بطاريات ليثيوم أيون

لفترة طويلة ، كان مركم الحمض هو الجهاز الوحيد القادر على تزويد الكائنات والآليات ذاتية الحكم بتيار كهربائي. على الرغم من الحد الأقصى الحالي الكبير والحد الأدنى من المقاومة الداخلية ، كان لهذه البطاريات عدد من العيوب التي حدت من استخدامها في الأجهزة التي تستهلك كمية كبيرة من الكهرباء أو في الأماكن المغلقة. في هذا الصدد ، تخلو بطاريات الليثيوم أيون من العديد من الصفات السلبية لأسلافها ، على الرغم من أنها تعاني من عيوب.

ما هي بطارية ليثيوم أيون

ظهرت بطاريات الليثيوم الأولى منذ 50 عامًا. مثل هذه المنتجات كانت بطارية عادية حيث تم تثبيت أنود الليثيوم لزيادة مستوى انتاج الطاقة. كان لهذه المنتجات خصائص تشغيلية عالية للغاية ، ولكن أحد العيوب الأكثر خطورة كان الاحتمال الكبير لاشتعال الليثيوم أثناء ارتفاع درجة حرارة الكاثود. في ضوء هذه الميزة ، استبدل العلماء بمرور الوقت العنصر النقي بأيونات المعادن ، مما أدى إلى زيادة السلامة بشكل ملحوظ.

تعد بطاريات الليثيوم الحديثة موثوقة للغاية وقادرة على تحمل عدد كبير من دورات تفريغ الشحن. لديهم الحد الأدنى من تأثير الذاكرة والوزن المنخفض نسبيا. بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدام بطارية الليثيوم على نطاق واسع في العديد من الأجهزة. يمكن استخدام المنتج كبطارية ، في شكل بطاريات للأجهزة المنزلية ، فضلاً عن مصدر طاقة جر عالي الكفاءة.

اليوم ، مثل هذه الأجهزة لها عيوب عديدة:

• تكلفة عالية
• لا تحب التصريفات العميقة ؛
• قد يموت في درجات حرارة منخفضة ؛
• فقدان القدرة عند ارتفاع درجة الحرارة.

كما نظائرها أكثر تقدما يمكنك أن تجد بوليمر الليثيوم أو تيتانات الليثيوم البطاريات ، لكنها تكلف أكثر بكثير.

كيف يتم إنتاج بطاريات ليثيوم أيون

يتم إنتاج بطاريات ليثيوم أيون في عدة مراحل:

1. صناعة الأقطاب الكهربائية.
2. الجمع بين الأقطاب الكهربائية في البطارية.
3. تركيب لوحة الحماية.
4. تثبيت البطارية في القضية.
5. بالكهرباء ملء.
6. اختبار وشحن.

في جميع مراحل الإنتاج ، يجب اتباع إجراءات السلامة والتكنولوجيا ، والتي تتيح لك في النهاية الحصول على منتج عالي الجودة.

ككاثود في بطاريات الليثيوم أيون ، يتم استخدام رقائق مع مادة تحتوي على الليثيوم المودعة على سطحه.

يمكن استخدام مركبات الليثيوم التالية ، اعتمادًا على الغرض من البطارية:

• LiCoO2.
• LiFePO4 بطارية;
• LiNiO2.
• LiMn2O4.

في تصنيع مصادر الطاقة الأسطوانية ذات الأحجام AA و AAA ، يتم لف القطب الرئيسي في لفافة ، يتم فصلها عن الأنود بواسطة فاصل. من خلال مساحة كبيرة من الكاثود ، الذي يتميز فيلمه بسماكة دنيا ، يمكن تحقيق كثافة طاقة عالية للمنتج.

مبدأ التشغيل وجهاز بطارية ليثيوم أيون

تعمل بطارية ليثيوم أيون على النحو التالي:

1. عندما يتم تزويد التيار الكهربائي المستمر بملامسات البطارية ، تنتقل كاتيونات الليثيوم إلى مادة الأنود.
2. أثناء التفريغ ، تترك أيونات الليثيوم الأنود وتخترق العزل الكهربائي حتى عمق 50 نانومتر.

