تشغيل وشحن وإيجابيات وسلبيات بطاريات الليثيوم

كثير من الناس اليوم يستخدمون الأجهزة الإلكترونية في حياتهم اليومية. الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ... الجميع يعرف ما هي. لكن قلة من الناس يعرفون أن العنصر الأساسي لهذه الأجهزة هو بطارية الليثيوم. تم تجهيز كل جهاز محمول تقريبًا بهذا النوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن. اليوم سنتحدث عن بطاريات الليثيوم. تتطور هذه البطاريات وتقنيات إنتاجها باستمرار. يحدث تحديث كبير للتكنولوجيا كل 1-2 سنوات. سننظر في المبدأ العام لتشغيل بطاريات الليثيوم ، وسيتم تخصيص مواد منفصلة للأصناف. سيتم مناقشة تاريخ ظهور بطاريات الليثيوم وتشغيلها وتخزينها ومزاياها وعيوبها أدناه.

تم إجراء البحث في هذا الاتجاه في بداية القرن العشرين. ظهرت "العلامات الأولى" في عائلة بطاريات الليثيوم في أوائل السبعينيات من القرن الماضي. كان أنود هذه البطاريات مصنوعًا من الليثيوم. سرعان ما أصبح الطلب عليهم بسبب حقيقة أن لديهم طاقة نوعية عالية. نظرًا لوجود الليثيوم ، وهو عامل اختزال نشط للغاية ، تمكن المطورون من زيادة الجهد الاسمي والطاقة المحددة للعنصر بشكل كبير. استغرق التطوير والاختبار اللاحق وصقل التكنولوجيا "للعقل" حوالي عقدين من الزمن.

خلال هذا الوقت ، تم حل المشكلات بشكل أساسي فيما يتعلق بسلامة استخدام بطاريات الليثيوم ، واختيار المواد ، وما إلى ذلك. خلايا الليثيوم الثانوية مع الإلكتروليتات غير المنتظمة ومجموعة متنوعة مع الكاثود الصلب متشابهة في العمليات الكهروكيميائية التي تحدث فيها. على وجه الخصوص ، يحدث انحلال أنوديك لليثيوم عند القطب السالب. يتم إدخال الليثيوم في الشبكة البلورية للقطب الموجب. عندما يتم شحن خلية البطارية ، تسير العمليات على الأقطاب الكهربائية في الاتجاه المعاكس.

تم تطوير مواد القطب الموجب بسرعة كبيرة. كان المطلب الرئيسي بالنسبة لهم هو الخضوع لعمليات قابلة للعكس.

نحن نتحدث عن استخراج انوديك والادخال الكاثودي. وتسمى هذه العمليات أيضًا إزالة التداخل الأنودي والاقحام الكاثودي. اختبر الباحثون مواد مختلفة مثل الكاثود.

كان الشرط هو أنه لا ينبغي أن تكون هناك تغييرات في ركوب الدراجات. على وجه الخصوص ، مواد مثل:

• TiS2 (ثاني كبريتيد التيتانيوم) ؛
• ملحوظة (سي) ن (النيوبيوم سيلينيد) ؛
• كبريتيد وثنائي سيلينيدات الفاناديوم ؛
• كبريتيد النحاس والحديد.

كل هذه المواد لها هيكل متعدد الطبقات. تم إجراء دراسات أيضًا باستخدام مواد ذات تركيبات أكثر تعقيدًا. لهذا ، تم استخدام إضافات بعض المعادن بكميات صغيرة. كانت هذه عناصر ذات كاتيونات نصف قطرها أكبر من Li.

تم الحصول على خصائص عالية الجودة للكاثود على أكاسيد المعادن. تم اختبار أكاسيد مختلفة للعمل القابل للعكس ، والذي يعتمد على درجة تشويه الشبكة البلورية لمادة الأكسيد عند إدخال كاتيونات الليثيوم هناك. كما تم أخذ الموصلية الإلكترونية للكاثود في الاعتبار. كانت المهمة هي التأكد من أن حجم الكاثود يتغير بما لا يزيد عن 20 بالمائة.وفقًا للدراسات ، تم عرض أفضل النتائج بواسطة أكاسيد الفاناديوم والموليبدينوم.

مع الأنود ، نشأت الصعوبات الرئيسية في إنشاء بطاريات الليثيوم. بتعبير أدق ، أثناء عملية الشحن ، عندما يحدث الترسيب الكاثودي لـ Li. هذا يشكل سطحًا ذا نشاط عالي جدًا. يترسب الليثيوم على سطح الكاثود في شكل تشعبات ونتيجة لذلك يتم تشكيل فيلم سلبي.

