฤษ: battery) เป็นอปุ กรณท์ ่ีประกอบดว้ ย เซลลไ์ ฟฟ้าเคมี หน่งึ เซลลห์ รือ มากกวา่ ท่ีมีการเช่ือมตอ่ ภายนอกเพ่ือใหก้ าลงั งานกบั อปุ กรณไ์ ฟฟ้า[1] แบตเตอร่ี หน้า 1 มี ขวั้ บวก (องั กฤษ: anode) และ ขวั้ ลบ (องั กฤษ: cathode) ขวั้ ท่ีมีเคร่อื งหมายบวก จะมีพลงั งานศกั ยไ์ ฟฟ้าสงู กวา่ ขวั้ ท่ีมีเคร่อื งหมายลบ ขวั้ ท่ีมีเคร่อื งหมายลบคือแหลง่ ท่ีมาของ 2 แบตเตอรี่ อเิ ลก็ ตรอนท่ีเม่ือเช่ือมตอ่ กบั วงจรภายนอกแลว้ อิเล็กตรอนเหลา่ นีจ้ ะไหลและส่งมอบพลงั งาน การใชแ้ บตเตอรี่ 3 หลักการทางาน ใหก้ บั อปุ กรณภ์ ายนอก เม่ือแบตเตอร่เี ช่ือมตอ่ กบั วงจรภายนอก สาร อิเล็กโทรไลต์ มี ความสามารถท่ีจะเคล่ือนท่ีโดยทาตวั เป็นไอออน ยอมใหป้ ฏิกิรยิ าทางเคมีทางานแลว้ เสรจ็ ใน ขวั้ ไฟฟ้าท่ีอยหู่ า่ งกนั เป็นการสง่ มอบพลงั งานใหก้ บั วงจรภายนอก การเคล่ือนไหวของไอออน เหลา่ นนั้ ท่ีอยใู่ นแบตเตอร่ที ่ีทาใหเ้ กิดกระแสไหลออกจากแบตเตอร่ีเพ่ือปฏิบตั งิ าน[2] ในอดตี คา วา่ \"แบตเตอร่\"ี หมายถงึ เฉพาะอปุ กรณท์ ่ีประกอบดว้ ยเซลลห์ ลายเซลล์ แตก่ ารใชง้ านไดม้ ีการ พฒั นาใหร้ วมถงึ อปุ กรณท์ ่ีประกอบดว้ ยเซลลเ์ พียงเซลลเ์ ดยี ว[3] แบตเตอร่ปี ฐมภมู จิ ะถกู ใชเ้ พียงครงั้ เดยี วหรอื \"ใชแ้ ลว้ ทงิ้ \"; วสั ดทุ ่ีใชท้ าขวั้ ไฟฟา้ จะมีการ เปล่ียนแปลงอยา่ งถาวรในชว่ งปลอ่ ยประจอุ อก (องั กฤษ: discharge) ตวั อยา่ งท่ีพบบอ่ ย ก็คือ แบตเตอร่อี ลั คาไลน์ ท่ีใชส้ าหรบั ไฟฉาย และอีกหลายอปุ กรณพ์ กพา แบตเตอร่ที ตุ ยิ ภมู ิ (แบตเตอร่ปี ระจใุ หมไ่ ด)้ สามารถดสิ ชารจ์ และชารจ์ ใหมไ่ ดห้ ลายครงั้ ในการนีอ้ งคป์ ระกอบเดมิ แบตเตอร่ีชนิดประจุไฟฟ้าใหม่ไดแ้ ละชนิดใช้แล้วทงิ้ 4 ของขวั้ ไฟฟา้ สามารถเรยี กคนื สภาพเดมิ ไดโ้ ดยกระแสยอ้ นกลบั ตวั อยา่ งเชน่ แบตเตอร่ตี ะก่วั กรด ท่ีใชใ้ นยานพาหนะและแบตเตอร่ี ลิเธียมไอออน ท่ีใชส้ าหรบั อปุ กรณอ์ ิเล็กทรอนิกสแ์ บบ เคล่ือนยา้ ยได้ แบตเตอร่มี าในหลายรูปทรงและหลายขนาด จากเซลลข์ นาดเล็กท่ีใหพ้ ลงั งานกบั เคร่อื งชว่ ย ฟัง และนาฬิกาขอ้ มือ จนถึงแบตเตอร่ีแบงคท์ ่ีมีขนาดเทา่ หอ้ งท่ีใหพ้ ลงั งานเตรยี มพรอ้ ม ขอ้ ควรระวังเก่ยี วกับแบตเตอร่ี 5 สาหรบั ชมุ สายโทรศพั ท์ และ ศนู ยข์ อ้ มลู คอมพิวเตอร์ ตามการคาดการณใ์ นปี 2005 อตุ สาหกรรมแบตเตอร่ที ่วั โลกสรา้ งมลู คา่ 48 พนั ลา้ นดอลาร์ สหรฐั ในการขายในแตล่ ะปี[4] ดว้ ยการเจรญิ เตบิ โตประจาปี 6% แบตเตอร่มี ีคา่ พลงั งานเฉพาะ (พลงั งานตอ่ หนว่ ยมวล) ต่ากวา่ มากเม่ือเทียบ กบั เชือ้ เพลงิ ทงั้ หลาย เชน่ นา้ มนั แตก่ ็สามารถชดเชยไดบ้ า้ งโดยประสทิ ธิภาพท่ีสงู ของมอเตอร์ ถดั ไป ไฟฟา้ ในการผลติ งานดา้ นกลไกเม่ือเทียบกบั เคร่อื งยนตส์ นั ดาป ถดั ไป

2 หลักการทางาน การใช้ \"แบตเตอร\"ี่ เพ่ืออธิบายกลมุ่ ของอปุ กรณไ์ ฟฟ้าสามารถยอ้ นหลงั ไปใน 3แบตเตอร่แี ปลงพลงั งานเคมีใหเ้ ป็นพลงั งานไฟฟ้าโดยตรง แบตเตอร่ปี ระกอบดว้ ยเซลลแ์ บบโวล สมยั เบนจาอฟั แฟรงคลิน ผซู้ ่งึ ในปี 1748 ไดอ้ ธิบายกลมุ่ ของ หมอ้ เลยเ์ ดน โดยอปุ มา วา่ เป็น แบตเตอร่ขี องปืนใหญ่[5] (เบนจามิน แฟรงคลนิ ยืมคาวา่ \"แบตเตอร่\"ี จาก ตาไดม้ ากกวา่ หน่งึ เซลล์ แตล่ ะเซลลป์ ระกอบดว้ ยสอง ครง่ึ เซลล์ ท่ีเช่ือมตอ่ เรียงกนั เป็นแถว กองทพั ท่ีหมายถึงอาวธุ ท่ีทางานดว้ ยกนั [6]) โดยสารอเิ ลก็ โทรไลตท์ ่ีเป็นส่ือกระแสไฟฟ้าท่ีมีไอออนท่ีมีประจลุ บ (องั กฤษ: anion) และ อาเลสซานโดร โวลตา ไดส้ รา้ งและไดอ้ ธิบายแบตเตอร่ไี ฟฟ้าเคมีตวั แรก voltaic ไอออนท่ีมีประจบุ วก (องั กฤษ: cation) ครง่ึ เซลลห์ นง่ึ ตวั จะมีอเิ ล็กโทรไลตแ์ ละขวั้ ลบ pile ในปี 1800.[7] น่ีเป็นชนั้ ซอ้ นกนั ของแผน่ ทองแดงและแผน่ สงั กะสี ค่นั โดยจาน กระดาษชมุ่ ดว้ ยนา้ เกลือ มนั สามารถผลติ กระแสท่ีคงท่ีไดเ้ ป็นเวลานานทีเดียว โวลตา (อิเลก็ โทรดท่ีแอนไอออนว่งิ เขา้ หา); อีกครง่ึ เซลลห์ น่งึ จะมีอเิ ล็กโทรไลตแ์ ละขวั้ บวก (อเิ ลก็ โทรดท่ี ไมไ่ ดพ้ อใจท่ีโวลเตจเกิดจากปฏิกิรยิ าเคมี เขาคดิ วา่ เซลลข์ องเขาเป็นแหล่งพลงั งานท่ีใช้ ไมห่ มด[8] และการกดั กรอ่ นท่ีกระทบตอ่ ขวั้ ไฟฟ้าทงั้ สองเป็นเพียงส่งิ รบกวน มากกวา่ จะ แคทไอออนว่งิ เขา้ หา Redox ปฏิกิรยิ า Redox เป็นตวั ใหพ้ ลงั งานกบั แบตเตอร่ี แคทไอออน เป็นผลตามมาท่ีไมอ่ าจเล่ียงไดข้ องการปฏิบตั งิ านของพวกมนั อยา่ งท่ี ไมเคลิ ฟารา จะลดลง (อิเล็กตรอนมีการเพ่ิม) ท่ีแคโทดระหวา่ งการชารจ์ ประจุ ในขณะท่ีแอนไอออนจะถกู เดย์ แสดงใหเ้ ห็นในปี 1834.