ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ (Battery Efficiency)

แบตเตอรี่ที่จ่ายไฟออกช้าๆ ย่อมมีประสิทธิภาพดีกว่าแบตเตอรี่ที่จ่ายไฟออกไปอย่างรวดเร็ว และอุณหภูมิต่ำลงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ก็จะลดลงด้วย ดังนั้นประสิทธิภาพย่อมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ จะเห็นได้ว่าถ้าพลังงานที่ได้จากแบตเตอรี่ ที่ 80F คิดได้เป็น 100% ที่ 32F พลังงานจะลดลงเหลือ 65% ที่ 0F พลังงานจะลดเหลือ 40% เท่านั้น

รูปการเปรียบเทียบพลังงานที่ได้จากแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่างๆกัน เมื่ออัดไฟเต็มที่แล้ว

การแสดงสภาพภาวการณ์ประจุของแบตเตอรี่ (Condition Deter mining Battery State of Charge)

แรงดันที่ขั้วของแบตเตอรี่จะเปลี่ยนไปตามภาวะการประจุของแบตเตอรี่หรือการจ่ายไฟ และตลอดอุณหภูมิของแบตเตอรี่ ซึ่งพอจะสรุปคุณสมบัติดังนี้

1. แรงดันที่ขั้วเพิ่มขึ้น เมื่ออัตราการประจุเพิ่มขึ้น เพื่อเพิ่มกระแสไฟในการประจุเข้าแบตเตอรี่

2. เมื่ออัตราสภาพการประจุเพิ่มขึ้น แรงดันที่ขั้วจะต้องสูงขึ้น ถ้ากระแสเข้าไปในแบตเตอรี่คงที่

3. เมื่ออุณหภูมิลดลง จำเป็นต้องใช้แรงดันเพิ่มขึ้นเพื่อบังคับจำนวนกระแสเข้าแบตเตอรี่คงที่

4. เมื่ออุณหภูมิลดลง การเกิดปฏิกิริยาเคมีในแผ่นบวกและลบกับน้ำยาอิเลคทรอไลด์ไม่รวดเร็วพอ จึงทำให้แรงดันที่ขั้วลดลง

5. เพิ่มอัตราการจ่ายให้สูงขึ้นคือใช้กระแสมาก การเกิดปฏิกิริยาเคมีระหว่างแผ่นบวกและแผ่นลบ เกิดอย่างรวดเร็ว ไม่หมดจดดีพอ คงเกิดขึ้นเฉพาะผิวนอกของแผ่นบวกและลบเท่านั้น ประสิทธิภาพจึงต่ำลง และแรงดันที่ขั้วจึงลดลง

6. สภาพการประจุลดลง คือเมื่อวัตถุที่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยาและน้ำยาอิเลคทรอไลด์น้อยลง ปฏิกิริยาเคมีเกิดน้อย แรงดันที่ขั้วจึงลดลง

การเสียประจุไปเองของแบตเตอรี่ (Battery Self-Discharge)

แบตเตอรี่ที่มีไฟเต็ม แม้จะเก็บไว้เฉยๆ ไม่ได้ใช้เลยก็สามารถเกิดปฏิกิริยาขึ้นภายในหม้อแบตเตอรี่ ทำให้ประจุลดลงไปเอง ปฏิกิริยาเกิดขึ้นนี้ดำเนินไปเช่นเดียวกับขณะแบตเตอรี่จ่ายไป แต่เกิดขึ้นอย่างช้าเรียกว่า Self discharge ซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและความเข้มข้นของกรดกำมะถันในน้ำยาอิเลคทรอไลด์ คืออุณหภูมิสูงการเสียประจุไปเองยิ่งรวดเร็วขึ้น เพราปฏิกิริยาถูกกระตุ้นโดยอุณหภูมิสูง และน้ำกรดในน้ำยาอิเลคทรอไลด์เข้มข้นมากขึ้น

รูป การเสียประจุไฟไปเองของแบตเตอรี่

จากรูปแสดงให้เห็นอุณหภูมิต่างๆ ที่มีผลต่อการเสียประจุไปเอง เส้นอันบนสุดเป็นเส้นแสดงการเสียประจุไปเอง ที่เก็บแบตเตอรี่รักษาไว้ในอุณหภูมิ 0F ภายใน 90 วัน ถ.พ. จะลดลงไม่มากนัก เหตุที่เป็นเช่นนี้ เมื่ออุณหภูมิต่ำ ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นจะช้าการเสียประจุไฟก็น้อย

แต่เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น เส้นที่ 2 แสดงการเสียประจุไปเองโดยเก็บแบตเตอรี่ไว้ที่ 60F เดิมมี ถ.พ. 1.290 แต่ภายหลัง 90 วัน ถ.พ. จะลดเหลือ 1.250 เท่านั้น