اتضح أن هذا الفيلم يغلف جزيئات الليثيوم ويمنع ملامستها للقاعدة. تسمى هذه العملية التغليف وتؤدي إلى حقيقة أنه بعد شحن البطارية ، يتم استبعاد جزء معين من الليثيوم من العمليات الكهروكيميائية.

نتيجة لذلك ، بعد عدد معين من الدورات ، تآكلت الأقطاب الكهربائية وانزعج استقرار درجة الحرارة للعمليات داخل بطارية الليثيوم.

في مرحلة ما ، تم تسخين العنصر إلى درجة انصهار Li وانتقل التفاعل إلى مرحلة غير متحكم فيها. لذلك ، في أوائل التسعينيات ، أعيد الكثير من بطاريات الليثيوم إلى شركات الشركات العاملة في إنتاجها. كانت هذه واحدة من البطاريات الأولى التي تم استخدامها في الهواتف المحمولة. في وقت المحادثة (يصل التيار إلى قيمته القصوى) على الهاتف ، انبعث لهب من هذه البطاريات. كانت هناك العديد من الحالات التي تم فيها حرق وجه المستخدم. يمكن أن يؤدي تكوين التشعبات أثناء ترسب الليثيوم ، بالإضافة إلى خطر نشوب حريق وانفجار ، إلى حدوث ماس كهربائي.

لذلك ، أمضى الباحثون الكثير من الوقت والجهد في تطوير طريقة لمعالجة سطح الكاثود. تم تطوير طرق لإدخال مواد مضافة في المنحل بالكهرباء تمنع تكون التشعبات. حقق العلماء تقدمًا في هذا الاتجاه ، لكن المشكلة لم تحل بالكامل حتى الآن. تمت أيضًا محاولة حل هذه المشكلات المتعلقة باستخدام الليثيوم المعدني بطريقة أخرى.

لذلك ، بدأ القطب السالب يصنع من سبائك الليثيوم ، وليس من الليثيوم النقي. كان أنجح سبيكة من الليثيوم والألمنيوم. عندما تكون عملية التفريغ جارية ، يتم حفر الليثيوم في القطب من مثل هذه السبيكة ، والعكس صحيح عند الشحن. أي خلال دورة الشحن والتفريغ ، يتغير تركيز Li في السبيكة. بالطبع ، كان هناك بعض فقدان نشاط الليثيوم في السبيكة مقارنة بمعدن Li.

انخفض جهد القطب السبيكي بحوالي 0.2-0.4 فولت. انخفض الجهد التشغيلي لبطارية الليثيوم ، وفي نفس الوقت ، انخفض التفاعل بين المنحل بالكهرباء والسبائك. كان هذا عاملاً إيجابياً ، حيث انخفض التفريغ الذاتي. لكن سبائك الليثيوم والألمنيوم لا تستخدم على نطاق واسع. كانت المشكلة هنا أن ركوب الدراجات قد غيّر بشكل كبير الحجم المحدد لهذه السبيكة. عندما حدث تفريغ عميق ، أصبح القطب هشًا ومتفتتًا. بسبب الانخفاض في الخصائص المحددة للسبيكة ، توقف البحث في هذا الاتجاه. كما تم دراسة سبائك أخرى.

أظهرت الدراسات أن سبيكة Li مع المعادن الثقيلة هي الأنسب. مثال على ذلك هو سبيكة وود. لقد أظهروا أنفسهم جيدًا من حيث الحفاظ على الحجم المحدد ، لكن الخصائص المحددة لم تكن كافية للاستخدام في بطاريات الليثيوم.

نتيجة لذلك ، نظرًا لحقيقة أن الليثيوم المعدني غير مستقر ، بدأ البحث يسير في اتجاه مختلف. تقرر استبعاد الليثيوم النقي من مكونات البطارية واستخدام أيوناته. هكذا ظهرت بطاريات الليثيوم أيون (Li-Ion).

كثافة طاقة بطاريات الليثيوم أيون أقل من كثافة طاقة الليثيوم. لكن سلامتها وسهولة استخدامها أعلى من ذلك بكثير. يمكنك قراءة المزيد عن الرابط المحدد.

عمر التشغيل والخدمة

استغلال

سيتم النظر في قواعد التشغيل باستخدام مثال بطاريات الليثيوم الشائعة المستخدمة في الأجهزة المحمولة (الهواتف والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة). في معظم الحالات ، تتم حماية هذه البطاريات من "الأحمق" بواسطة وحدة التحكم المدمجة. ولكن من المفيد للمستخدم معرفة الأشياء الأساسية حول الجهاز والمعلمات وتشغيل بطاريات الليثيوم.

