تعد بطاريات الليثيوم ضرورية لأجهزة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والمركبات الكهربائية وأنظمة الطاقة المتجددة. غالبًا ما يتساءل المستهلكون عن المدة التي تدوم فيها هذه البطاريات قبل الاستبدال. يستكشف هذا الدليل العوامل المؤثرة عمر بطارية الليثيوم ويقدم نظرة ثاقبة طول عمرهم. دعونا نتعمق!
ما هي دورة حياة بطارية الليثيوم؟
ال دورة الحياة تشير بطارية الليثيوم إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن أن تكتمل قبل أن يتراجع أدائها.
أثناء الشحن، تنتقل أيونات الليثيوم من الكاثود إلى الأنود من خلال المنحل بالكهرباء والعودة أثناء التفريغ. تؤدي هذه العملية إلى تدهور مواد البطارية تدريجيًا، مما يؤدي إلى فقدان السعة بمرور الوقت.
عادة، تحدد الشركات المصنعة دورة الحياة على أنها عدد الدورات التي يمكن أن تمر بها البطارية قبل الاحتفاظ بحوالي 80% من سعتها الأصلية. على سبيل المثال، يمكن شحن البطارية المقدرة بـ 500 دورة وتفريغها 500 مرة قبل الوصول إلى هذا الحد.
كيفية حساب دورة حياة بطاريات الليثيوم
فهم مواصفات البطارية
جمع معلومات حول بطارية الليثيوم، بما في ذلك قدرتها المقدرة (أمبير ساعة، آه)، الحد الأقصى لتيارات الشحن والتفريغ، ومدة الدورة المحددة من الشركة المصنعة.
تحديد عمق التفريغ (DoD)
يشير DOD إلى سعة البطارية المستخدمة لكل دورة. على سبيل المثال، يؤدي تفريغ بطارية 100 أمبير إلى 80 أمبير إلى 20% من DOD. تتمتع بعض البطاريات بعمر دورة أطول عند مستويات DOD أقل.
حساب القدرة الفعالة
للعثور على السعة المستخدمة لكل دورة، قم بضرب سعة البطارية بعمق التفريغ. بالنسبة لبطارية 100 أمبير تم تفريغها إلى 80%، تكون السعة لكل دورة 100 أمبير × 0.8 = 80 أمبير.
حساب إجمالي الدورات
اقسم سعة البطارية على عمق التفريغ لكل دورة. على سبيل المثال، بطارية 100 أمبير مع 20% DOD تنتج 500 دورة (100 أمبير/20/100) = 500 دورة).
ضع في اعتبارك عمر البطارية والعوامل البيئية
يمكن أن يتأثر عمر البطارية بدرجة الحرارة ومعدلات الشحن/التفريغ وممارسات الإدارة؛ يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أو الشحن السريع إلى تسريع عملية التدهور وتقليل العمر الافتراضي.
هل تدوم بطاريات الليثيوم لفترة أطول من البطاريات الأخرى؟
تتفوق بطاريات الليثيوم على أنواع البطاريات الأخرى، مما يوفر عمرًا أطول بين خيارات الدورة العميقة.
وهنا انهيار المشتركة أنواع بطاريات الليثيوم ومتوسط أعمارهم:
- ليثيوم أيون (Li-ion): تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات والمركبات الكهربائية، وعادة ما تدوم بطاريات Li-ion من 2 إلى 10 سنوات.
- فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4): معروف بالسلامة وطول العمر. بطاريات LiFePO4 يمكن أن تستمر من 5 إلى 15 سنة.
- ليثيوم بوليمر (LiPo): تستخدم بشكل شائع في الطائرات بدون طيار وأجهزة التحكم عن بعد، ويتراوح عمر بطاريات LiPo من 2 إلى 5 سنوات.
- أكسيد الليثيوم المنغنيز (LiMn2O4): غالبًا ما تستخدم بطاريات LiMn2O4 في الأدوات الكهربائية والأجهزة الطبية، وتتمتع بعمر معتدل يتراوح من 3 إلى 7 سنوات.
كيفية الحصول على أطول عمر
لزيادة عمر بطارية الليثيوم إلى الحد الأقصى، ضع في اعتبارك هذه العوامل:
درجة حرارة
يمكن لدرجات الحرارة المرتفعة أن تقصر عمر بطاريات الليثيوم’ العمر الافتراضي، في حين أن درجات الحرارة المنخفضة قد تقلل من الأداء. على سبيل المثال، يمكن أن تعمل بطاريات LiFePO4 بين -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية (-4 درجة فهرنهايت إلى 140 درجة فهرنهايت).
الشحن الزائد
يمكن أن يؤدي الشحن الزائد لبطاريات الليثيوم إلى إتلافها وتقليل عمرها الافتراضي. أ نظام إدارة المباني (نظام إدارة البطارية) ضروري، لأنه يحمي من الشحن الزائد والشحن الناقص، ويوازن الخلايا، وينظم درجة الحرارة، وأكثر من ذلك.
معدل الشحن
استخدم شاحنًا يتوافق مع مواصفات الشركة المصنعة؛ الشحن السريع يمكن أن يضر ببطاريات الليثيوم.
شروط التخزين
تخزين بطاريات الليثيوم في مكان بارد وجاف لمنع التحلل الكيميائي.
تجنب الأضرار الجسدية
تعامل مع بطاريات الليثيوم بعناية لمنع السقوط أو الثقوب أو التعرض للرطوبة مما قد يؤدي إلى تدهورها وخلق مخاطر على السلامة.
هل يجب تخزين بطاريات الليثيوم مشحونة بالكامل؟
بالنسبة لبطاريات الليثيوم، افصلها عن أي مصادر طاقة، بما في ذلك أجهزة الراديو والساعات، إذا لم تكن قيد الاستخدام. قم بتخزين البطاريات بشحنة لا تقل عن 50%؛ إذا تم تخزينها بشكل صحيح، يمكن أن تدوم البطاريات المشحونة بالكامل لمدة عام.
هل تنتهي صلاحية بطاريات الليثيوم إذا لم يتم استخدامها؟
بطاريات الليثيوم لا تنتهي صلاحيتها ولكنها تفقد 2-3% من طاقتها شهريًا عند تركها خاملة في الظروف المناسبة. إذا تم تخزينها لفترة طويلة دون شحن، فقد تصبح ميتة تمامًا. ومع ذلك، هذه العملية تستغرق وقتا.
هل بطاريات الليثيوم أيون تستحق العناء؟
بطاريات الليثيوم أيون هي متفوقة على بطاريات الرصاص الحمضية بكل الطرق. فهي أخف وزنا وأكثر قوة ولها معدل تفريغ ذاتي أقل. بالإضافة إلى ذلك، فهي تتطلب صيانة أقل وتدوم لفترة أطول. على الرغم من أن التكلفة الأولية أعلى، إلا أن التوفير الإجمالي كبير.
