تاریخچه ساخت باتری در ایران (از ابداع تا کنون)

در این مطلب به تاریخچه باتری به صورت سیر مراحل تکامل باتری از ابداع آن توسط ایرانیان باستان از مواد اولیه بسیار ساده و در دسترس تا آغاز ساخت باتری‌های مدرن امروزی مورد استفاده در لوازم الکترونیکی و خودروها پرداخته می‌شود.

تاریخچه باتری ماشین

یکی از بخش های خودرو که در دو دهه اخیر تغییرات چشمگیری را مشاهده کرده، باتری ماشین است. به عبارتی گفته میشود که باتری خودرو در 12 سال گذشته بیش از 60 سال پیش از ان تغییر کرده است. با در نظر داشتن این موضوع، فکر کردیم زمان خوبی است که باید به تاریخچه باتری خودرو نگاه کنیم و همچنین نظرات متخصص را در مورد محل کار باتری در 20 سال آینده بررسی کنیم.

اتومبیل هایی که در ابتدا وارد بازار شدند باتری نداشتند، زیرا سیستم های الکتریکی آنها کاملا محدود بود. به جای بوق برقی از یک زنگ معمولی استفاده می شد، چراغهای جلویی ماشین از گاز تغذیه می کردند و موتور با میل لنگ استارت می خورد. پس از  مجهز شدن اتومبیل ها به استارت برقی، باتری های اتومبیل حدود سال ۱۹۲۰ به طور چشمگیری وارد بازار شدند. باتری اتومبیل که نیاز به شارژ مجدد نداشته باشد به طور عمده در سال ۱۹۷۱ عرضه شد.

کمپانی هودسون موتور اولین شرکتی بود که از باتری استاندارد در سال ۱۹۱۸ استفاده می کرد. BCI سازمان تنظیم کننده استانداردهای باتری می باشد.

سیستم برق رسانی ماشین ها تا اواسط ۱۹۵۰، ۶ ولتی بود. زمانی که موتور های ماشین بزرگتر شد و به توان مصرفی بیشتری نیاز داشتند از ۶ ولت به ۱۲ ولت تغییر پیدا کرد. ماشین های کوچکتر که به توان کمتری برای استارت زدن نیاز داشتند برای مدتها ۶ ولت هم برای راه اندازی موتور ماشین کفایت می کرد از جمله این ماشین ها می توان به سیتروئن C2 در ۱۹۷۰ اشاره کرد.

در اواسط ۱۹۹۰ سیستم الکتریکی ۴۲ ولتی برای ماشین ها در نظر گرفته شد. این سیستم امکانات جانبی بیشتری و همچنین کنترل برق رسانی بیشتری به ماشین ها می داد.

در دسترس بودن موتور با بازدهی بالاتر، تکنیک های کابل کشی مدرن و کنترل دیجیتالی آن و تمرکز بر سیستم هایبریدی به استارتر / دینام با ولتاژ بالا نیاز داشت که ولتاژ اتوماتیکی که به ماشین هنگام روشن شدن وارد می شود کاربرد سوییچ کشویی را محدودتر می کرد.

تاریخچه باتری سازی در ایران

باتری اشکانی ساخت ایران، نخستین باتری جهان

 یکی از مصنوعات تولید شده به وسیله بشر باتری یا پیل الکتریکی است که تاریخ ساخت آن به پیش از میلاد مسیح مربوط است. اولین باتری ساخته شده در جهان، باتری یا پیل اشکانی (Parthian Battery) نام دارد که در حدود سال 200 قبل از میلاد مسیح در دوران پادشاهی اشکانیان ساخته شده است.

در سال 1936 آقای ویلهم کونیگ (Wilhem Konig) توانست باتری اشکانی (Parthian Battery) در روستای «خوجوت رابه» کشف کرد. این روستا در عراق کنونی واقع است و توسط پادشاهی اشکانی به وجود آمده و بالغ بر 2000 سال قدمت تاریخی دارد و به همین دلیل است که باتری اشکانی به باتری یا پیل بغداد نیز معروف است.

جالب است بدانید که بیش از یک عدد از این پیل‌ها در زمان اکتشافات انجام گرفته پیدا شده است. علاوه بر این آقای «John Simpson» (جان سیمپسون) به این اعتقاد دارد که این باتری یا پیل به علت‌های گوناگونی همچون فرک شکل کوزه متعلق به دوران ساسانیان است در حالی که «Wihlem Konig» (ویلهم کونیگ) یه این اعتقاد دارد که این پیل متعلق به دوره اشکانیان است.