بادئ ذي بدء ، يجب أن تتذكر أن بطارية الليثيوم يجب أن يكون لها جهد من 2.7 إلى 4.2 فولت. تشير القيمة الأقل هنا إلى مستوى الشحن الأدنى ، بينما تشير القيمة الأعلى إلى الحد الأقصى. في بطاريات Li الحديثة ، تصنع الأقطاب الكهربائية من الجرافيت وفي حالتهم يكون الحد الأدنى للجهد 3 فولت (2.7 هي قيمة أقطاب الكوك). تسمى الطاقة الكهربائية التي تطلقها البطارية عندما ينخفض ​​الجهد من الحد الأعلى إلى الحد الأدنى بقدرتها.

لإطالة عمر بطاريات الليثيوم ، يقوم المصنعون بتضييق نطاق الجهد إلى حد ما. غالبًا ما يكون 3.3-4.1 فولت. كما تبين الممارسة ، يتم تحقيق أقصى عمر خدمة لبطاريات الليثيوم عند مستوى شحن يبلغ 45 بالمائة. إذا كانت البطارية مشحونة بشكل زائد أو مفرطة الشحن ، فسيتم تقصير عمرها. يوصى عمومًا بشحن بطارية ليثيوم بنسبة شحن تتراوح من 15 إلى 20٪. وتحتاج إلى التوقف عن الشحن فورًا بعد الوصول إلى سعة 100٪.

ولكن ، كما ذكرنا سابقًا ، توفر وحدة التحكم البطارية من الشحن الزائد والتفريغ العميق. تم العثور على لوحة التحكم IC هذه في جميع بطاريات الليثيوم تقريبًا. في العديد من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية (الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة) ، يتم استكمال تشغيل وحدة التحكم المدمجة في البطارية بدائرة كهربائية ملحومة على لوحة الجهاز نفسه.

بشكل عام ، يتم ضمان التشغيل الصحيح لبطاريات الليثيوم بواسطة جهاز التحكم الخاص بهم. يُطلب من المستخدم بشكل أساسي عدم المشاركة في هذه العملية وعدم الانخراط في أنشطة الهواة.

أوقات الحياة

يبلغ عمر خدمة بطاريات الليثيوم حوالي 500 دورة شحن وتفريغ. هذه القيمة صالحة لمعظم بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر الحديثة. قد يختلف عمر الخدمة. يعتمد ذلك على مقدار استخدامك لجهازك المحمول. مع الاستخدام المستمر والتحميل مع التطبيقات كثيفة الاستخدام للموارد (الفيديو والألعاب) ، يمكن للبطارية أن تستنفد حدها في عام واحد. لكن متوسط ​​عمر بطاريات الليثيوم هو 3-4 سنوات.

عملية الشحن

وتجدر الإشارة على الفور إلى أنه للتشغيل العادي للبطارية ، تحتاج إلى استخدام شاحن قياسي يأتي مع الأداة الذكية. في معظم الحالات ، يكون هذا مصدر 5 فولت تيار مستمر. عادةً ما تصدر أجهزة الشحن العادية للهاتف أو الجهاز اللوحي تيارًا يبلغ حوالي 0.5─1 * درجة مئوية (C هي السعة الاسمية للبطارية).
الوضع القياسي لشحن بطارية الليثيوم هو كما يلي. يستخدم هذا الوضع في وحدات التحكم من Sony ويوفر أقصى قدر من اكتمال الشحن. يوضح الشكل أدناه هذه العملية بيانياً.

تتكون العملية من ثلاث مراحل:

• مدة المرحلة الأولى حوالي ساعة. في هذه الحالة ، يتم الاحتفاظ بتيار الشحن عند مستوى ثابت حتى يصل جهد البطارية إلى 4.2 فولت. في النهاية ، درجة الشحن 70٪ ؛
• تستغرق المرحلة الثانية أيضًا حوالي ساعة. في هذا الوقت ، تحافظ وحدة التحكم على جهد ثابت يبلغ 4.2 فولت ، بينما ينخفض ​​تيار الشحن. عندما ينخفض ​​التيار إلى حوالي 0.2 درجة مئوية ، تبدأ المرحلة النهائية. في النهاية ، درجة الشحن 90٪ ؛
• في المرحلة الثالثة ، ينخفض ​​التيار باستمرار بجهد 4.2 فولت. من حيث المبدأ ، تكرر هذه المرحلة المرحلة الثانية ، ولكن لها حد زمني صارم قدره ساعة واحدة. تقوم وحدة التحكم بعد ذلك بفصل البطارية عن الشاحن. في النهاية ، درجة الشحن 100٪.

