بطارية ليثيوم أيون: من الجهاز إلى الاختيار

البطارية هي المصدر الأكثر شيوعًا للطاقة الكيميائية. اليوم يتم استخدامها للهواتف المحمولة والسيارات وأجهزة الكمبيوتر ، وتشغيل القطارات الكهربائية ومترو الأنفاق دون انقطاع. تأتي البطاريات بأحجام وأشكال عديدة. أكبر بطارية تصل إلى 2000 متر مربع. تقع في ألاسكا في مدينة فيربانكس. في حالة إطفاء الضوء ، فإنه قادر على توفير الحرارة لطاقة حوالي 12000 منزل لمدة 10 دقائق. تحتوي البطاريات الكبيرة على مكونات أكثر وتدوم لفترة أطول من البطاريات الصغيرة.

بطارية ليثيوم أيون: من الجهاز إلى الاختيار

تسمى بطارية من نوع ليثيوم أيون أيضًا بمصدر تيار معقد كيميائيًا. يتكون Li-on من المنحل بالكهرباء السائلة ، أيونات الليثيوم ، الكربون. الأجهزة رخيصة وبسيطة وسهلة الصيانة وقابلة لإعادة الشحن ، ولكن بعضها ليس آمنًا بسبب عدم وجود آلية تحكم في الهيكل. في المخزون Li-on هناك 1000 دورة لإعادة الشحن الإضافي. تم إصدار أول بطارية أيون بواسطة سوني في السبعينيات.

ماذا تعني تسمية البطارية؟

يشير الرقمان الموجودان في الأمام إلى القطر ، بينما يشير الزوجان التاليان من الأرقام إلى طول البطارية.

يكشف نظام Li-on letter عن التركيب الكيميائي للجهاز والتكنولوجيا:

• يشير الحرف الأول I إلى أن التقنية ممثلة بطريقة إنتاج أيونات الليثيوم.
• الحرف الثاني C ، N ، M ، F يتوافق مع التركيب الكيميائي.
• N عنصر النيكل والمنغنيز.
• ج - الكوبالت.
• و- عنصر فوسفات الحديد.
• م - المنغنيز.
• يشير الحرف الأخير R إلى أنه يمكن إعادة شحن البطارية بشكل متكرر.

من خلال وضع علامة على البطارية ، يمكنك الكشف عن معلومات تفصيلية حول تاريخ انتهاء الصلاحية وبلد الصنع

يشار إلى تاريخ الإنتاج على الفيلم الواقي للبطارية ، ولكن يتم تشفيره في شكل رمز موجود في تسلسل معين من الأرقام والحروف. لكل مصنع رمز مختلف. من خلال معرفة موقع الرمز ونوع الرقمنة ، يمكنك بسهولة معرفة تاريخ إصدار Li-on. نعطي مثالا على نموذج 18659 LG. تاريخ تصنيع البطارية 18659 ، مشفرًا بأول أربعة أرقام في السطر الثاني من الشفرة.

سنة 18659 تم تشفير LG في الحرف الأول من الرمز:

• ت - 2018
• S - 2018
• ف - 2016
• – 2015
• ن - 2014
• م - 2013
• ل - 2012
• ك - 2011
• ي - 2010

يمكن العثور على يوم الإصدار في ثلاثة أرقام بعد الحرف. يجب أن تحسب الأرقام من 1 يناير إلى 31 ديسمبر:

• 01 - 031 - يناير ؛
• 032 - 059 - فبراير ؛
• 060 - 090 - مارس ؛
• 091 - 120 - أبريل ؛
• 121 - 151 - مايو ؛
• 152 - 181 - يونيو ؛
• 182 - 212 - يوليو ؛
• 213 - 243 - أغسطس ، إلخ.

البطاريات حساسة جدًا للشحن الزائد والتفريغ العميق. حتى لا تنكسر البطارية قبل الأوان ، تطلقها الشركة المصنعة مع وحدة التحكم (تبدو كدائرة صغيرة). لا تسمح وحدة التحكم بمشاكل إعادة الشحن والتفريغ حتى 0٪ ، وتحمي البطارية من الاحتراق التلقائي والانفجار والانصهار وتنظم درجة الحرارة داخل البطارية.

