باتری یا پیل الکتریکی (ولتائیک) منبعی از انرژی پتانسیل الکتریکی است که در درون آن با انجام واکنش‌های شیمیایی، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود، این انرژی در قطب‌های باتری قابل دریافت است. انرژی قابل دریافت در قطب‌های باتری به ازای واحد بار الکتریکی را نیروی محرکه الکتریکی (Electromotive force یا emf) باتری می‌گویند و آن را با یکای ولت اندازه‌گیری می‌کنند. قطب مثبت باتری را آند و قطب منفی آن را کاتد می‌نامند.
کارکرد باتری
معمولاً هر باتری از یک یاچند سلول کوچک داخلی تشکیل شده است، در باتریها ممکن است سلول‌ها برای افزایش جریان با هم موازی شده یا برای افزایش ولتاژ با هم سری شوند، هر سلول شامل دو نیم سلول است که به صورت سری توسط ماده‌ای الکترولیت -شامل یون‌های مثبت و یون‌های منفی – که رسانای الکتریکی می‌باشد به هم متصل اند. با اتصال باتری به مصرف‌کننده یون‌های منفی از طریق سیم هادی به مصرف‌کننده وارد شده و بعد از ایجاد انرژی در آن (انرژی گرمایی بر اثر عبور از یک مقاومت یا انرژی جنبشی بر اثر القا یا انرژی نور بر اثر پرتاب و…) به سمت یون‌های مثبت حرکت می‌کنند و به تدریج یون‌های مثبت (که در اینجا حفره‌ها هستند) را خنثی می‌کنند. با گذشت زمان یون‌های مثبت بیشتری خنثی شده و به تدریج انرژی باتری کم شده و مقاومت داخلی آن افزایش می‌باشد در این حالت بعد از گذشت مدت زمانی که معمولاً با آمپر ساعت باتری مشخص می‌شود باتری به صورت کامل تخلیه می‌شود. مثلاً یک باتری ۶۰ آمپر ساعت می‌تواند ۶۰ آمپر را تا یک ساعت تأمین کند، این باتری بعد از گذشت یک ساعت و با کشیدن جریان ۶۰ آمپر از ان به صورت کامل تخلیه می‌شود. با کاهش جریان دریافتی از باتری می‌توان مدت زمان کارایی آن را افزایش داد، در این حالت باید پارامترهای مانند دما، لزرش و مقدار تنش موجود در جریان را نیز در زمان نهایی لحاظ کرد. به عنوان مثال باتری ۶۰ آمپر ساعتی در حالت تئوری باید جریان ۲۰ آمپر را برای مدت زمان ۳ ساعت تأمین کند در حالی که با توجه به ساختار باتری و همچنین دمای محیط ممکن است این زمان تا نیم ساعت نیز کاهش یابد.
تقسیم بندی باتری ها
بر اساس شرایط محیطی و شرایط الکتریکی مورد استفاده بایستی از باتریهای متفاوت استفاده نمود که دارای مشخصات گوناگون تحت شرایط دشارژ می‌باشند انواع باتری از نظر کاربرد عبارت است از:
باتریهای خورشیدی که شارژ آنها تابع قوانین خاص است.
باتریهای مورد استفاده در ups و لپ‌تاپ و موبایل که توانایی تأمین یک جریان ثابت برای مدت زمان طولانی را دارند.
باتریهای اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت که می‌توانند جریان زیادی را در مدت زمان کوتاه جهت استارت تأمین کنند.
باتریهای سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل که باید دارای عمر و پایداری بالایی باشند.
باتریهای قلمی و نیم قلمی و…(باتری که برای مصارف عمومی ساخته شده‌اند) این باتریها باید ارزان باشند.
باتریها سکه‌ای و باتریهای پشتیبان که می‌توانند جریان کمی را برای مدت زمان خیلی طولانی تأمین کنند.
و…
بطور کلی باتریها به دو دسته قابل شارژ و غیرقابل شارژ تقسیم‌بندی می‌شوند.
باتری شارژ نشدنی
این باتری ها قادر به شارژ الکتریکی نبوده و یکبار استفاده و دشارژ می‌شوند. باتری های غیرقابل شارژ، سلولهای خشک (باتری خشک) نیز نامیده می‌شوند. در باتری خشک معمولی، بر اثر واکنش ماده آند (قطب مثبت) (عنصر Zinc یا Alkaline یا Lithium یا Silver)و ماده کاتد (قطب منفی) (عنصر carbon یا chloride یا copper oxide یا iron disulfide یا manganese dioxide) با الکترولیتی که محیط بین آند و کاتد را در بر گرفته است، انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. اساس نام گذاری باتری با نام‌های همچون باتری لیتیوم (Lithium) یا باتری Alkaline یا … به دلیل عناصر استفاده در ساخت آنها می‌باشد.
باتری شارژ شدنی
از این باتریها برای مقاصد زیر استفاده می‌شود:
۱- باتریهای نیروگاهی (GROE-OGI-OPZS-FNC)
۲- باتریهای آنتن‌های مخابراتی باتریهای مخابراتی NET Power-power
۳-باتریهای مورد استفاده در سامانه‌های ریلی و مترو
۴-باتریهای مورد استفاده در پروژه‌های نفت، گاز و پتروشیمی (FNC)
۵-باتریهای خورشیدی (Solar.bloc)
۶-باتریهای مورد استفاده در ups
۷- باتریهای منابع تغذیه (SLA – VRLA)
۸-باتریهای اتومبیل، لیفتراک و موتورسیکلت
۹-باتریهای سامانه‌های حفاظتی، روشنایی، امنیتی و سامانه‌های کنترل
این باتریها پس از دشارژ، با عبور جریان در جهت مخالف جریان دشارژ، بصورت الکتریکی قابل شارژ می‌باشند و با نام باتریهای ذخیره یا باتری شارژی نیز شناخته می‌شوند، عمر این باتری بیشتر از ۵ سال است و بارها می‌توان آنها را شارژ و دشارژ کرد.