أجهزة التحكم القادرة على توفير مثل هذا التدريج باهظة الثمن. ينعكس هذا في تكلفة البطارية. من أجل تقليل التكلفة ، يقوم العديد من الشركات المصنعة بتثبيت وحدات تحكم بنظام شحن مبسط في البطاريات. غالبًا ما تكون هذه مجرد خطوة أولى. ينقطع الشحن عندما يصل الجهد الكهربائي إلى 4.2 فولت. لكن في هذه الحالة ، يتم شحن بطارية الليثيوم بنسبة 70٪ فقط من سعتها. إذا كانت بطارية الليثيوم بجهازك تستغرق 3 ساعات أو أقل لشحنها ، فمن المرجح أن تحتوي على وحدة تحكم مبسطة.

من الجدير بالذكر عدد من النقاط الأخرى. بشكل دوري (كل شهرين إلى ثلاثة أشهر) ، قم بتفريغ البطارية بالكامل (حتى يتم إيقاف تشغيل الهاتف). ثم يتم الشحن الكامل بنسبة 100٪. بعد ذلك ، قم بإزالة البطارية لمدة 1-2 دقيقة ، أدخل الهاتف وقم بتشغيله. سيكون مستوى الشحن أقل من 100٪. اشحن البطارية بالكامل وقم بذلك عدة مرات حتى يظهر الشحن الكامل عند إدخال البطارية.

تذكر أنه من خلال موصل USB للكمبيوتر المحمول وسطح المكتب ومحول ولاعة السجائر في السيارة ، يكون الشحن أبطأ بكثير من الشحن من الشاحن العادي. هذا بسبب القيد الحالي لواجهة USB عند 500 مللي أمبير.

تذكر أيضًا أنه في البرد وعند الضغط الجوي المنخفض ، تفقد بطاريات الليثيوم بعضًا من قدرتها. في درجات الحرارة السلبية ، يصبح هذا النوع من البطاريات غير صالح للعمل.

بطاريات الليثيوم أيون ليست "دقيقة" مثل نظيراتها من هيدريد النيكل والمعدن ، ولكنها لا تزال بحاجة إلى بعض الصيانة. التمسك ب خمس قواعد بسيطة، لا يمكنك فقط إطالة دورة حياة بطاريات الليثيوم أيون ، ولكن يمكنك أيضًا زيادة وقت تشغيل الأجهزة المحمولة دون إعادة الشحن.

تجنب التفريغ الكامل.لا تحتوي بطاريات الليثيوم أيون على ما يسمى بتأثير الذاكرة ، لذا فهي تستطيع ، وعلاوة على ذلك ، تحتاج إلى الشحن دون انتظار التفريغ إلى الصفر. يحسب العديد من المصنّعين عمر بطارية ليثيوم أيون بعدد دورات التفريغ الكامل (حتى 0٪). للبطاريات عالية الجودة 400-600 دورة. لإطالة عمر بطارية الليثيوم أيون ، اشحن هاتفك كثيرًا. على النحو الأمثل ، بمجرد أن ينخفض ​​مؤشر البطارية عن علامة 10-20 بالمائة ، يمكنك شحن الهاتف. سيؤدي هذا إلى زيادة عدد دورات التفريغ إلى 1000-1100 .
يصف الخبراء هذه العملية بمؤشر مثل عمق التفريغ. إذا تم تفريغ شحن هاتفك إلى 20٪ ، فإن عمق التفريغ يكون 80٪. يوضح الجدول أدناه اعتماد عدد دورات تفريغ بطارية ليثيوم أيون على عمق التفريغ:

تفريغ مرة كل 3 أشهر.الشحن الكامل على مدى فترة طويلة من الزمن يكون سيئًا تمامًا لبطاريات الليثيوم أيون ، مثل التفريغ المستمر إلى الصفر.
نظرًا لعملية الشحن غير المستقرة للغاية (غالبًا ما نقوم بشحن الهاتف حسب الحاجة ، وأين يعمل ، من USB ومن مقبس الحائط ومن بطارية خارجية وما إلى ذلك) ، يوصي الخبراء بتفريغ البطارية تمامًا مرة واحدة كل 3 أشهر وبعد ذلك التي تصل إلى 100٪ وتحافظ على الشحن لمدة 8-12 ساعة. يساعد هذا في إعادة تعيين ما يسمى بأعلام البطارية العالية والمنخفضة. يمكنك قراءة المزيد عن هذا.

مخزن مشحون جزئيا. الحالة المثلى للتخزين طويل الأمد لبطارية ليثيوم أيون هي شحن ما بين 30 و 50 بالمائة عند 15 درجة مئوية. إذا تركت البطارية مشحونة بالكامل ، فسوف تنخفض سعتها بشكل ملحوظ بمرور الوقت. لكن البطارية ، التي كانت تجمع الغبار لفترة طويلة على الرف الذي تم تفريغه إلى الصفر ، لم تعد على الأرجح مستأجرًا - لقد حان الوقت لإرسالها لإعادة التدوير.
يوضح الجدول أدناه مقدار السعة المتبقية في بطارية ليثيوم أيون اعتمادًا على درجة حرارة التخزين ومستوى الشحن عند تخزينها لمدة عام واحد.