ينقذ بعض الشركات المصنعة إدخال مقدمة التحكم. لذلك ، حتى الآن ، تنفجر البطاريات ، تحترق. أيضا ، لا ينصح بشحن أكثر من 3 ساعات. عند الوصول إلى توازن الطاقة بنسبة 100٪ ، يجب عليك فصل مورد الطاقة على الفور من التيار الكهربائي.

كيفية اختيار Li- on

الخطوة الأولى هي تحديد وقت تصنيع البطارية. منذ تخزين البطارية لمدة عام واحد بدون عمل ، يتم فقد 4٪ من السعة.يمكنك حساب العمر الافتراضي لبطارية ليثيوم أيون قياسية بشكل مستقل. لا تشتري البضائع إذا مرت سنتان.

إذا كنت في شك بشأن صحة الشاحن الخاص بك ، فإننا نوصي باختيار البطاريات المحمية. لا توقف بعض الأجهزة الشحن تلقائيًا من تلقاء نفسها. من الخطير للغاية إعادة شحن البطاريات غير المحمية ؛ يمكن أن تنفجر أو تنتفخ.

من الضروري الانتباه إلى القدرات. إذا كانت الحزمة تشير إلى سعة أكثر من 3600 مللي أمبير من الساعات ، اكتب حجم 18650 ، فهذا مزيف. هذا غير موجود.

هناك عدة أنواع من بطاريات أيونات الليثيوم في السوق:

1. منغنيز الليثيوم يتم استخدامه في الإلكترونيات المتنقلة.
2. بطارية من أكسيد الليثيوم والنيكل والمنغنيز والكوبالت. يوفر وجود المنغنيز مقاومة منخفضة في الداخل. يتم استخدامه في إنشاء أدوات الطاقة ووحدات الطاقة.
3. الليثيوم الكوبالت. تم تكييف العنصر لإنشاء بطاريات وآليات للكاميرات والهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر. العيوب - مدة صلاحية قصيرة ، قدرات محدودة.
4. تيتانات الليثيوم. إنها مكلفة للغاية ، ولكن هناك إيجابيات: السلامة والشحن السريع وعمر التخزين 6 سنوات. تنظم البطاريات تشغيل مصابيح الشوارع وتستخدم في صناعة السيارات (ميتسوبيشي ، هوندا).

بطارية للسيارات

كيف يمكنني شحن بطاريات أيونات الليثيوم؟

يجب شحن هذه البطاريات دون انتظار التفريغ الكامل عند عرض 14-12٪ على شاشة الجهاز. اشحن حتى 80-90٪ من طاقة الجهاز. حاول منع الشحن الزائد والتفريغ القوي.

إنتاج بطاريات الليثيوم أيون كمثال لمصنع البطاريات

تنتج المصانع الصناعية الروسية 3 ملايين من هذه الأجهزة كل يوم. تتكون عملية تصنيع البطاريات القصيرة من أربع خطوات:

1. تصنيع أقطاب كهربائية.
2. اتصالهم بالبطارية ، كاملة مع فيلم واقية.
3. التعبئة في القشرة الخارجية ، التشريب بالكهرباء.
4. مراقبة الجودة والاختبار والشحن.

جهاز بطارية

أمر الإنتاج:

• يعمل ورق النحاس كأنود ، وكان يتم في السابق تطبيق طبقة رقيقة من الجرافيت عليه. يعمل ورق الألمنيوم بطبقة من الليثيوم ككاثود. المكونات الرئيسية للبطارية: السكن الذي توضع فيه ، الكاثود ، الأنود ، فاصل الورق الموصل بين الكاثود والأنود بحيث لا تلمسها. الكاثود هو أول شيء يتم وضعه في البطارية ، ويتكون من ثاني أكسيد المنغنيز والجرافيت. يقوم العمال بتحميل 1800 طن من هذه المواد على منصات.