[9] ออกซไิ ดซ์ (อเิ ลก็ ตรอนจะถกู ลบออก) ท่ีขวั้ บวกระหวา่ งการชารจ์ [13] ในระหวา่ งการดีสชารจ์ แมว้ า่ แบตเตอร่ใี นชว่ งตน้ ตน้ จะมีประโยชนอ์ ยา่ งมากสาหรบั วตั ถปุ ระสงคด์ า้ นการ ทดลองก็ตาม แตใ่ นทางปฏิบตั แิ ลว้ แรงดนั ไฟฟ้าของพวกมนั มีความผนั ผวนและพวกมนั กระบวนการจะเป็นตรงกนั ขา้ ม ขวั้ ไฟฟา้ ทงั้ สองไมไ่ ดส้ มั ผสั กนั แตเ่ ช่ือมตอ่ ทางไฟฟา้ โดย ก็ไมส่ ามารถใหก้ ระแสขนาดใหญ่ไดเ้ ป็นระยะเวลาอยา่ งตอ่ เน่ือง สว่ น เซลลข์ องนีลล์ ท่ี อิเล็กโทรไลต์ เซลลบ์ างตวั ใชอ้ ิเลก็ โทรไลตแ์ ตกตา่ งกนั สาหรบั แตล่ ะครง่ึ เซลล์ ตวั ค่นั ชว่ ยให้ คดิ คน้ ไดใ้ นปี 1836 โดยนกั เคมีชาวองั กฤษ จอหน์ เฟรเดอรกิ นีลล์ เป็นแหลง่ ผลติ ไฟฟ้า ในทางปฏิบตั คิ รงั้ แรก และกลายเป็นมาตรฐานอตุ สาหกรรมและไดร้ บั การยอมรบั อยา่ ง ไอออนไหลระหวา่ งครง่ึ เซลล์ แตจ่ ะชว่ ยปอ้ งกนั การผสมของอิเล็กโทรไลตท์ งั้ สองดา้ น กวา้ งขวางวา่ เป็นแหลง่ พลงั งานสาหรบั เครอื ขา่ ย โทรเลขไฟฟ้า[10] เซลลข์ องนีลล์ ประกอบดว้ ยหมอ้ ทองแดงท่ีเตมิ เตม็ ดว้ ยสารละลาย คอปเปอรซ์ ลั เฟต ท่ีแชด่ ว้ ย แตล่ ะครง่ึ เซลลม์ ี แรงเคล่ือนไฟฟา้ (หรอื EMF) ท่ีกาหนดโดยความสามารถของมนั ในการขบั ภาชนะ ดนิ เผา เคลือบท่ีเตมิ เตม็ ดว้ ย กรดกามะถนั และขวั้ ไฟฟา้ สงั กะสี[11] กระแสไฟฟ้าจากภายในสภู่ ายนอกของเซลล์ แรงเคล่ือนไฟฟ้าสทุ ธิของเซลลค์ ือความแตกตา่ ง เซลลเ์ ปียกเหลา่ นีใ้ ชอ้ เิ ลก็ โทรไลตเ์ ป็นของเหลว ซ่งึ มีแนวโนม้ ท่ีจะร่วั ไหลและหกหากไม่ ถือไปมาอยา่ งถกู ตอ้ ง หลายเซลลใ์ ชโ้ หลแกว้ เพ่ือยดึ ชนิ้ สว่ นของพวกมนั ไว้ ซ่งึ ทาใหพ้ วก ระหวา่ ง EMFs ของครง่ึ เซลลข์ องมนั [14] ดงั นนั้ หากขวั้ ไฟฟ้ามี EMFs = มนั เปราะบาง ลกั ษณะเหลา่ นีท้ าใหเ้ ซลลเ์ ปียกไมเ่ หมาะสมสาหรบั การใชท้ ่ีตอ้ ง เคล่ือนยา้ ยไปมา เม่ือใกลจ้ ดุ สนิ้ สดุ ของศตวรรษท่ีสบิ เกา้ การประดษิ ฐ์ขนึ้ ของ แบตเตอร่ี {\\displaystyle {\\mathcal {E}}_{1}}{\\displaystyle {\\mathcal เซลลแ์ หง้ ซง่ึ ไดแ้ ทนท่ีอิเลก็ โทรไลตข์ องเหลวดว้ ยสารท่ีเป็นของแขง็ กว่า ทาใหอ้ ปุ กรณ์ {E}}_{1}} และ {\\displaystyle {\\mathcal {E}}_{2}}{\\displaystyle