استخدم الشاحن الأصلي.قلة من الناس يعرفون أنه في معظم الحالات يكون الشاحن مدمجًا مباشرة في الأجهزة المحمولة ، وأن محول التيار المتردد الخارجي يخفض الجهد فقط ويصحح تيار مصدر الطاقة المنزلي ، أي أنه لا يؤثر بشكل مباشر على البطارية. لا تحتوي بعض الأدوات ، مثل الكاميرات الرقمية ، على شاحن مدمج ، وبالتالي يتم إدخال بطاريات الليثيوم أيون في "شاحن" خارجي. هذا هو المكان الذي يمكن أن يؤثر فيه استخدام شاحن خارجي بجودة مشكوك فيها بدلاً من الشاحن الأصلي سلبًا على أداء البطارية.

تجنب السخونة الزائدة.حسنًا ، أسوأ عدو لبطاريات الليثيوم أيون هو ارتفاع درجة الحرارة - فهي لا تتحمل ارتفاع درجة الحرارة على الإطلاق. لذلك ، لا تعرض الأجهزة المحمولة لأشعة الشمس المباشرة ، ولا تتركها بالقرب من مصادر الحرارة مثل السخانات الكهربائية. درجات الحرارة القصوى المسموح بها التي يمكن عندها استخدام بطاريات الليثيوم أيون: -40 درجة مئوية إلى + 50 درجة مئوية

أيضا ، يمكنك أن ترى

عند قراءة "نصائح تشغيل" البطاريات في المنتديات ، تتساءل بشكل لا إرادي عما إذا كان الأشخاص قد تخطوا الفيزياء والكيمياء في المدرسة ، أو يعتقدون أن قواعد تشغيل بطاريات الرصاص والبطاريات هي نفسها.
لنبدأ بمبادئ بطارية Li-Ion. كل شيء بسيط للغاية على الأصابع - يوجد قطب سالب (عادة ما يكون مصنوعًا من النحاس) ، وهناك قطب موجب (مصنوع من الألومنيوم) ، يوجد بينهما مادة مسامية (فاصل) مشبعة بالكهرباء (تمنع "غير المصرح به" "انتقال أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية):

يعتمد مبدأ التشغيل على قدرة أيونات الليثيوم على الاندماج في الشبكة البلورية لمواد مختلفة - عادة الجرافيت أو أكسيد السيليكون - مع تكوين روابط كيميائية: وفقًا لذلك ، عند الشحن ، يتم دمج الأيونات في الشبكة البلورية ، وبالتالي تتراكم شحنة على أحد الأقطاب ، عند التفريغ ، على التوالي ، تعود إلى قطب كهربائي آخر ، مما يمنح الإلكترون الذي نحتاجه (لأولئك الذين يرغبون في شرح أكثر دقة للعمليات الجارية - إقحام google). كإلكتروليت ، يتم استخدام المحاليل المحتوية على الماء التي لا تحتوي على بروتون حر ومستقرة في نطاق جهد واسع. كما ترون ، في البطاريات الحديثة يتم كل شيء بأمان تام - لا يوجد معدن الليثيوم ، ولا يوجد شيء ينفجر ، فقط الأيونات تمر عبر الفاصل.
الآن بعد أن أصبح كل شيء أكثر أو أقل وضوحًا مع مبدأ التشغيل ، دعنا ننتقل إلى الأساطير الأكثر شيوعًا حول بطاريات Li-Ion:

1. الأسطورة الأولى. لا يمكن تفريغ بطارية Li-Ion في الجهاز بنسبة صفر بالمائة.
   في الواقع ، يبدو كل شيء على ما يرام ويتوافق مع الفيزياء - عند التفريغ إلى ~ 2.5 فولت Li-Ion ، تبدأ البطارية في التدهور بسرعة كبيرة ، وحتى تفريغ واحد من هذا القبيل يمكن أن يقلل بشكل كبير (حتى 10٪!) من سعتها. بالإضافة إلى ذلك ، عند تفريغها إلى مثل هذا الجهد ، لن يكون من الممكن شحنه بشاحن عادي - إذا انخفض جهد خلية البطارية إلى أقل من 3 فولت تقريبًا ، فستقوم وحدة التحكم "الذكية" بإيقاف تشغيلها على أنها تالفة ، وإذا كان هناك كل هذه الخلايا ، يمكن نقل البطارية إلى سلة المهملات.
   ولكن هناك أمر مهم للغاية ولكن ينسى الجميع: في الهواتف والأجهزة اللوحية والأجهزة المحمولة الأخرى ، فإن نطاق جهد التشغيل على البطارية هو 3.5-4.2 فولت.عندما ينخفض ​​الجهد أقل من 3.5 فولت ، يظهر المؤشر نسبة شحن صفر و يتم إيقاف تشغيل الجهاز ، ولكن ما يصل إلى 2.5 فولت "حرج" لا يزال بعيدًا جدًا. يتم تأكيد ذلك من خلال حقيقة أنه إذا قمت بتوصيل مصباح LED ببطارية "فارغة" من هذا القبيل ، فيمكن أن تحترق لفترة طويلة (ربما يتذكر شخص ما أن الهواتف المزودة بمصابيح يدوية كانت تُباع ، والتي تم تشغيلها بواسطة زر بغض النظر عن النظام ، لذلك استمر الضوء في الاشتعال بعد التفريغ وإيقاف تشغيل الهاتف). هذا ، كما ترى ، أثناء الاستخدام العادي ، لا يحدث تفريغ يصل إلى 2.5 فولت ، مما يعني أنه من الممكن تمامًا تفريغ Akum إلى صفر بالمائة.
2. الأسطورة الثانية. تنفجر بطاريات Li-Ion في حالة تلفها.
   نتذكر جميعًا Samsung Galaxy Note 7. "المتفجر" ، ومع ذلك ، هذا استثناء للقاعدة - نعم ، الليثيوم معدن نشط للغاية ، وليس من الصعب تفجيره في الهواء (وهو يحترق بشدة في الماء). ومع ذلك ، فإن البطاريات الحديثة لا تستخدم الليثيوم ، ولكن أيوناتها أقل نشاطًا بكثير. لذلك من أجل حدوث انفجار ، تحتاج إلى المحاولة الجادة - إما إتلاف بطارية الشحن جسديًا (ترتيب دائرة كهربائية قصيرة) ، أو شحنها بجهد عالي جدًا (عندئذٍ ستتلف ، ولكن على الأرجح ستفعل وحدة التحكم ببساطة تحترق نفسها ولن تسمح بشحن البطارية). لذلك ، إذا كان لديك بطارية تالفة أو مدخنة فجأة في يديك - لا ترمها على الطاولة وتهرب من الغرفة وتصرخ "كلنا نموت" - فقط ضعها في حاوية معدنية وأخرجها إلى الشرفة (حتى لا تتنفس المواد الكيميائية) - سوف تشتعل البطارية لفترة من الوقت ثم تنفجر. الشيء الرئيسي هو عدم ملئه بالماء ، الأيونات هي بالطبع أقل نشاطًا من الليثيوم ، ولكن لا يزال يتم إطلاق بعض كمية الهيدروجين أيضًا عند التفاعل مع الماء (وهو يحب أن ينفجر).
3. الأسطورة الثالثة. عندما تصل بطارية Li-Ion إلى 300 (500/700/1000/100500) دورة ، تصبح غير آمنة وتحتاج إلى التغيير بشكل عاجل.
   خرافة ، لحسن الحظ يتناقص التجوال في المنتديات وعدم وجود أي تفسير فيزيائي أو كيميائي على الإطلاق. نعم ، أثناء التشغيل ، تتأكسد الأقطاب وتتآكل ، مما يقلل من سعة البطارية ، لكن هذا لا يهددك بأي شيء بخلاف عمر البطارية الأقصر والسلوك غير المستقر عند 10-20٪ من الشحن.
4. الأسطورة الرابعة. مع بطاريات Li-Ion ، لا يمكنك العمل في البرد.