في "عمر" بطارية أيون الليثيوم ، يمكن أن تصل هذه الدورات إلى 3000 ، بينما يمكن للبطارية أن تعطي جميع التيار الكهربائي المتراكم تقريبًا أثناء الشحن.لا يؤدي التفريغ العميق إلى أكسدة الألواح ، مما يميز هذه المنتجات بشكل إيجابي بالمقارنة مع البطاريات الحمضية.

ليست كل بطاريات الليثيوم قادرة على تحمل التصريفات العميقة جيدًا. إذا تم تثبيت هذه البطارية في الهاتف أو الكاميرا (اكتب AAA) ، فعندما يتم تفريغ البطارية بعمق ، فإن لوحة التحكم سوف تمنع إمكانية شحن البطارية لأسباب تتعلق بالسلامة ، وبالتالي ، لا يمكن شحنها بدون شاحن خاص. إذا كانت هذه بطارية ليثيوم جر بمحرك خارجي ، فإن التفريغ العميق لن يكون مخيفًا على الإطلاق.

على عكس البطاريات من نوع الإصبع ، تتكون البطاريات المعقدة من عدة مصادر منفصلة للكهرباء متصلة بشكل متوازٍ أو متسلسل. تعتمد طريقة التوصيل على مؤشر الكهرباء الذي يجب زيادته.

أحجام وأنواع بطاريات الليثيوم

بطاريات الليثيوم أيون واسعة الانتشار. تستخدم مصادر التيار الكهربائي هذه في مختلف الأجهزة المنزلية والأدوات وحتى السيارات. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيع بطاريات الليثيوم أيون الصناعية ذات السعة الكبيرة والجهد العالي. الأكثر شعبية هي الأنواع التالية من بطاريات الليثيوم:

يشير أول رقمين من هذه التسميات إلى قطر المنتج ، والزوج الثاني - الطول. يتم ضبط "0" الأخير إذا كانت البطاريات أسطوانية.

بالإضافة إلى البطاريات الأسطوانية ، تنتج الصناعة أيضًا بطاريات من النوع "تاج"9 فولت والبطاريات الصناعية القوية مع الجهد 12 فولت ، 24 فولت ، 36 فولت و 48 فولت.

اعتمادًا على العناصر المضافة إلى المنتج ، قد تظهر العلامات التالية في علبة البطارية:

• ICR - التي تحتوي على الكوبالت.
• IMR - - - - المنغنيز.
• INR - - - - النيكل والمنغنيز.
• NCR - - - - النيكل والكوبالت.

بطاريات الليثيوم تختلف ليس فقط في الحجم والمواد المضافة الكيميائية ، ولكن في المقام الأول في السعة والجهد. تحدد هاتان المعلمتان إمكانية استخدامها في أنواع مختلفة من الأجهزة الكهربائية.

أين تستخدم بطاريات الليثيوم؟

لا يوجد بديل عن بطاريات الليثيوم أيون حيث تحتاج إلى بطارية قادرة على توصيل الكهرباء بكميات كبيرة تقريبًا ، وتقوم بإجراء عدد كبير من دورات الشحن / التفريغ دون تقليل السعة. ميزة هذه الأجهزة هي وزنها المنخفض نسبياً ، لأنه لا توجد حاجة لاستخدام شبكات الرصاص في هذه الأجهزة.

بالنظر إلى خصائص الأداء العالية ، يمكن استخدام هذه المنتجات:

1. كما البطاريات بداية. تزداد تكلفة بطاريات الليثيوم للسيارات كل عام ، وذلك بفضل التطورات الجديدة التي يمكن أن تقلل من تكاليف الإنتاج. لسوء الحظ ، يمكن أن يكون سعر هذه البطاريات مرتفعًا للغاية ، وهذا هو السبب في أن العديد من مالكي السيارات لا يستطيعون شراء هذه البطارية. تشمل عيوب بطاريات الليثيوم أيون انخفاضًا كبيرًا في الطاقة عند درجات حرارة تقل عن 20 درجة ، وبالتالي فإن تشغيل هذه المنتجات في المناطق الشمالية سيكون غير عملي.
2. كأجهزة الجر. نظرًا لحقيقة أن بطاريات الليثيوم أيون تحمل بسهولة تفريغًا عميقًا ، فإنها غالبًا ما تستخدم كجر للمحركات الكهربائية للقوارب. إذا كانت قوة المحرك ليست كبيرة جدًا ، فستكون الشحنة الواحدة كافية لمدة 5-6 ساعات من التشغيل المستمر ، وهو ما يكفي تمامًا لصيد الأسماك أو القيام برحلة على متن قارب. يتم تثبيت بطاريات ليثيوم أيون الجر على مختلف معدات التحميل (المعبئ الكهربائي ، الرافعات الشوكية الكهربائية) التي تعمل في الأماكن المغلقة.
3. في الأجهزة المنزلية. تستخدم بطاريات ليثيوم أيون في الأجهزة المنزلية المختلفة بدلاً من البطاريات القياسية. تحتوي هذه المنتجات على جهد من 3.6 فولت إلى 3.7 فولت ، ولكن هناك طرازات يمكنها استبدال بطارية ملح أو قلوية منتظمة بـ 1.5 فولت.يمكنك أيضا تلبية بطاريات 3V (15270 ، CR2) ، والتي يمكن تثبيتها بدلا من 2 البطاريات القياسية.

يتم استخدام هذه المنتجات بشكل أساسي في الأجهزة القوية التي يتم فيها تفريغ بطاريات الملح التقليدية بسرعة كبيرة.

بطارية ليثيوم أيون تعليمات التشغيل

يتأثر عمر بطارية الليثيوم بالعديد من العوامل ، والتي ستزيد معرفتها بشكل كبير من المورد. عند استخدام هذا النوع من البطاريات ، يجب عليك:

1. حاول ألا تدع البطارية تنفد تمامًا. على الرغم من المقاومة العالية للبطارية لمثل هذا التأثير ، فمن المستحسن عدم الضغط على جميع "العصائر" للخروج منه. يجب توخي الحذر بشكل خاص عند تشغيل هذه البطاريات مع UPS ومحركات كهربائية عالية الطاقة. إذا حدث تفريغ كامل للبطارية ، فمن الضروري إعادة إحياءها فورًا ، أي توصيلها بشاحن خاص. يمكن أيضًا هز البطارية بعد فترة بقاء طويلة في حالة تفريغ عميق ، ومن الضروري إجراء شحن عالي الجودة لمدة 12 ساعة ، ثم تفريغ البطارية.
2. لا فاحش. الشحن الزائد يؤثر سلبا على أداء المنتج. لا تستطيع وحدة التحكم المدمجة دائمًا إيقاف تشغيل البطارية في الوقت المناسب ، خاصةً عند تنفيذ الشحن في غرفة باردة.

بالإضافة إلى الشحن الزائد والإفراط في التفريغ ، يجب حماية البطارية من التأثيرات الميكانيكية المفرطة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى تقليل الضغط على القضية وإشعال النار في المكونات الداخلية للبطارية. لهذا السبب ، هناك حظر على البطاريات البريدية التي يتجاوز فيها محتوى الليثيوم النقي 1 غرام.

كيفية تخزين بطاريات الليثيوم أيون

إذا كانت هناك حاجة للتخزين طويل المدى لبطاريات الليثيوم أيون ، ثم لتقليل التأثير السلبي على المنتجات ، فيجب عليك الالتزام بالتوصيات التالية:

1. قم بتخزين المنتج فقط في مكان بارد وجاف.
2. يجب إزالة البطارية من الجهاز الكهربائي.
3. يجب شحن البطارية قبل الحفظ. الحد الأدنى للجهد الذي لن تتشكل فيه عمليات التآكل الداخلي يساوي 2.5 فولت لكل خلية.

بالنظر إلى التفريغ الذاتي الضئيل لهذه البطاريات ، من الممكن تخزين البطارية بهذه الطريقة لعدة سنوات ، ولكن خلال هذه الفترة ستنخفض قدرة العنصر بشكل حتمي.

التخلص من بطاريات الليثيوم أيون

تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على مواد خطرة على الصحة ، لذلك لا ينبغي تفكيكها في المنزل بأي حال من الأحوال. بعد نفاد عمر البطارية ، يجب إعادتها لمزيد من المعالجة. في مراكز الاستقبال المتخصصة ، يمكنك الحصول على تعويض مالي عن بطارية ليثيوم قديمة ، لأن هذه المنتجات تحتوي على عناصر باهظة الثمن يمكن إعادة استخدامها.