اسکرابر صنعتی به عنوان پرکاربردترین دستگاه نظافت صنعتی، به منظور انجام فعالیت های شستشو و خشک کردن سطوح مورد استفاده قرار می گیرد. زمین شوی از نظر تامین منبع انرژی به اسکرابر کابلی (الکتریکی) و باتری دار  تقسیم بندی می گردد. اسکرابر های باتری دار با توجه به امکان کار در مدت زمان مناسب و عدم نیاز به کابل، مخاطبان زیادی را به خود جلب نموده اند. لذا با توجه به گستردگی استفاده از دستگاه های اسکرابر باتری دار، کاربران جهت کاهش هزینه های جانبی و دستیابی به سطح بالای نظافتی، به دنبال راهکار های متعددی هستند. باتری دستگاه زمین شوی به عنوان بخشی از دستگاه اسکرابر که هزینه قابل توجهی را به خود اختصاص می دهد ، مطرح است که با شناخت بهتر نسبت به آن می توان در کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری آن موثر بود. در این مقاله به بررسی باتری اسکرابر صنعتی و انواع مختلف آن پرداخته می شود.

باتری چگونه به عملکرد اسکرابر صنعتی  کمک می نماید؟

باتری منبع انرژی الکتریکی بوده و هنگام نیاز، این انرژی را برای دستگاه مورد نظر تامین می نماید. آن چه امروزه از آن به‌عنوان باتری نام برده می‌شود، وسیله‌ای است که بیش از همه مرهون فعالیت‌ها و تحقیقات دانشمندان بزرگ علم الکتروشیمی و باتری بوده است. در اسکرابر های باتری دار، باتری با ذخیره انرژی، به کارکرد دستگاه در محیط های وسیع و با دسترسی نا مناسب به پریز برق کمک می نماید. انواع باتری ها در دستگاه اسکرابر صنعتی، به باتری های اسیدی، ژل، و باتری های لیتیم-یون تقسیم بندی می شوند که در ادامه به بررسی آن ها خواهیم پرداخت.

باتری سرب اسیدی

باتری های سرب اسید از جمله رایج ترین انواع باتری می باشند که به دو دسته تقسیم می شوند.

۱- باتری سرب اسید تر: شامل باتری های اسیدی می شود.

۲-  باتری سرب اسید خشک یا سر بسته : باتری های ژل (GEL) به عنوان شناخته شده ترین عضو از سری باتری های سرب اسید خشک که در بیشتر اسکرابر های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

باتری اسیدی

باتری های قدیمی که در خودرو ها مورد استفاده قرار می گرفت از نوع اسیدی بودند. در این نوع باتری ها از محلول آب اسید استفاده می شود. مزیت عمده این نوع باتری، قیمت مناسب و دسترسی آسان در بازار است. اما این نوع باتری به خاطر معایبی که دارد،امروزه کم تر استفاده می شود. این معایب شامل تعمیر و نگهداری مداوم و خطرات احتمالی استفاده از اسید در ساختار آن می شود.

باتری ژل

امروزه استفاده از باتری های خشک نسبت به باتری های تر به علت کاهش هزینه تعمیر و نگهداری افزایش یافته است. باتری اسیدی یا باتری سربی-اسیدی گونه‌ای از باتری های قابل شارژ است. ساختار یک باتری از مواد شیمیایی، بخش های الکتریکی، نگهدارنده‌ها و فرم دهنده‌های مکانیکی تشکیل شده است. بطور کلی می‌توان باتری سرب اسید را متشکل از ۴ بخش اصلی دانست:  الکترود یا صفحات مثبت که به آن ها آند نیز گفته می‌شود. الکترونها در حین دشارژ جذب این قطب یا صفحات می‌شوند. در باتری های سرب اسیدی ماده شیمیایی عمده تشکیل دهنده صفحات مثبت، اکسید سرب (PbO2) می‌باشد. الکترود یا صفحات منفی که به آنها کاتد نیز گفته می‌شود که الکترون ها در حین دشارژ از این قطب خارج می‌شوند. ماده شیمیایی عمده تشکیل دهنده الکترودهای منفی، سرب (Pb) است. لازم به ذکر است که سرب یا اکسید آن از لحاظ مکانیکی قابلیت فرم گیری مناسب ندارند و اغلب به کمک افزودن آلیاژهای مختلف و همچنین شبکه‌های نگهدارنده حالت دهی می‌شوند. ضمناً اصطلاحا آنها را مواد فعال یا Active Material نیز می‌گویند زیرا در اصل واکنش شیمیایی داخل باتری به کمک سرب و اکسید آن صورت می‌گیرد. الکترولیت که محیط ما بین دو الکترود را پر می‌کند و در واقع بستری برای عبور شارژ بین الکترودهای مثبت و منفی را فراهم می‌آورد.