   هذه توصية أكثر من حظر. يحظر العديد من الشركات المصنعة استخدام الهواتف في درجات حرارة سلبية ، وقد عانى الكثير منهم من تفريغ سريع وإيقاف تشغيل الهواتف بشكل عام في البرد. تفسير ذلك بسيط للغاية: الإلكتروليت عبارة عن مادة هلامية تحتوي على الماء ، والجميع يعرف ما يحدث للماء عند درجات حرارة سالبة (نعم ، يتجمد ، إذا كان هناك أي شيء) ، مما يؤدي إلى توقف بعض أجزاء البطارية عن العمل. هذا يؤدي إلى انخفاض الجهد ، ويبدأ جهاز التحكم في اعتبار هذا تفريغًا. هذا غير مفيد للبطارية ، لكنه ليس مميتًا أيضًا (بعد التسخين ، ستعود السعة) ، لذلك إذا كنت بحاجة ماسة إلى استخدام الهاتف في البرد (لاستخدامه فقط - أخرجه من الجيب الدافئ ، انظر إلى الوقت وقم بإخفائه مرة أخرى) ، فمن الأفضل شحنه بنسبة 100٪ وتشغيل أي عملية تقوم بتحميل المعالج - لذلك سيكون التبريد أبطأ.
5. الأسطورة الخامسة. تشكل بطارية Li-Ion المنتفخة خطورة ويجب التخلص منها على الفور.
   هذه ليست خرافة تمامًا ، ولكنها إجراء احترازي - يمكن للبطارية المنتفخة أن تنفجر ببساطة. من وجهة نظر كيميائية ، كل شيء بسيط: أثناء عملية الإقحام ، تتحلل الأقطاب الكهربائية والإلكتروليت ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الغاز (يمكن أيضًا إطلاقه أثناء إعادة الشحن ، ولكن المزيد عن ذلك أدناه). لكنها تبرز قليلاً جدًا ، ولكي تبدو البطارية منتفخة ، يجب أن تمر عدة مئات (إن لم يكن الآلاف) من دورات إعادة الشحن (ما لم تكن ، بالطبع ، معيبة). لا توجد مشاكل في التخلص من الغاز - فقط اخترق الصمام (في بعض البطاريات يفتح من تلقاء نفسه تحت ضغط مفرط) وقم بإفراغه (لا أوصي باستنشاقه) ، وبعد ذلك يمكنك تغطية الفتحة بالإيبوكسي. بالطبع ، لن يؤدي هذا إلى إعادة البطارية إلى سعتها السابقة ، ولكن على الأقل الآن لن تنفجر بالتأكيد.
6. الأسطورة السادسة. بطاريات Li-Ion ضارة بالشحن الزائد.
   لكن هذه لم تعد أسطورة ، لكنها حقيقة قاسية - عند إعادة الشحن ، هناك فرصة كبيرة لأن تنتفخ البطارية وتنفجر وتشتعل فيها النيران - صدقني ، هناك القليل من المتعة في أن يتم رشها بالكهرباء المغلي. لذلك ، توجد في جميع البطاريات وحدات تحكم لا تسمح ببساطة بشحن البطارية فوق جهد معين. ولكن هنا يجب أن تكون حذرًا للغاية في اختيار بطارية - غالبًا ما تفشل أدوات التحكم في الحرف اليدوية الصينية ، وأعتقد أن الألعاب النارية من الهاتف في الساعة 3 صباحًا لن ترضيك. بالطبع ، توجد نفس المشكلة في البطاريات ذات العلامات التجارية ، ولكن أولاً ، يحدث هذا كثيرًا هناك ، وثانيًا ، سيتم استبدال الهاتف بالكامل بموجب الضمان. عادة ما تؤدي هذه الأسطورة إلى ما يلي:
7. الأسطورة السابعة. عند الوصول إلى 100٪ ، تحتاج إلى إزالة الهاتف من الشحن.
   من الأسطورة السادسة ، يبدو هذا معقولًا ، لكن في الواقع لا معنى للاستيقاظ في منتصف الليل وإخراج الجهاز من الشحن: أولاً ، حالات فشل وحدة التحكم نادرة للغاية ، وثانيًا ، حتى عند 100٪ على المؤشر يتم إعادة شحن البطارية إلى أقصى حد ممكن لبعض الوقت التيارات المنخفضة ، مما يضيف سعة أخرى بنسبة 1-3 ٪. لذلك لا ينبغي أن يكون هذا كثيرًا من الامتداد.
8. الأسطورة الثامنة. لا يمكن شحن الجهاز إلا بالشاحن الأصلي.
   تحدث الأسطورة بسبب الجودة الرديئة لأجهزة الشحن الصينية - بجهد عادي يبلغ 5 + - 5٪ فولت ، ويمكنهم إخراج كل من 6 و 7 - ستعمل وحدة التحكم ، بالطبع ، على تخفيف هذا الجهد لبعض الوقت ، ولكن في المستقبل سيؤدي في أحسن الأحوال إلى احتراق وحدة التحكم ، في أسوأ الأحوال - إلى انفجار و (أو) فشل اللوحة الأم. يحدث العكس - تحت الحمل ، ينتج الشاحن الصيني 3-4 فولت: سيؤدي ذلك إلى حقيقة أن البطارية لا يمكن شحنها بالكامل.