• تعمل الآلية الهيدروليكية على التخلص من جميع حبيبات الكاثود من الأكياس إلى الأخيرة في الخزان. ثم تمر المادة عبر الأنابيب وتدخل منطقة الخلط. يتحكم برنامج الكمبيوتر في الصمامات لملء الكمية المناسبة من المسحوق للكاثود المستقبلي. الجرافيت ، عند تقليبه في الجهاز ، يولد الكثير من الغبار ، لأنه يزن أخف من الهواء. يتم نقل خليط الكاثود الناتج (ثاني أكسيد المنغنيز الجرافيتي) إلى منطقة ضغط الكاثود. هنا ، تقوم آلة التشكيل بضغط المسحوق في منصات دائرية فارغة.
• تأتي العلب الفولاذية المطلية بالنيكل المصنوعة في مصنع آخر من الجانب الآخر. تتحرك في صف واحد على طول الناقلات حتى تلتقي بمنصات الكاثود. يدفع الجهاز الميكانيكي ثلاث منصات نقالة في كل غلاف. بعد تثبيت الكاثود ، تسقط هذه الأنابيب على الناقل المغناطيسي وتتحرك إلى الخط D. ثم تحتاج إلى وضع أسطوانة الورق داخل الكاثود ، وإلا ، فإن استخدام بطارية جاهزة سيؤدي إلى دائرة كهربائية قصيرة. ستفصل الورقة الأنود والكاثود. تنتشر قطعة من الورق أيضًا في الجزء السفلي من البطارية ، ويتم الحصول على فنجان ورقي بصريًا. يعمل الورق كحاجز مادي بين الأيونات الموجبة والسالبة حتى لا تتلامس مع بعضها البعض عند توصيلها بأي جهاز.
• قبل ملء الأنود ، يجب إضافة بضع قطرات من الليثيوم أو هيدروكسيد البوتاسيوم إلى الكوب الورقي أولاً. إنه إلكتروليت ، أي أنه يوصل الكهرباء في البطارية.انتظر 15 دقيقة حتى تنقع المادة في الورقة. بعد ملء الأنود ، تذهب البطاريات إلى تصنيع جامع حالي. المجمع الحالي عبارة عن مسمار ملحوم بالرأس الفولاذي للبطارية. عندما يتم توصيل البطارية بالموصل (الجهاز عبارة عن "مسمار") ، تقوم بطارية ليثيوم أيون بتجميع الإلكترونات في الأنود وترسلها عبر نفس الجهاز إلى الجزء الإيجابي من البطارية. تسمح الإلكترونات التي تتدفق عبر ساق الظفر للبطارية بسلاسة.

المجمع الحالي في الجزء السفلي من البطارية

• يتم إرسال الأسلاك النحاسية المطلية بالقصدير إلى آلة الترسيب. تقطع الشفرة الموجودة بداخلها السلك إلى قطع طولها 3 سم ، ثم تصنع آلة التقلص البارد قبعة في نهاية كل قطعة. تصب المسامير النهائية في الطرف الآخر من الأنبوب. ثم يصعدون على الناقل ، ويقذفهم أيضًا في هزاز دوار. يتم إرسال المسامير إلى ناقل لتجميع حلقات الانزلاق. هنا يتحركون على التوالي للتجمع مع الرؤوس. لحام آلي يلحم رؤوس المسامير. ويمتص الناقل المغناطيسي في الأجزاء النهائية. يرسلهم إلى خط التجميع د.
• اختبارات. تمر كل بطارية من خلال جهاز دوار لفحص الجهد والتيار. البطاريات التي تفشل في الاختبار تنفجر بالهواء. يتم وضع الموزع الميكانيكي في صندوق ، يذهب إلى أبعد من سرعة الغالق. إنهم بحاجة إلى الوقوف قليلاً حتى تستقر المواد. يتم تنظيم وقت التعرض الدقيق من قبل الشركة المصنعة. تطبع مكبس فولاذي أغطية للنهاية الإيجابية للبطارية ، ثم يتم لحامها بالبطارية. القبعات مصنوعة من الفولاذ المغناطيسي الذي يزن 1800 طن من الكيلوغرامات. يدخل الفولاذ إلى الصحافة.
• ضع الكلمة المناسبة. تعزل الملصقات السطح الموصل للبطارية حتى لا تتمكن أي لمسة من تقليله.
• يقوم مختبر المصنع بفحص البطاريات بحثًا عن التسربات ، مما يسرع الشيخوخة باستخدام موقد في جزء آخر من المصنع. تخضع جميع البطاريات لثلاثة أنواع من ظروف التحكم: درجة الحرارة العالية والرطوبة وفحص درجة الحرارة ، حيث تتغير درجة الحرارة من عالية إلى منخفضة إلى ناقص 29 درجة. يتم التحقق يوميا.

