در عصر حاضر صنعت الکترونیک پیشرفت چشمگیری نموده است و به دلیل گسترش یو پی اس ارتباطات و فناوری اطلاعات وسایل الکترونیکی قابل حمل همچون گوشی‌های تلفن همراه، لب‌تاپ‌ها و ... توسعه یافته‌اند. تامین باتری یو پی اسانرژی به صورت آسان و مطلوب برای توسعه این وسایل یک ضرورت مهم و انکارناپذیر است. این تا به حدی است که می‌توان باتری را قلب وسایل الکترونیک قابل حمل دانست. همچنین امروزه به دلیل مشکلات ایجاد شده به دلیل آلودگی هوا یو پی اس شرکت‌های بزرگ خودروسازی سالانه هزینه‌های زیادی را صرف ساخت خودروهای الکتریکی و هیبریدی می‌نمایند یو پی اسکه از مهمترین چالش‌ها در ساخت این خودروها تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز آن‌ها می‌باشد. بهترین گزینه برای رفعیو پی اس apc این مهم استفاده از باتری‌های قابل شارژ جهت ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی در این خودروها می‌باشد.

 یو پی اس
با توجه به موارد ذکر شده در بالا تحقیقات وسیعی در زمینه باتری‌ها  یو پی اسقابل شارژ در مراکز تحقیقاتی دنیا صورت می‌پذیرد که باعث پیشرفت یو پی اسبسیار سریع باتری‌های قابل شارژ در چند دهه اخیر شده است. در حال حاضر، باتری‌های لیتیم-یون در نوک قله این پیشرفت قرار دارند؛ به‌طوری که در اغلب وسایل الکترونیکی امروزی از باتری‌های لیتیم-یون استفاده می‌شود و گروه‌های تحقیقاتی زیادی در سراسر دنیایو پی اس apc در حال تحقیق جهت بهبود عملکرد یو پی اس apcاین نوع باتری‌ها هستند. شکل (1) نمونه ای از چند باتری لیتیمی ساخته شده در ابعاد مختلف جهت کاربردهای گوناگون را نمایش می‌دهد. ورود فناوری نانو به تحقیقات باتری‌های لیتیم-یون باعث جهش  یو پی اسدر روند پیشرفت این باتری‌ها گردیده و تحولات بارزی را در عملکرد آنها ایجاد نموده است. در این مقالهیو پی اس مختصری به توصیح عملکرد این باتری‌ها پرداخته شده است.

یو پی اس

- باتری های قابل شارژ

اولین بار در سال 1786 گالوانی شیوه جدیدی برای تولید الکتریسیته به وسیله مواد شیمیایی یو پی اسکشف کرد که بعدها این پیل‌ها به پیل‌های گالوانی (Galvanic Cell) مشهور شدند. از سال 1800 به بعد پیشرفت زیادی در زمینه باتری‌ها صورت گرفت اما اولین باتری‌های قابل شارژ سرب اسید که امروزه نیز در خودروها از آن‌ها استفاده می‌شود در سال 1859 ساخته شد. تحول بعدی یو پی اس apcدر باتری‌های قابل شارژ در سال 1960 با ساخت باتری‌های باتری یو پی اسنیکل-کادمیوم (Ni-Cd) رخ داد اما این باتری‌ها نیز در سال 1990 جای خود را به باتری‌های جدید نیکل-هیدرید فلز (Nickel-Metal Hydride) دادند. چرخه پیشرفت باتری‌های قابل شارژ با اختراع اولین باتری‌های لیتیم-یون در سال 1991 و باتری‌های پلیمر-لیتیم یون در سال 1999 کامل گردید. در سال های اخیر با بهیو پی اس کارگیری نانوذرات مختلف در این باتری‌ها بازده آن‌ها به مقدار قابل  یو پی اسملاحظه‌ای افزایش یافته است.یو پی اس apc در ادامه عملکرد آن‏ها معرفی و بررسی شده است [1].

باتری یو پی اس

3- معرفی باتری‌های لیتیم-یون

باتری وسیله‌ای است که انرژی شیمیایی را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. در واقع یکباتری یو پی اس باتری شامل یک یا چند پیل ولتایی (Voltaic Cell) است که بر اثر واکنش‌های شیمیایی اکسید و احیا مولد جریان الکتریسیته هستند. هر پیل ولتایی از دو الکترود تشکیل شده است که بین آن‌ها با الکترولیت پر می شود. الکترولیت محلولی رسانا شامل یون‌ها است. معمولا ترکیبات الکتروفعال یو پی اس apcدرون الکترولیت حل می شوند که می‌توانند با الکترودها واکنش شیمیایی بدهند و انرژی شیمیایی را با انتقال بار در سطح مشترک الکترود-الکترولیت به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

باتری یو پی اس
ولتاژ خروجی یک باتری به طور مستقیم با ماهیت شیمیایی واکنش الکتروشیمیایی پیل در ارتباط است. باتری یو پی اسبه عنوان مثال در باتری‌های سرب-اسید، واکنش شیمیایی هر پیل 2 ولت جریان را تولید می‌نماید. در باتری‌های لیتیمی واکنش الکتروشیمیایی صورت گرفته ولتاژ تقریبی 3 ولت را تولید می نماید که تولید این ولتاژ یکی از ویژگی‌های مهم این نوع باتری‌ها است. بنابراین با بهره گیری از واکنش های لیتیمی می‌توان باتری یو پی اسبا به کارگیری تعداد پیل کمتر به ولتاژ بالاتر دست یافت.

یو پی اس apc

4- اجزا باتری‌های لیتیم-یون

به طور کلی هر باتری از 3 بخش اصلی الکترود مثبت، الکترود منفی ویو پی اس الکترولیت تشکیل شده است. در باتری‌های لیتیم-یون، باتری یو پی اسالکترود مثبت یا کاتد از یک ترکیب لیتیم مانند لیتیم کبالت اکسید و الکترود منفی یا آند از کربن ساخته شده و یک لایه جدا کننده در بین آن‌ها قرار دارد. نمایی از یک پیل باتری لیتیمی در شکل 2 نمایش داده شده است. الکترولیت در باتری های لیتیمی نیز از نمک لیتیم دریک باتری یو پی اسحلال آلی ساخته شده است.  یو پی اساستفاده از حلال آلی در نقش الکترولیت به دلیل اشتعال زا بودن نیازمندباتری یو پی اس انجام پاره ای از اقدامات ایمنی است. اقدامات ایمنی و همچنین موارد دیگری که برای بهبود عملکرد باتری های لیتیمی به کار گرفته می شوند، مهندسی ساختار الکترولیت را‌ بسیار پیچیده می نماید. الکترولیت یو پی اس apcدر این باتری ها از مجموعه ای از مواد تشکیل شده که هر کدام وظیفه خاص خود را دارند. نقص در عملکرد هر یک از اجزای الکترولیت باعث نقص در عملکرد کل باتری می‌شود. در بخش‌های بعد هر یک از این اجزا به طور کامل شرح داده می‌شوند.
علاوه بر موارد بالا، باتری‌های لیتیمی مجهز به مدارهای الکترونیکی یو پی اسمحافظ و فیوزهای جهت جلوگیری از عکس شدن قطبیت، باتری یو پی اساعمال ولتاژ بیش از حد، گرم شدن بیش از حد و موارد ایمنی دیگر هستند.