تعمل بطاريات الليثيوم على تشغيل هواتفنا الذكية وسياراتنا الكهربائية والمزيد. بدون هذه التكنولوجيا، سنكون مقيدين بمنافذ البيع.
وفي هذا المقال سنشرح كيفية صنع بطاريات الليثيوم، ونغطي المواد، تصنيع، وعملية التجميع.
ما هي بطاريات الليثيوم أيون؟
بطاريات الليثيوم أيون هي مصادر طاقة قابلة لإعادة الشحن تستخدم أيونات الليثيوم لتوليد الجهد الكهربي. وهي من بين خيارات البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأكثر كثافة في استهلاك الطاقة وطويلة العمر.
ستة أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم يخرج. هنا في Holo Battery، نستخدم بشكل أساسي كيمياء NCM وLiFePO4.
ما هي المواد اللازمة لصنع بطارية الليثيوم؟
تتكون بطاريات الليثيوم بشكل أساسي من المواد التالية:
خلايا بطارية الليثيوم
تتكون بطاريات الليثيوم في الأنظمة الشمسية والمركبات الكهربائية والمركبات الترفيهية من العديد من الخلايا الفردية الأصغر حجمًا، ولكل منها الأنود، الكاثود، و المنحل بالكهرباء. يقوم المصنعون بربط هذه الخلايا معًا لإنشاء مخرجات الطاقة المطلوبة.
تولد البطاريات الطاقة عندما تنتقل الإلكترونات من القطب الموجب عبر الإلكتروليت إلى الكاثود. الأنود هو معدن مؤكسد، والكاثود عادة هو أكسيد الليثيوم. يقوم الإلكتروليت، وهو محلول ملح الليثيوم، بتزويد البطارية بالإلكترونات الزائدة لتعمل.
الالكترونيات والمكونات
تتصل خلايا البطارية الفردية لتكوين حزمة بطارية أكبر وأكثر قوة من خلال الأسلاك والأسلاك محطات. الخلايا’ ترتبط الأطراف الموجبة والسالبة عبر مكونات النحاس والألومنيوم، مما يسمح للإلكترونات بالتدفق بسلاسة.
تحتوي كل حزمة بطارية أيضًا على نظام إدارة البطارية (BMS) الذي يراقب درجة حرارة العبوة وشحن/تفريغ الخلايا الفردية.
مبيت البطارية
يعد غلاف البطارية عنصرًا حاسمًا – فهو يحمي البطاريات من التعرض للعناصر الخارجية التي قد تتداخل مع وظيفة البطارية. المواد المركبة خفيفة الوزن ومقاومة للحريق وأضرار التصادم والتآكل.
كيف يتم تصنيع بطاريات الليثيوم؟
تتميز عملية تصنيع بطاريات الليثيوم بالصرامة، بدءًا من إنتاج الخلايا وحتى تجميع حزمة البطارية، لضمان السلامة والموثوقية.
إنتاج الخلايا
يتم إنتاج خلايا بطارية الليثيوم من خلال سلسلة من الخطوات:
1. تحضير المواد: المواد الخام (مواد الكاثود والأنود، المنحل بالكهرباء، الفاصل، الخ) تحتاج إلى تحضير ومعالجة قبل الخلط. يتضمن ذلك خطوات مثل التنقية والطحن والتكليس.
2. الخلط: يتم الجمع بين المواد النشطة، والمواد المضافة الموصلة، والمواد الرابطة، والمذيبات لتكوين ملاط.
3. الطلاء: يتم طلاء الملاط على رقائق تجميع التيار وتجفيفه لتكوين طلاء قطب كهربائي مسامي.
4. القطع: يتم قطع القطب المطلي إلى شرائح باستخدام آلة القطع الأسطوانية.
5. التكديس أو اللف: يتم تكديس الأنود والكاثود والفاصل أو لفهم في شكل حلزوني، اعتمادًا على نوع البطارية.
6. وضع العلامات: يتم وضع علامة على الجوانب الإيجابية والسلبية.
7. حقن الإلكتروليت: يتم حقن محلول ملح الليثيوم في البطارية.
8. الختم: خلية البطارية مغلقة وجاهزة للاستخدام.
9. التشكيل: بعد الختم، تخضع البطارية إلى “تشكيل” عملية لتنشيط المواد وتحقيق الاستقرار في أداء الخلية. وهذا ينطوي على دورات الشحن والتفريغ.
تجميع حزمة البطارية
الآن، دعونا نتفحص كيفية صنع حزم البطاريات.
تقوم الشركة المصنعة بلحام الخلايا على الصفائح الموجودة على جانبي الأنود والكاثود، ثم تقوم بتجميعها في عبوات. يقومون باختبار العبوات ومطابقتها لتكوين ساعات أمبير المطلوبة.
بعد ذلك، يقومون بتجميع العبوات في علبة، وتوصيلها بنظام إدارة المباني (BMS)، واختبار البطارية بالكامل لضمان السلامة والموثوقية.
أهمية جودة التصنيع
يتطلب ضمان وجود بطارية آمنة وعالية الأداء عملية صارمة.
تشكل بطاريات الليثيوم مخاطر كبيرة على السلامة، حيث يمكن أن يؤدي التصنيع الخاطئ أو الاستخدام غير السليم إلى حدوث ذلك هارب حراري – نار يصعب إطفاؤها.
تعاني البطاريات الفرعية أيضًا من مشكلات في الأداء.
لذلك، من المهم الحصول على شركة تصنيع بطاريات موثوقة.
في Holo Battery، نحافظ على معايير الجودة الصارمة، ونختبر الخلايا والبطاريات بدقة أثناء التصنيع. يمنع نظام إدارة البطارية الخاص بنا ظروف التشغيل الخطيرة.
الأسئلة الشائعة
هل بطاريات الليثيوم قابلة لإعادة التدوير؟
يمكن إعادة تدوير البطاريات المستعملة لإعادة استخدام الليثيوم، لكن العمليات لا تزال جديدة وصعبة ومكلفة. كما أن العديد من بطاريات الليثيوم لم تصل إلى نهاية عمرها الافتراضي، لذا فإن إعادة التدوير ليست ضرورية بعد. نظرًا لأن المزيد من البطاريات تتطلب إعادة التدوير، فإن تحسين العمليات يعد أمرًا بالغ الأهمية لمستقبل مستدام ولتجنب تعدين موارد الأرض. تجد الشركات طرقًا أفضل لإعادة استخدام البطاريات.
هل يمكن أن تنفجر بطاريات الليثيوم أيون؟
نعم، يمكن أن تنفجر بطاريات الليثيوم أيون في ظل ظروف معينة مثل الشحن الزائد، وارتفاع درجة الحرارة، وعيوب التصنيع، والأضرار الخارجية. لذلك، تعتبر تدابير السلامة أثناء التجميع، مثل اللحام البقعي ودمج نظام إدارة المباني، أمرًا حيويًا لمنع فشل البطارية.
كم تدوم بطاريات الليثيوم أيون؟
بشكل عام، يمكن أن تدوم بطاريات الليثيوم أيون من 2 إلى 5 سنوات مع الاستخدام العادي. الرعاية المناسبة يمكن أن تطيل عمرهم إلى أبعد من ذلك.
مقالات ذات صلة:
