هيكل ودرجة الحرارة القصوى مقدمة من بطاريات أيون الليثيوم

بطاريات أيون الليثيوم هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي يشيع استخدامها في الأجهزة الإلكترونية المحمولة والمركبات الكهربائية وهي تحظى بشعبية متزايدة في التطبيقات العسكرية والفضائية.

في البطارية ، تتحرك أيونات الليثيوم من القطب السالب عبر الإلكتروليت إلى القطب الموجب أثناء التفريغ ، والعودة أثناء الشحن. تستخدم بطاريات أيون الليثيوم مركبات الليثيوم المدمجة كمادة القطب الموجب ، مع استخدام الجرافيت عادة كمادة القطب السالب. تتميز البطارية بكثافة طاقة عالية ، وليس لها تأثير ذاكرة (باستثناء بطاريات LFP) ، وتفريغ ذاتي منخفض.

تتميز الأنواع المختلفة من بطاريات أيون الليثيوم بخصائص كيميائية وأداء وتكلفة وسلامة مختلفة

تستخدم المنتجات الإلكترونية المحمولة في الغالب بطاريات بوليمر الليثيوم (مع جل بوليمر كالإلكتروليت) ، مادة كاثود LiCoO2 وأنود الجرافيت ، مما يوفر كثافة طاقة عالية. قد يوفر فوسفات الحديد الليثيوم ، وأكسيد المنغنيز الليثيوم ، وأكسيد الكوبالت والنيكل المنغنيز الليثيوم حياة أطول وقدرة أفضل. تستخدم هذه البطاريات على نطاق واسع في الأدوات الكهربائية والأجهزة الطبية والأدوار الأخرى. انقر هنامصنعي بطاريات أيون الليثيوم المخصصة.

تشمل الأبحاث على بطاريات أيون الليثيوم إطالة العمر وزيادة كثافة الطاقة وتحسين السلامة وتقليل التكاليف وزيادة سرعة الشحن. ويجري البحث في مجال الشوارد غير القابلة للاشتعال استناداً إلى قابلية الاشتعال والتطاير في المذيبات العضوية المستخدمة عادة في الشوارد كوسيلة لتحسين السلامة. وتشمل الاستراتيجيات بطاريات أيون الليثيوم المائية ، والإلكتروليتات الصلبة الخزفية ، والكتروليتات البوليمرية ، والسوائل الأيونية ، والأنظمة البيرفلورية.

هيكل بطاريات أيون الليثيوم

المكونات الوظيفية الأساسية الثلاثة لبطارية أيون الليثيوم هي القطب الموجب ، والقطب الكهربائي السالب ، والإلكتروليت. عادة ، القطب الكهربائي السالب لبطارية أيون الليثيوم التقليدية مصنوع من الكربون. القطب الموجب هو عادة أكسيد المعادن. المنحل بالكهرباء هو ملح الليثيوم في مذيب عضوي. يتم عكس العمل الكهروكيميائي للقطب بين الأنود والكاثود اعتمادًا على اتجاه تدفق التيار عبر البطارية.

الأنود التجاري الأكثر استخدامًا (القطب السالب) هو الجرافيت ، الذي له قدرة xxx mAh/g في حالة LiC6 الكاملة. القطب الموجب عموما هو واحد من ثلاث مواد: أكسيد الطبقات (مثل LiCoO2) ، بوليانيون (مثل فوسفات الحديد الليثيوم) ، أو الإسبنيل (مثل أكسيد المنجنيز الليثيوم). في الآونة الأخيرة ، تم استخدام أقطاب الجرافين أيضًا كمكونات لأقطاب بطارية أيون الليثيوم.

وعادةً ما يكون الإلكتروليت عبارة عن خليط من استرات الكربونات العضوية ، مثل مركبات أيونات الليثيوم لكربونات الإيثيلين أو كربونات الديإيثيلين. تستخدم هذه الإلكتروليتات غير المائية عادة أملاح أنيون غير منسقة ، مثل سداسي فلوروفوسفات الليثيوم (LiPF6) ، سداسي فلوروزرنيخات الليثيوم أحادي الهيدرات ، بيركلورات الليثيوم ، تيترافلوروفوريت الليثيوم ، ثلاثي فلوروميثانوم الليثيوم.

درجات حرارة قصوى لبطاريات أيون الليثيوم

حد درجة حرارة الشحن لـبطاريات ليثيوم سائبةأكثر صرامة من حد التشغيل. تعمل كيمياء أيون الليثيوم بشكل جيد في درجات الحرارة العالية ، ولكن التعرض الطويل لدرجات الحرارة المرتفعة سيقصر عمر البطارية.

توفر بطاريات أيون الليثيوم أداءً جيدًا للشحن في درجات حرارة أكثر برودة ويمكنها الشحن بسرعة في نطاق درجة حرارة 5-45 درجة مئوية. يجب أن يتم الشحن ضمن نطاق درجة الحرارة هذا. الشحن في درجات حرارة تتراوح بين 0-5 درجة مئوية ممكن ، ولكن يجب تقليل تيار الشحن. قد تكون درجات الحرارة المرتفعة مفيدة أثناء الشحن بدرجة الحرارة المنخفضة بسبب مقاومة البطارية الداخلية. قد يؤدي الشحن عند درجة حرارة مرتفعة للغاية إلى تدهور البطارية ، وسيعمل الشحن عند درجات حرارة أعلى من 45 درجة مئوية على تقليل أداء البطارية ، بينما قد تزيد المقاومة الداخلية للبطارية عند درجات الحرارة المنخفضة ، مما يؤدي إلى معدل شحن أبطأ ووقت شحن أطول.

يجب عدم شحن بطاريات أيون الليثيوم من الدرجة الاستهلاكية في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية. على الرغم من أن حزمة البطارية قد تبدو وكأنها تُشحن بشكل طبيعي ، فقد يتعرض القطب السالب لطلاء الليثيوم المعدني أثناء الشحن بدرجة حرارة منخفضة ، والتي قد لا تكون قابلة للإزالة حتى مع الدورات المتكررة. لأسباب تتعلق بالسلامة ، لا تسمح معظم الأجهزة المجهزة ببطاريات أيون الليثيوم بالشحن خارج نطاق 0-45 درجة مئوية ، باستثناء الهواتف المحمولة التي قد تسمح بقدر معين من الشحن عند اكتشاف مكالمة طوارئ قيد التقدم.

قد يعجبك أيضًا:

بطارية رافعة شوكية 36 فولت للبيع

بطارية رافعة شوكية 24 فولت للبيع

حزمة بطارية EV مخصصة

بطارية ليثيوم للشاحنة

وحدة بطارية VDA