در باتری های سرب اسیدی هر دو قطب در محلولی از اسید سولفوریک (H2SO4) با غلظتی در حدود ۲۵ تا ۴۰ درصد و آب (H2O) با غلظتی در حدود ۶۰ تا ۷۵ درصد، غوطه ور هستند. ترکیب آب و اسید سولفوریک باعث می‌شود که اسید سولفوریک بصورت یونیزه درآمده و به یون های H+ و HSO4- تبدیل شود. جداکننده و فاصله دهنده، بخش دیگر باتری های سرب اسیدی را تشکیل می‌دهند. وظیفه اصلی آنها جداسازی و ایزوله کردن الکتریکی قطبهای مثبت و منفی از یکدیگر است. بخشی از تکنولوژی ساخت باتری های سرب اسیدی مربوط به طراحی این ایزولاتورهای الکترومکانیکی است. در بعضی از انواع که از نظر حجم باتری محدودیتی وجود ندارد این ایزولاسیون به کمک ایجاد فاصله فیزیکی بین الکترودها ایجاد می‌شود که باعث ارزانتر شدن باتری و البته افزایش حجم آن می‌شود. انواع مختلفی از جدا کننده‌ها تا به حال ابداع شده‌اند که مرسوم ترین آنها عبارتند از: جدا کننده‌های Gel  بطور کلی در باتری هایی که از این نوع جدا کننده‌ها استفاده می‌کند الکترولیت بصورت مایع جریان ندارد و اغلب بصورت ژل و یا خمیر می باشد. بهترین و کارآمد ترین باتری جهت استفاده در دستگاه کفشور صنعتی ، باتری های GEL می باشند. به طور کلی، در ساختار این نوع باتری، جدا کننده‌های Gel استفاده شده است و الکترولیت بصورت مایع جریان ندارد و اغلب بصورت ژل و یا خمیر موجود است. بنابراین قیمت مناسب و بهره وری مطلوب ، باتری ژل را به عنوان بهترین و مناسب ترین باتری برای دستگاه های زمین شور فراهم ساخته است.

باتری لیتیوم-یونی

باتری لیتیوم-یون (Lithium-ion battery) از سری باتری‌های قابل شارژ است که در زمان تخلیه، یون‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند. باتری های لیتیم ـ یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می‌سازند و امروزه در بسیاری از لوازم الکترونیکی به کار می روند ،  اما به علت کوچک بودن توان تامین مقدار انرژی مطلوب را برای زمین شوی های صنعتی ندارند و همچنین با توجه به قیمت بسیار بالایی که دارند به عنوان ایده آل ترین گزینه مطرح نمی گردند و همین امر سبب استفاده محدود از این باتری ها در ساخت و تولید اسکرابر های صنعتی شده است.

جمع بندی نوع باتری قابل استفاده در دستگاه اسکرابر صنعتی

در ۳ نوع باتری که مورد بررسی قرار گرفت، باتری های اسیدی به علت عدم توانایی در عملکرد با سطح کیفی بالا، علیرغم قیمت مناسب، به تعداد محدود در دستگاه های نظافت صنعتی و اسکرابر ها استفاده می شوند. باتری های لیتیمی هم با توجه به قیمت بسیار بالا و عدم بازدهی به میزان هزینه ی اعمال شده ، گزینه ی مطلوبی تلقی نمی شوند. بهترین گزینه جهت استفاده به عنوان منبع تامین انرژی در اسکرابر صنعتی باتری های GEL می باشند. از ویژگی های بارز باتری های GEL در اسکرابر ها می توان به بهینه سازی و کمک به بالا بردن بازدهی دستگاه، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و از بین بردن خطرات و آسیب های پیرامون استفاده از اسید در ساختار باتری و عدم انتشار گاز هیدروژن و مناسب جهت کار در محیط های فاقد تهویه اشاره نمود.

لینک های مفید:

دستگاه زمین شوی صنعتی : فهرستی از دستگاه های نظافتی