ไฟฟา้ แบบพกพาสามารถทาไดใ้ นทางปฏิบตั ิ {\\mathcal {E}}_{2}} ดงั นนั้ EMF สทุ ธิจะเป็น {\\displaystyle {\\mathcal ถดั ไป {E}}_{2}-{\\mathcal {E}}_{1}}{\\displaystyle {\\mathcal {E}}_{2}- {\\mathcal {E}}_{1}}; พดู อีกอยา่ ง EMF สทุ ธิคอื ความแตกตา่ งระหวา่ ง Reduction potential ของ ครง่ึ ปฏิกิรยิ า[15] แรงขบั ไฟฟา้ หรอื {\\displaystyle \\displaystyle {\\Delta V_{bat}}}{\\displaystyle \\displaystyle {\\Delta V_{bat}}} ท่ีตกครอ่ ม ขวั้ ของเซลลเ์ รยี กวา่ แรงดนั ไฟฟา้ (แตกตา่ ง) ท่ีขวั้ และถกู วดั เป็น โวลต[์ 16] แรงดนั ไฟฟ้าท่ีขวั้ ของเซลลท์ ่ีไมใ่ ชท่ งั้ กาลงั ชารจ์ และดสี ชารจ์ เรียกวา่ แรงดนั ไฟฟา้ วงจรเปิด และเทา่ กบั emf ของเซลล.์ ผลจากความตา้ นทานภายใน[17] แรงดนั ไฟฟ้าท่ีขวั้ ของเซลลท์ ่ีกาลงั ดีสชารจ์ จงึ มี ขนาดเลก็ กวา่ แรงดนั ไฟฟา้ วงจรเปแิดรแงดลนัะแไฟรงฟด้านั วไงฟจฟรเา้ปทิด่ีข[วั1้ ข8อ] งเซลลท์ ่ีกาลงั ชารจ์ ก็จะมีมากเถกัดินไป

4 5 แบตเตอรี่ชนิดประจุไฟฟ้าใหม่ได้ และชนิดใชแ้ ล้วทงิ้ ข้อควรระวังเกยี่ วกับแบตเตอร่ี จากมมุ มองของผใู้ ชแ้ บตเตอร่แี บง่ ออกเป็น 2 กลมุ่ ใหญ่ๆ ดงั นี;้ แบตเตอรช่ี นิดประจุ 1. อย่าใหแ้ บตเตอร่จี ่ายกระแสไฟเกินความสามารถ (Over Discharge) ไฟฟ้าใหม่ได้ และ แบตเตอร่ชี นิดประจุไฟฟ้าใหม่ไม่ได้ (ใชแ้ ลว้ ทงิ้ ) ซ่งึ นิยมใชอ้ ยา่ ง เพราะทาใหแ้ บตเตอรม่ี ีอายุ การใชง้ านสน้ั ลงกว่าปกติ แบตเตอร่ใี ชแ้ ลว้ ทงิ้ เรียกอีกอยา่ งวา่ เซลลป์ ฐมภูมิ ใชไ้ ดค้ รงั้ เดียว เน่ืองจากไฟฟา้ ท่ีได้ เกิดจากการเปล่ียนแปลงของสารเคมีเม่ือสารเคมีเปล่ียนแปลงหมดไฟฟ้าก็จะหมดจาก 2. อย่าประจไุ ฟแบตเตอร่มี ากเกินไป ควรประจไุ ฟใหถ้ กู ตอ้ งเหมาะสม มิเชน่ นนั้ แบตเตอรจ่ี ะเส่ือมสภาพเรว็ ขนึ้ แบตเตอร่ี แบตเตอร่เี หลา่ นีเ้ หมาะสาหรบั ใชใ้ นอปุ กรณข์ นาดเลก็ และสามารถ เคล่ือนยา้ ยไดส้ ะดวก ใชไ้ ฟนอ้ ยหรือในท่ีท่ีหา่ งไกลจากพลงั งานไฟฟ้ากระแสสลบั 3. อยา่ ใหอ้ ณุ หภมู ิของ Electrolyte สงู เกินกวา่ 50 °C ในทางตรงกนั ขา้ มแบตเตอร่ชี นดิ ประจไุ ฟฟ้าใหมไ่ ดห้ รือ เซลลท์ ตุ ยิ ภูมิ สามารถประจุ 4. รกั ษาแบตเตอร่ใี หแ้ หง้ สะอาดอยเู่ สมอ เพ่อื ปอ้ งกนั การร่วั