نحوه کار باتری اشکانی

پیل اشکانی همان طور که در تصویر مشخص است از سه بخش تشکیل شده است که شامل یک میله آهنی به طول 7. 5 سانتی متر، یک استوانه‌ی مسی با قطر 2. 6 سانتی متر و طول 9. 8 سانتی متر و یک کوزه سفالی تخم مرغی شکل به ارتفاع 14 سانتی متر، قطر 8 سانتی متر و دهانه 3. 3 سانتی متری است.  

علاوه بر این میله آهنی به صورت معلق درون استوانه مسی قرار گرفته که هیچ گونه تماسی با آن نداشته باشد. مجموعه میله آهنی و استوانه مسی به وسیله‌ی یک «Asphalt Plug» (درپوش آسفالتی) پلمپ شده و در جای خود ثابت شده‌اند. البته این نکته را می‌بایست بگویم که این استوانه مسی ضد آب نبوده و اگر کوزه از مایعی پر بشود آن گاه میله آهنی نیز پر از آن مایع خواهد شد.

البته این موضوع که در این پیل از چه الکترولیتی استفاده شده است مشخص نیست ولی بر طبق آزمایش‌های انجام شده به وسیله‌ی محققان، این احتمال وجود دارد که الکترولیت موجود در این پیل شامل محلول آب لیمو، سرکه و یا مس است و شناخت مردمان آن دوره با جوهر سرکه (استیک اسید) و جوهر لیمو (سیتریک اسید) دلیل این گمانه زنی‌ها است.

میزان ولتاژ تولیدی به وسیله پیل اشکانی

بر طبق محاسبات تئوری صورت گرفته، به نظر می‌رسد که میزان ولتاژ تولید پیل اشکانی 79 ولت است. ولی در آزمایش‌های عملی میزان ولتاژ تولیدی این پیل شاهد اعداد و ارقام گوناگونی هستیم. محققان بارها بر روی این عقیده و باور که بیان می‌دارد که پیل اشکانی در شرایط خاص جهت تولید برق بکار می‌رفته را مورد بررسی و آزمایش قرار داده‌اند.

محققان در یک برنامه تلویزیونی در طی یک آزمایش کوزه‌ای را با سرکه پر کرده و از آن برای تولید نیم ولت الکتریسیته استفاده کردند و بیان داشتند که ما می‌توانیم با استفاده از این ولتاژ، یک مجسمه از جنس نقره را با استفاده از سیانیداسیون طلا در طی مدت دو ساعت آبکاری کرد.

محققان در آزمایشی دیگر برای فعال کردن واکنش‌های الکتروشیمیایی بین مس (Cu) و آهن (Fe) از کوزه سفالی و آب لیمو به عنوان الکترولیت استفاده کردند. در ادامه به صورت سری و پشت سرهم، چهار پیل ساخته شده را به یکدیگر متصل کردند و در نتیجه توانستند 4 ولت الکتریسیته تولید کنند.

ما می‌توانیم با سری (پشت سر هم) وصل کردن پیل‌ها به یکدیگر، ولتاژ مورد نیاز جهت آبکاری یک نقطه کوچک از یک فلز (Badge) و یا آبکاری سوزن‌های مورد استفاده در پزشکی و طب سوزنی استفاده می‌شوند را فراهم کرد. ولی این ولتاژ برای انجام امر شک دادن به افراد مناسب نیست و بسیار کم است.

کاربرد باتری اشکانی در زمان قدیم

هنوز برای محققان نیز به طور قطع مشخص نیست که در دوران قدیم از این باتری یا پیل چه استفاده‌ای می‌شده است. مطابق با نظریه ارائه شده توسط چندین محقق در دوران قدیم از این باتری اشکانی که نوعی باتری گالوانی به حساب می‌آید جهت آبکاری الکترولیتی و یا نوعی از الکتروتراپی استفاده می‌شده است. ولی با این حال به نظر می‌رسد که هیچشی آبکاری شده‌ای متعلق به این دوره تاریخی پیدا و کشف نشده است.

تاریخچه باتری‌های امروزی

در زمان‌های قدیم، استفاده از سوخت یا بخار تنها روش تولید انرژی قابل حمل بود. به جرأت می‌توان گفت که زندگی با اختراع باتری راحت‌تر از قبل شده است. همه‌ی افراد در دنیای امروز برای آسان شدن کارهای روزانه خود به دنبال دستگاه‌های قابل حمل هستند در نتیجه برای رفع نیاز تولید انرژی در دستگاه‌های قابل حمل می‌توان از باتری استفاده کرد.

اصطلاح باتری

در گذشته از کلمه باتری برای توصیف مجموعه‌ای اجسام مشابه استفاده می‌شده است که در جهت انجام یک کار با یکدیگر دسته بندی می‌شده‌اند. بنجامین فرانکلین برای نخستین بار در سال 1749 از اصطلاح باتری برای توصیف مجموعه‌ای از خازن‌ها که در آزمایش الکتریکی خودش در کنار یکدیگر قرار گرفته بودند، استفاده کرد.

تاریخچه اختراع باتری

آلساندرو ولتا (Alessandro Volta) در سال 1800 میلادی فهمید که اگر از یک مایع خاص به عنوان رسانا استفاده کند قادر خواهد بود به طور مداوم برق تولید کرد. این کشف باعث ساخت اولین پیل ولتایی یا همان باتری شد.

پیل ولتایی از واکنش شیمیایی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می‌کند. در این پیل، آند و کاتد در مخالف یکدیگر ساخته می‌شوند. در کاتد، عمل کاهش و در آند، عمل اکسایش اتفاق می افتد و از پل نمکی در بین کاتد و آند برای تکمیل مدار استفاده می‌شود. علاوه بر این از یک مدار خارجی جهت هدایت جریان الکترون‌ها استفاده می‌شود. به قسمت‌هایی که در آن کاهش و اکسایش رخ می‌دهد، نیم سلول گفته می‌شود.

نخستین باتری قابل شارژ

گاستون پلانته
آقای گاستون پلانته (Gaston Plante)، پزشک و فیزیک دان فرانسوی باتری سرب اسید را در سال 1859 اختراع کرد. گاستون پلانته، دو ورق نورد سرب را درون محلول اسید سولفوریک قرار داد و این باتری را اختراع کرد که طراحی ساده این باتری، با معکوس کردن شارش جریان باعث شارژ مجدد این باتری می‌شود. این باتری به عنوان نخستین باتری با قابلیت شارژ شناخته می‌شود.
کامیل آلفونس فوره (Camille Alphonse Faure) در سال 1881، با تبدیل ورقه‌های سرب به صفحات سرب باعث بهبود عملکرد طراحی پلانته شد.

باتری خشک
الکترولیت موجود در باتری‌ها تا اواخر دهه 1800 در حالت مایع بود. به همین دلیل امر حمل بار الکتریکی را بسیار دشوار بود و در نتیجه بیش‌تر باتری‌ها برای حرکت و اتصال به مدار ساخته نمی‌شدند.

ژرژ لکنان (Georges Leclanche) فرانسوی در سال 1866 یک باتری ساخت که اجزای آن شامل یک کاتد از جنس منگنز دی اکسید، یک آند از جنس روی و الکترولیت از جنس محلول آمونیوم کلرید می‌شدند. با این حال الکترولیت استفاده شده در سلول لکانچه در حالت مایع قرار داشت ولی باز یک قدم مهم برای اختراع باتری خشک به حساب می‌آمد.

پزشک آلمانی، کارل گسنر (Carl Gessner) در سال 1888، با مخلوط کردن گچ و مواد شیمیایی آب دوست با الکترولیت آمونیوم کلرید، باتری خشک قابل حمل را اختراع کرد. این باتری‌های خشک جدید به میزان بسیار زیادی تولید شدند و به محبوبیت بسیار زیادی تا اواخر دهه 1950 دست یافتند.

البته این باتری‌های خشک جدید، باتری روی کربن نیز نامیده می‌شوند که در این سلول‌ها کربن به عنوان یک هادی الکتریکی نقش بسیار مهمی بر عهده دارد با اینکه در واکنش شیمیایی استفاده نمی‌شود.

همچنین بخوانید: مراحل خط تولید و مونتاژ باتری خودرو چگونه است؟

تاریخچه ساخت باتری خودرو در ایران

آغاز فعالیت باتری‌سازی نیرو

شرکت باتری‌سازی نیرو با اهداف نظامی فعالیت خود را آغاز کرد اما در ادامه همین شرکت وارد تامین نیاز مصرف کننده و تولید باتری برای بازار شد. این مجموعه طی چندین سال تنها تامین‌کننده نیاز داخلی کشور بود و حتی پیش از ورود بازیگران جدید در این صنعت اقدام به تاسیس آزمایشگاه بررسی کیفی باتری کرد. تاسیس همین آزمایشگاه باعث شد تا امکان حضور شرکت‌های ثانویه برای تولید باتری در کشور بررسی شود. در ادامه به پیگیری روند خروج بازار باتری از حالت تک قطبی صبا باتری می‌پردازیم.

سال ۱۳۶۹ اولین تلاش برای احداث دومین کارخانه تولید باتری خودرو

آخرین روزهای دهه ۶۰ شمسی فرصت مناسبی برای بررسی ابعاد تاسیس دومین کارخانه تولید باتری استارتی با توجه به کمبود شدید باتری در کشور و عدم امکان واردات در حجم بالا بود. در نهایت پس از گذشت چهار سال و در سال ۱۳۷۳ شرکت تولیدی برنا باتری فعالیت خود را آغاز کرد.

اگرچه از همان ابتدا حجم فروش برنا باتری در مقایسه با صبا باتری چندان قابل مقایسه نبود، اما رفته رفته جایگاه خود را پیدا کرد و در حال حاضر برنا باتری با ۱۵ برند باتری بعد از سپاهان باتری در جایگاه سوم بازار کشور قرار گرفته است. دو سال بعد از برنا، شرکت توان پرداز باتری محصولات خود با برند آرتا، آرک گلدن، رینو و هاگن به بازار عرضه کرد. اما برای تاسیس دومین بازیگر بازار باتری کشور لازم بود تا سال ۱۳۷۸ صبر کنیم.

تاسیس سپاهان باتری

دومین تولیدکننده بزرگ باتری در کشور فعالیت خود را به عنوان اولین تولیدکننده باتری‌های سیلد با ظرفیت ۲۰۰ هزار باتری در سال آغاز به کار کرد. از این شرکت می‌توان به عنوان بزرگترین تولیدکننده بخش خصوصی در صنعت باتری یاد کرد. کارخانه سپاهان باتری فعالیت خود را در سال ۷۹ آغاز کرد، اما سپاهان باتری هم مانند سایر تولیدکنندگان باتری در کشور تا سال ۱۳۸۴ صرفا توان تولید باتری‌های آنتیموانی غیر سیلد را داشت. اما در سال ۱۳۸۲ این شرکت اقدام به خرید خط تولید باتری سیلد از کشور کره‌جنوبی کرد.

این خط تولید تحت عنوان فاز دوم احداث این کارخانه شناخته می‌شود و در نهایت نیز فاز سوم کارخانه در سال ۱۳۸۳ طراحی و در نهایت در سال ۱۳۸۴ مجتمع صنعتی سپاهان باتری با حضور وزیر صنایع و معادن وقت افتتاح شد. یک سال بعد مجتمع صنعتی پارسیان پارت پاسارگاد به عنوان زیرمجموعه سپاهان باتری با هدف احداث اولین کارخانه «سازگار با محیط‌زیست» برای «بازیافت باتری‌های فرسوده سرب اسیدی» تاسیس شد و پس از انتقال تکنولوژی و ساخت ماشین آلات در سال ۱۳۸۸ برای تولید شمش سرب خالص و آلیاژی به بهره‌برداری رسید.

طی سه سال (۱۳۸۳ الی ۱۳۸۶) ظرفیت سپاهان باتری به ۲ میلیون قطعه باتری در سال رسید و در حال حاضر نیز ظرفیت تولید باتری‌های سیلد و غیر سیلد در سپاهان باتری به ۵ میلیون قطعه می‌رسد. در سال ۱۳۹۵ همکاری سپاهان باتری و شرکت سوزوکی ژاپن در ایران شروع کرد و پس از آن روند تولید باتری‌های این برند در ایران آغاز شد.

البته از سال ۱۳۹۸ عرضه محصولات این شرکت با برندهای دیگری همچون اوربیتال، اوربیتال سیلور و پاور ایکس آغاز شد. جالب اینجاست که سال ۷۹ زمان آغاز به فعالیت یک باتری‌ساز مهم دیگر به نام آران نیرو در منطقه آزاد تجاری ارس بود. اما فعالیت این شرکت محدود به تامین نیاز گروه خودروسازی نیرو شد ولی بعدا محصولات این شرکت به صورت محدود و تحت عنوان برندهای آمیکو، تراست پاور، هایپر، ژورلو، ویکن و الکترون نیز عرضه شد.

تاریخچه باتری سازی در دهه ۸۰ شمسی

پس از آغاز فعالیت تولید باتری‌های سیلد در سال‌های میانی دهه ۸۰، شرکت‌های دیگری نیز فعالیت خود برای تولید باتری را آغاز کردند. از جمله این شرکت‌ها می‌توان به نیروگستران خراسان اشاره کرد که البته در ابتدا برای تامین نیاز خط تولید خراسان ایران خودرو فعالیت خود را آغاز کرد.

