الأخطاء الشائعة بطارية الليثيوم؟

نظرا لأن الإلكترونيات أصبحت أكثر قابلية للحمل وخفيفة الوزن ، فإنها تتطلب بطاريات توفر ساعات طويلة من عمر البطارية قبل إعادة الشحن.بطاريات الليثيومأصبحت مكانا شائعا في الإلكترونيات مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية حيث يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى 2 سنوات إلى 5 سنوات. ومع ذلك ، يمكن أن تتسبب الأعطال في تعطل حزم بطاريات الليثيوم. سيعتمد نوع المشكلة على بناء حزمة البطارية ، وكيفية شحنها ، وكيفية استخدامها والتعامل معها ، والعوامل البيئية.

خلية ماس كهربائى

واحدة من القضايا الرئيسية التي نسمع عنها باستمرار في الأخبار هي عندما اشتعلت النيران في حزمة بطارية الليثيوم في هاتف ذكي أو كمبيوتر محمول أو جهاز آخر. ثم يتعين على الشركة المصنعة إجراء استدعاء هائل لحزم البطاريات. في هذه الحالات النادرة ، كان الفشل بسبب الجسيمات المجهرية المعدنية التي لامست أجزاء داخل خلية البطارية. تسبب هذا الاتصال ماس كهربائى.

في حين أن الدوائر القصيرة البسيطة عادة ما تتسبب فقط في تفريغ بطارية الليثيوم ذاتيا دون أي انفجار أو احتراق كبير ، يمكن أن تؤدي الدوائر القصيرة الرئيسية إلى نتائج سلبية أكثر حدة. تحدث عندما تتراكم الجزيئات المعدنية في مكان واحد محدد. تتدفق كمية كبيرة من التيار بين الصفائح السالبة والموجبة لأنها تخلق الحرارة. مع تراكم الحرارة ، يمكن أن تبدأ في تآكل طبقة العزل ؛ وتسمى هذه العملية الهروب الحراري.

عادة ما يكون وجود الجسيمات المعدنية مشكلة في عملية التصنيع عند إنشاء مجموعات معقدة تولد كمية كبيرة من الغبار المعدني. وجودعمليات مراقبة الجودةويمكن أن يؤدي تقليل كمية الغبار الناتجة عن استخدام غرف نظيفة إلى منع حدوث هذا النوع من الفشل.
 

ثقب وتسرب

يمكن العثور على الثقب والتسرب طوال عملية الشحن والنقل ، وكذلك عندما يتعامل المستخدمون النهائيون مع حزم بطاريات الليثيوم. يمكن أن يحدث ثقب إذا لامست بطارية الليثيوم أشياء حادة ، أو سقطت في مكان تلف الغلاف ، أو تعرضت لضغوط ميكانيكية أخرى.

يمكن أن يتسبب الثقب في تسرب المنحل بالكهرباء داخل البطارية. يعتمد مقدار التسرب على حجم حزمة البطارية وعدد البطاريات التي تم ثقبها ، حيث قد لا يكون هناك سوى كمية صغيرة من التسرب من أكياس الخلايا الصغيرة. يمكن أن تكون الثقوب والتسرب خطيرة.

يجب على المستخدمين الذين لديهم تسرب بالكهرباء اتخاذ الاحتياطات اللازمة لعدم ملامسة السائل أو بقايا المنحل بالكهرباء. يمكن للإلكترونيات التي تتلامس مع تسرب المنحل بالكهرباء أيضا حدوث ماس كهربائي.

تورم حزمة البطارية

قد تلاحظ أن حاوية البطارية كبيرة ومنتفخة. تحدث هذه المشكلة بسبب تورم بطارية الليثيوم. يمكن أن يحدث التورم لعدد من الأسباب. على سبيل المثال ، قد تكون الرطوبة قد تدخلت في حزمة البطارية. الشحن الزائد هو أيضا سبب شائع لتورم حزمة البطارية. يمكن أن تتسبب الشيخوخة أيضا في تضخم حزمة البطارية. مع تقدم العمر ، يمكن أن تتسبب حزمة البطارية في ارتفاع درجات الحرارة.

مثال على حزمة بطارية ليثيوم منتفخة.

أفضل طريقة للتعامل مع تورم حزمة البطارية هي منع البطارية من البلل وعدم شحن البطارية باستمرار على الشاحن. مع شحن العبوة باستمرار ، يمكن أن يتسبب ذلك في تقدم عمر البطارية بشكل أسرع.

مشاكل الشاحن

استخدام غير صحيحشاحن لحزمة بطارية الليثيوميمكن أن يسبب أيضا مجموعة من المشاكل. تم تصميم معظم شواحن حزم البطاريات لبطاريات الليثيوم أيون لمنع الشحن الزائد. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب استخدام الشاحن الخاطئ في الشحن الزائد أو الجهد الزائد لحزمة بطارية الليثيوم بالإضافة إلى التورم.

بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي أبدا شحن حزمة بطارية الليثيوم في درجات حرارة باردة (أقل من 32 درجة فهرنهايت). يمكن أن يتسبب الشحن عند درجة الحرارة هذه في طلاء الليثيوم (يحدث هذا عندما يتجمع أيون الليثيوم على طول سطح الأنود حيث يترسب الليثيوم المعدني هناك). لا يمكن إزالة هذا الطلاء ؛ يصبح دائما. بمجرد حدوث ذلك ، تصبح البطارية أكثر عرضة للتلف مثل الشحن عالي المعدل الذي يمكن أن يؤدي إلى ماس كهربائي. يمكن أيضا أن تتلف بسهولة أكبر من التكسير أو التأثيرات.

الإفراط في التفريغ

الأشخاص الذين يستخدمونحزم بطاريات الليثيوميجب أن تكون حذرا من الإفراط في التفريغ بقدر الشحن الزائد للبطارية. يجب ألا تقل كيمياء بطارية الليثيوم أيون أبدا عن 2 فولت. يمكن أن تحدث هذه المشكلة عند وضع البطارية في التخزين لفترات طويلة من الوقت أو عند تفريغها أكثر من اللازم. مع الجهد أقل من 2 فولت ، يبدأ كل من الكاثود والأنود في الانهيار.

سيبدأ مجمع تيار الأنود في الذوبان ، حيث يذوب النحاس في المنحل بالكهرباء. تبدأ أيونات النحاس في الترسب إلى نحاس معدني يمكن أن يتسبب في حدوث ماس كهربائي عند شحن البطارية فوق 2 فولت. وفي الوقت نفسه ، يبدأ الكاثود في إطلاق الأكسجين. ستبدأ البطارية في التعرض لفقدان دائم للسعة بعد بضع دورات.
 

مشاكل الشاحن

استخدام غير صحيحشاحن لحزمة بطارية الليثيوميمكن أن يسبب أيضا مجموعة من المشاكل. تم تصميم معظم شواحن حزم البطاريات لبطاريات الليثيوم أيون لمنع الشحن الزائد. ومع ذلك ، يمكن أن يتسبب استخدام الشاحن الخاطئ في الشحن الزائد أو الجهد الزائد لحزمة بطارية الليثيوم بالإضافة إلى التورم.

بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي أبدا شحن حزمة بطارية الليثيوم في درجات حرارة باردة (أقل من 32 درجة فهرنهايت). يمكن أن يتسبب الشحن عند درجة الحرارة هذه في طلاء الليثيوم (يحدث هذا عندما يتجمع أيون الليثيوم على طول سطح الأنود حيث يترسب الليثيوم المعدني هناك). لا يمكن إزالة هذا الطلاء ؛ يصبح دائما. بمجرد حدوث ذلك ، تصبح البطارية أكثر عرضة للتلف مثل الشحن عالي المعدل الذي يمكن أن يؤدي إلى ماس كهربائي. يمكن أيضا أن تتلف بسهولة أكبر من التكسير أو التأثيرات.

الإفراط في التفريغ

الأشخاص الذين يستخدمونحزم بطاريات الليثيوميجب أن تكون حذرا من الإفراط في التفريغ بقدر الشحن الزائد للبطارية. يجب ألا تقل كيمياء بطارية الليثيوم أيون أبدا عن 2 فولت. يمكن أن تحدث هذه المشكلة عند وضع البطارية في التخزين لفترات طويلة من الوقت أو عند تفريغها أكثر من اللازم. مع الجهد أقل من 2 فولت ، يبدأ كل من الكاثود والأنود في الانهيار.

سيبدأ مجمع تيار الأنود في الذوبان ، حيث يذوب النحاس في المنحل بالكهرباء. تبدأ أيونات النحاس في الترسب إلى نحاس معدني يمكن أن يتسبب في حدوث ماس كهربائي عند شحن البطارية فوق 2 فولت. وفي الوقت نفسه ، يبدأ الكاثود في إطلاق الأكسجين. ستبدأ البطارية في التعرض لفقدان دائم للسعة بعد بضع دورات.