ซมึ และผุกรอ่ น ไฟฟ้าใหมไ่ ดห้ ลงั จากไฟหมดเน่ืองจากสารเคมีท่ีใชท้ าแบตเตอร่ชี นิดนีส้ ามารถทาให้ กลบั ไปอยใู่ นสภาพเดมิ ไดโ้ ดยการประจไุ ฟฟ้าเขา้ ไปใหมซ่ ง่ึ อปุ กรณท์ ่ีใชอ้ ดั ไฟนีเ้ รียกวา่ 5. อย่านาโลหะหรอื เคร่อื งมือ เชน่ ประแจหรอื ไขควงวางบนสะพานไฟ ชารเ์ จอร์ หรอื รีชารเ์ จอร์ (Connector) เพราะอาจเกิดการ Spark สะเก็ดไฟ ทาใหแ้ บตเตอร่ชี ารุด แบตเตอร่ชี นิดประจไุ ฟฟา้ ใหมไ่ ดท้ ่ีเก่าแกท่ ่ีสดุ ซง่ึ ใชอ้ ยจู่ นกระท่งั ปัจจบุ นั คือ \"เซลลเ์ ปียก\" เสียหาย หรอื แบตเตอร่ตี ะก่วั -กรด (lead-acid battery) แบตเตอร่ชี นิดนีจ้ ะบรรจใุ น 6. อยา่ สบู บหุ รบ่ี รเิ วณท่ีมีการประจไุ ฟแบตเตอร่ี ภาชนะท่ีไมไ่ ดป้ ิดผนกึ (unsealed container) ซง่ึ แบตเตอร่จี ะตอ้ งอยใู่ น 7. ตรวจสอบทกุ ครง้ั เม่ือม่ีการเช่ือมตอ่ Plug ของแบตเตอร่เี ขา้ กบั Plug ของ ตาแหนง่ ตงั้ ตลอดเวลาและตอ้ งเป็นพืน้ ท่ีท่ีระบายอากาศไดเ้ ป็นอยา่ งดี เพ่ือระบาย Charger หรอื Truck ตอ้ งเป็นขนาดเดียวกนั และขว้ั บวก ลบ ถกู ตอ้ ง ก๊าซ ไฮโดรเจน ท่ีเกิดจากปฏิกิรยิ าและแบตเตอร่ชี นิดจะมีนา้ หนกั มาก 8. อย่าถอดหรอื ขยบั Plug เม่ือมีการ On Charger หรอื On Key Switch รูปแบบสามญั ของแบตเตอร่ตี ะก่วั -กรด คอื แบตเตอร่ี รถยนต์ ซ่งึ สามารถจะใหพ้ ลงั งาน ไฟฟ้าไดถ้ งึ ประมาณ 10,000 วตั ตใ์ นชว่ งเวลาสนั้ ๆ และมีกระแสตงั้ แต่ 450 ถงึ ของ Truck 1100 แอมแปร์ สารละลายอิเล็กโตรไลตข์ องแบตเตอร่คี ือ กรดซลั ฟิวรกิ ซง่ึ สามารถเป็น 9. ถอด Plug ออกทกุ ครงั้ เม่ือเลิกใช้ Truck หรอื เลกิ การประจไุ ฟแบตเตอร่ี อนั ตรายตอ่ ผวิ หนงั และตาได้ แบตเตอร่ตี ะก่วั -กรดท่ีมีราคาแพงมากเรยี กวา่ แบตเตอร่ี ถัดไป เจล (หรอื \"เจลเซลล\"์ ) ภายในจะบรรจอุ ิเล็กโตรไลตป์ ระเภทเซมิ-โซลดิ (semi- solid electrolyte) ท่ีปอ้ งกนั การหกไดด้ ี และแบตเตอร่ชี นดิ อดั ไฟใหม่ไดท้ ่ี เคล่ือนยา้ ยไดส้ ะดวกกวา่ คอื ประเภท \"เซลลแ์ หง้ \" ท่ีนิยมใชก้ นั ในโทรศพั ทม์ ือถือและท คอมพวิ เตอรโ์ นต้ บ๊กุ เซลลข์ องแบตเตอร่ชี นดิ นีค้ อื •นเิ กิล-แคดเมียม (NiCd) ถดั ไป

ขอบคุณทีร่ ับชมนะครบั หวงั ว่าเร่ืองนจี้ ะมี ประโยชนต์ ่อเพ่อื นๆ นะครับ กลบั ไปหนา้ สารบญั