بطاريات أيون الليثيوم: العمر الافتراضي مع التخزين المناسب

عمر الخدمة من 7 سنوات مع التشغيل السليم. إذا كان هناك مادة حافظة في البطارية (تسمح لك أيضًا بتخزينها بدون شحن لمدة عامين) ، فقبل الاستخدام الكامل ، يجب تفريغ البطارية وإعادة شحنها عدة مرات. البطارية تكتسب خصائص جديدة. يتحلل المنحل بالكهرباء الضارة ، وتستعيد البطارية سعتها الأصلية. على عكس البطاريات مع المواد الحافظة ، تتدهور البطاريات البسيطة بعد 1.5 - 2 سنة ، إذا لم يتم استخدامها في الوقت المحدد.

كيفية شحن بطاريات أيونات الليثيوم بشكل صحيح

لكي تستمر البطارية لسنوات عديدة ، يجب ألا تسمح للجهاز بالتفريغ التام. لا ينصح أيضًا بشحن كامل حتى 100 بالمائة. يمكن للبطارية التقدم في السن بسرعة وفقدان السعة.

يحتاج الجهاز إلى شحن ما لا يزيد عن 2-3 ساعات

قم بتخزين Li-on عند درجة حرارة 15 درجة ، وشحنه إلى 50٪. إذا التزمت بهذه القاعدة ، فستكون البطارية قادرة على 10 سنوات. إذا كانت البطارية في الصقيع لأكثر من 5 دقائق ، فلا يمكنك توصيلها بالشبكة على الفور ، ويجب إذابتها عن طريق الاستلقاء في درجة حرارة الغرفة لمدة 30 دقيقة. تخزين بالقرب من أجهزة التدفئة وعند درجات حرارة مرتفعة (من 18 درجة) غير مرغوب فيه للغاية. في مثل هذه الظروف ، تبدأ البطارية في التقدم في العمر ، وتفقد وظائفها. يجب أن يتم شحن البطارية بواسطة الجهاز ، المتوفر فقط في مجموعة الجهاز الأصلي. يمكنك إعادة شحن بطاريات أيونات الليثيوم من خلال جهاز محمول ، ولا ينصح بها الكمبيوتر المحمول. يجب شحن بطاريات الليثيوم دون انتظار إيقاف تشغيل الهاتف أو الكمبيوتر المحمول.

مبدأ تشغيل الشاحن

عندما يتم توصيل القابس بالشبكة ، سوف تتحرك أيونات الليثيوم في البطارية بشكل عشوائي ، مع مرور كل دقيقة هناك المزيد والمزيد منها.عندما تكون البطارية مشحونة بنسبة 90٪ ، سينخفض ​​تيار الحمل ، سينطفئ LED 1 ، سيضيء LED رقم 2. إذا تم فصل كابل الشاحن بعد ساعتين من الشحن الكامل شحن البطارية سيبدأ في التدهور تدريجيا.

عند شحن الجهاز لا ينبغي أن يكون فواصل طويلة

يتم تخزين بطاريات Li-ion لفترة طويلة في مكان جاف في درجة حرارة الغرفة. أثناء التشغيل ، من الضروري مراعاة خصائص إعادة الشحن التي لا تزيد عن 4.35 فولت. ولا تقل القيمة الدنيا عن 2.3 فولت. لا تسمح بتفريغ الجهاز بالكامل. يخزن في مكان مظلم عند درجة حرارة لا تقل ولا تزيد عن 0 درجة ، مع شحن 50 في المئة. قم بشحن البطارية وتفريغها مرة واحدة في الشهر على الأقل. إذا لم يتم شحن البطارية لأكثر من عام ، فمن المستحسن إعادة شحنها إلى 50٪ عدة مرات وتفريغها. حافظ على LI-on من التأثيرات المادية والميكانيكية من الصدمات والمواد الحرارية.

كيف يمكنني شحن بطارية مشوهة؟ لا يمكن شحن هذه البطارية ؛ يجب التخلص منها.

كل بطارية هي محطة طاقة صغيرة تولد الطاقة لأكثر من 12 ساعة. من أجل توسيع الجودة والخصائص المفيدة للجهاز ، من الضروري تلبية ومعرفة المتطلبات المذكورة أعلاه.