كما يتضح من مجموعة كاملة من المفاهيم الخاطئة ، ليس لكل منهم تفسير علمي ، بل إن القليل منها يؤدي إلى تدهور أداء البطارية. لكن هذا لا يعني أنه بعد قراءة مقالتي ، يجب عليك الجري بتهور وشراء بطاريات صينية رخيصة مقابل بضعة دولارات - ومع ذلك ، من أجل المتانة ، من الأفضل أن تأخذ نسخًا أصلية أو عالية الجودة من النسخ الأصلية.

يُشار إلى عمر البطارية في عدد دورات تفريغ الشحن. في معظم الحالات ، يكون عدد الدورات 1000. ومع ذلك ، لا يعني هذا المؤشر على الإطلاق أنه يمكن شحن البطارية 1000 مرة فقط ، نظرًا لأن دورة تفريغ الشحن وعملية إعادة شحن البطارية ليسا نفس الشيء. على سبيل المثال ، إذا قمت بشحن هاتف ذكي أو أداة أخرى مرتين إلى النصف ، فإن هذا يعني عمليتي شحن ودورة تفريغ شحن واحدة.

كيفية زيادة عمر بطاريات الليثيوم - أيون

لا يستحق شراء بطاريات الليثيوم أيون للاستخدام أو الاحتياطية ، لأنه إذا لم يتم استخدام البطارية لفترة طويلة ، فسيتم تقليل عمرها التشغيلي. من أجل إطالة عمر الخدمة ، من الضروري تهيئة ظروف التخزين. يجب تخزين البطاريات في درجة حرارة 5 درجات مئوية عند شحن 40٪ وإعادة شحنها من وقت لآخر.

كيفية ضبط مستوى شحن البطارية بشكل صحيح

هناك حكاية شائعة جدًا وهي أنه يمكن زيادة سعة البطاريات الجديدة وعمرها التشغيلي بعد عدة دورات كاملة للشحن والتفريغ. هذا البيان ليس صحيحا تماما. في هذه الحالة ، تزداد دقة عرض مستوى شحن البطارية ، لأنه بعد هذا التدريب ، يبدو أن الأداة الرقمية والبطارية "تطحن" بعضهما البعض.

يتم إجراء المعايرة على النحو التالي:

من الضروري شحن بطارية الجهاز الرقمي بالكامل ، ثم تفريغها بالكامل تقريبًا وإعادة شحنها مرة أخرى. في هذه الحالة ، لا ينبغي السماح للبطارية بالتفريغ العميق. يوصى بالمعايرة مرة واحدة في الشهر.

ما هي أنواع البطاريات التي يجب تفريغها بالكامل وأيها لا ينبغي.

تعاني بطاريات النيكل والكادميوم مما يسمى بتأثير الذاكرة ، والذي يؤدي إلى فقدان البطارية لسعة البطارية بسرعة إذا لم يتم تفريغها بالكامل.

تعمل بطاريات الليثيوم أيون على المبدأ المعاكس ، حيث يؤدي تفريغها العميق في أحسن الأحوال إلى فقد جزئي للقدرة ، في أسوأ الأحوال - لإكمال عدم الملاءمة.

فقدان بعض الطاقة من البطاريات المشحونة

ينخفض ​​مؤشر البطارية المعروض على الكاميرا الرقمية أو الكمبيوتر اللوحي أو أي جهاز رقمي آخر بسرعة إلى 90٪ بعد شحن البطاريات بالكامل. لا يقع اللوم على البطارية ، ولكن دائرة التحكم في مستوى الشحن. تعتبر بطارية الليثيوم أيون المشحونة بالكامل ضعيفة للغاية. يمكن تقليل عمر الخدمة بشكل كبير إذا استمرت البطارية المشحونة بالكامل في تلقي الطاقة. لذلك ، تعمل دوائر التحكم في الشحن في الأجهزة الحديثة على تقليل المستوى بنسبة قليلة بعد اكتمال شحن البطارية. للتأكد من أن مالكي الأجهزة الذكية على يقين من أن أجهزتهم جاهزة تمامًا للاستخدام ، بعد فصله عن الشاحن ، يظهر نظام التحكم مستوى 100٪ ، وبعد بضع دقائق فقط يعرض المستوى الحقيقي ، وهو ما يقرب من 90-95٪.

طريقة شحن الاهتزازات

حتى بطارية ليثيوم أيون مشحونة بالكامل يمكن إعادة شحنها بنسبة 10-15٪ باستخدام طريقة الشحن بالصدمات (الترجمة الحرفية - رفع الشحن).

قم بتشغيل هاتفك الذكي أو جهازك اللوحي أو أي جهاز آخر يستخدم بطاريات الليثيوم أيون كبطاريات وشحنه بالكامل. ثم افصل الشاحن وأعد توصيله على الفور. إذا كررت الإجراء أعلاه عدة مرات ، يمكنك زيادة سعة البطارية. لا ينبغي إساءة استخدام هذه الطريقة ، حيث يمكن أن تلحق الضرر بخلايا البطارية.