เส้นที่ 3 แสดงการเสียยประจุไปเองโดยเก็บแบตเตอรี่ไว้ที่ 80F เดิมมี ถ.พ. 1.290 แต่ภายหลัง 90 วัน ถ.พ. จะลดเหลือ 1.225

เส้นที่ 4 แสดงการเสียประจุไปเองโดยเก็บรักษาแบตเตอรี่ไว้ที่อุณหภูมิที่ 100F ถ.พ. จะลดลงอย่างรวดเร็วมาก ภายหลัง 90 วัน ถ.พ. จะเหลือ 1.175 เท่านั้น แบตเตอรี่ก็จะหมดไฟ

แบตเตอรี่เอถูกทอดทิ้ง ก็จะเสียประจุไฟเอง เมื่อจะนำมาอัดไฟใหม่ ก็ทำให้แบตเตอรี่คืนตัวได้ยากเพราะซัลเฟต (SO4) ที่เกาะกับแผ่นบวกและลบนั้นแข็งและหยาบซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่ชำรุดและเสียหาย

ข้อสำคัญ-เพื่อป้องกันการเสียหายอันเกิดขึ้นในการเก็บ เราต้องอัดไฟแบตเตอรี่ทุกๆ30วัน เพื่อชดเชยการเสียประจุไฟไปเอง และเพื่อทำให้แบตเตอรี่มีไฟเต็มเสมอ

ความถ่วงจำเพาะของน้ำยาในประเทศร้อน (Tropical Climates)

แบตเตอรี่ที่ใช้ในประเทศร้อน ควรจะปรับความถ่วงจำเพาะลดลง คือแทนที่จะใช้ ถ.พ. สูงถึง 1.290 เมื่อแบตเตอรี่เต็มเราจะใช้เพียง 1.225 ก็พอเมื่อแบตเตอรี่ไฟเต็ม (ใช้กรดเพียง 31%โดยน้ำหนัก) ซึ่งทำได้โดยอัดไฟให้แบตเตอรี่จนเต็ม แล้วดูดน้ำยาอีเลคทรอไลด์ออกบางส่วน แล้วเติมน้ำกลั่นลงไป ถ.พ. จะลดถึงค่า 1.225 พอดี การลด ถ.พ. นี้จะช่วยยืดอายุของแบตเตอรี่ และจะช่วยลดการเสียประจุไฟไปเองด้วย แบตเตอรี่มีไฟครึ่งหนึ่งจะมี ถ.พ. 1.135 เมื่อแบตเตอรี่ไม่มีไฟ จะมี ถ.พ. 1.045 ก่อนที่แบตเตอรี่จะหมดไฟ ซึ่งจะทำให้เกิดความปลอดภัยในประเทศร้อน

จุดเยือกแข็งของน้ำยาอิเลคทรอไลด์ (Freezing of electrolyte)

น้ำยาอิเลคทรอไลด์ของแบตเตอรี่นั้นยังมี ถ.พ. สูง จุดแข็งตัวหรือจุดเยือกแข็งก็ยิ่งต่ำ คือแข็งได้ยากขึ้น อุณหภูมิที่จะทำให้น้ำยาแข็งก็ต้องต่ำมากเท่านั้น ซึ่งไม่เหมือนน้ำ น้ำจะแข็งตัวที่ 32F การใช้แบตเตอรี่ในประเทศหนาวต้องหลีกเลี่ยงไม่ให้น้ำยาเกิดแข็งตัวจุดเยือกแข็งของน้ำยาที่มีความถ่วงจำเพาะต่างกันดูจากตาราง

การผสมน้ำยาอิเลคทรอไลด์ (Mixing Electrolyte)

น้ำยาอิเลคทรอไลด์ที่มี ถ.พ. ถูกต้อง และใช้เติมแบตเตอรี่ใหม่ เป็นส่วนผสมระหว่าง กรดกำมะถัน (H2SO4) กับน้ำ (H2O) ด้วยอัตราส่วรที่เหมาะสม

การผสมควรจะเทกรดลงในน้ำช้าๆ แล้วใช้ไม้สะอาดกวนให้เข้ากันตลอดเวลาที่เทรดลงในน้ำ ภาชนะที่ใช้รองรับ อาจจะเป็นแก้ว หรือยางแข็ง หรือพลาสติค

ควรอ่านค่า ถ.พ. ในขณะผสม และอย่าลืมแก้ให้เข้ากับอุณหภูมิมาตรฐาน คือ 80F ปรับแต่งให้ได้ 1.300 หลังจากน้ำเย็นลงก่อนจะนำใส่แบตเตอรี่ น้ำยาอิเลคทรอไลด์จะมีเกรดของกรดคือ 1.835 หรือ 1.400