اما از سال ۱۳۹۵ با خریداری سهام این شرکت توسط یک فرد حقیقی، روند تولید باتری‌‌های سیلد کلسیمی در این شرکت سرعت گرفت. در ارومیه نیز شرکت آذر باتری فعالیت خود را از ۱۷ سال پیش (۱۳۸۳) برای تامین نیاز ماموت دیزل و سایپا دیزل آغاز کرد.

یکی از شرکت‌هایی که فعالیت خود را در ابتدا به صورت وارد کننده آغاز کرده بود و سپس وارد فاز تولید شد نیز در سال‌های ابتدایی دهه ۸۰ افتتاح شد. شرکت اندیشکاران راد از سال ۱۳۸۴ اقدام به واردات باتری‌های خودرویی و باتری یو پی اس به صورت رسمی با برندهای معروفی همچون داوگلد از دلکور کره، کوبا از اطلس کره، رونیز از گلوبت کره جنوبی، وستا از ویستای اکراین، وان یو‌پی‌اس از شرکت فرست پاور چین و پونا از کشور فیلیپین فعالیت خود را آغاز کرد. سپس با سرمایه‌گذاری ۳۰ میلیارد تومانی در سال ۱۳۹۷ این شرکت وارد فاز تولید شد.

اگر بخواهیم به سراغ غرب کشور برویم، نخستین باتری‌ساز این منطقه را می‌توان روئین ‌باطری غرب دانست که فعالیت خود را از سال ۱۳۸۶ با برندهای کایکو، دی‌سل و اسپیکو آغاز کرد.

افزوده شدن رقبای جدید

باتوجه به اینکه قرار نبود رقابت تامین بازار صرفا بین سه باتری‌ساز دنبال شود، شرکت‌های دیگری در ابعاد متوسط برای پوشش بهتر بازار اعلام حضور کردند. در این میان می‌توان به شرکت پاسارگاد صنعت باطری اشاره کرد که از همان ابتدای فعالیت در سال ۱۳۸۳ با هدف تولید باتری‌های سیلد کلسیم با ظرفیت یک میلیون قطعه باتری تاسیس شود ولی فعالیت رسمی این شرکت از سال ۱۳۹۰ در شهرک صنعتی گرمسار (استان سمنان) رقم خورد. در حال حاضر محصولات این شرکت تحت برندهای پروتون، هندل، لیدر، عقاب، شاهین، سیمرغ، دنیز، تایگون، باطریکس و کینگ‌پاور به بازار عرضه می‌شود.

گرم شدن تنور باتری سازی در دهه ۹۰

پس از پایان دهه ۸۰ رقبای اصلی صنعت باتری همدیگر را شناخته بودند و باوجود واردات محصولات خارجی نیاز مصرف‌کنندگان تقریبا بدون مشکل تامین میشد، تا اینکه امکان واردات باتری لغو شد و ظرفیت‌های جدیدی برای تولید باتری در کشور ایجاد شد.

به این ترتیب هم شرکت‌های اصلی تلاش بیشتری برای تامین محصولات باکیفیت‌تر و جلب نظر مشتری خاص پسند کردند و هم شرکت‌های دیگری برای تامین کامل بازار ایجاد شدند. از جمله این شرکت‌ها می‌تون به دورنا باتری ارس اشاره کرد که در سال ۱۳۹۲ در منطقه آزاد تجاری ارس تاسیس شد و طی ۸ سال اخیر اقدام به تولید با برندهای ارس، پوشیتا، نوبل و دورنا مایت کرده است.

شرکت آذر تابان مطمئن نیز از سایر مجموعه‌هایی است که با مشاهده شرایط بازار فعالیت خود را در این حوزه طی سال ۱۳۹۳ آغاز کرد. اما در انتها قصد داریم به شرکت شجع باطری اشاره کنیم که از دو سال پیش فعالیت خود را به عنوان تولید کننده آغاز کرده ولی سال ۱۳۹۲ الی ۱۳۹۵ موفق به کسب جایگاه بزرگترین توزیع‌کننده سراسری باتری از سوی سازمان توسعه منابع انرژی توان یا همان صبا باتری شده است.

در واقع این نمایندگی ۳۰ ساله صبا پس از توزیع گسترده محصولات این شرکت اقدام به تاسیس کارخانه‌ای برای تولید محصولات خود با برند تینو، کارپیل و کاما کرد. این روند کماکان ادامه دارد و هر روز احتمال تاسیس کارخانه دیگری برای انتقال تکنولوژی بالاتر و ایجاد رقابت بیشتر در بازار باتری کشور وجود دارد. به نظر شما طی این سال‌ها کدام شرکت بیشترین سرعت رشد را تجربه کرده است؟

بیشتر بدانید: کارخانه های تولید باتری در ایران