ما هي الأسرار حول بطاريات الليثيوم؟

هناك نوعان من بطاريات المركبات الكهربائية المعروفة في الوقت الحاضر ، والتي تنقسم إلى بطاريات الليثيوم ثلاثية البطاريات وبطاريات ليثيوم فوسفات الحديد الليثيوم وفقا للاختلاف من المواد الإيجابية الكهربائي. إن نشاط بطارية فوسفات الليثيوم من الحديد رديء ، مما يؤدي إلى انخفاض كثافة الطاقة وعدم القدرة على توفير عمر أطول للبطارية ، لذلك يتلاشى تدريجياً عن الأنظار.

تتميز بطارية الليثيوم الثلاثية السائدة الحالية بمزايا نشاط البطارية العالي وكثافة الطاقة العالية ، لذلك تستخدم نماذج الطاقة الجديدة بشكل أساسي بطاريات الليثيوم الثلاثية كآليات لتخزين الطاقة.

بغض النظر عن نوع بطارية الليثيوم ، هيكلها الأساسي هو نفسه. وهي تتألف من القطب الموجب ، القطب السالب ، الفاصل والكهارل. إن شحن بطارية الليثيوم هو توليد أيونات الليثيوم المشحونة (المكافئة) من القطب الموجب وفصلها عن القطب الموجب ، "السباحة" بالكهرباء والفواصل للوصول إلى القطب السالب ، ودمجه في مادة القطب السالب. عملية التفريغ هي عكس ذلك تمامًا ، حيث "تتأرجح" أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب. بعبارات بسيطة ، يتم تحقيق عملية الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم عن طريق أيونات الليثيوم "السباحة" بين الأقطاب الموجبة والسالبة.

إنه التيار الكهربائي الذي يدفع أيونات الليثيوم إلى "السباحة" جيئة وذهابا. لذلك يمكننا ببساطة فهم الشحن السريع باعتباره مروحة عالية الطاقة خلف أيون الليثيوم ، والتي تدفع بسرعة وأيونات أيونات الليثيوم بالقوة "للسباحة" من القطب الموجب إلى القطب السالب ، في حين أن الشحن البطيء هو مروحة منخفضة الطاقة ، مع أيون الليثيوم ببطء "السباحة" من الإيجابية إلى السلبية.

فلماذا يؤثر الشحن السريع على البطارية؟ بكل بساطة ، فإن العديد من أيونات الليثيوم ذات قوة الدفع العالية "تسبح بجنون" من القطب الموجب إلى القطب السالب. قبل أن يسقط القطب السالب (مضمن في القطب السالب) ، اندفع أيون الليثيوم الآخر وضرب أيون الليثيوم معًا "قُتلوا حتى الموت". نتيجة لذلك ، تفقد البطارية أيون الليثيوم. بمرور الوقت ، سوف تتراكم أيونات الليثيوم "الميتة" وتشكل التشعبات الليثيوم. تحدث العديد من حالات انحطاط البطارية ، ومعظمها ناتج عن تقلبات الليثيوم التي تخترق الفاصل وتتسبب في حدوث دوائر قصيرة داخل البطارية.

بالإضافة إلى ذلك ، دعنا نمدها مرة أخرى. لماذا يتقلص عمر بطارية السيارات الكهربائية بشكل كبير في درجات الحرارة المنخفضة في الشتاء؟ كما ذكرنا سابقًا ، فإن عملية تفريغ البطارية هي أن أيونات الليثيوم يتم فصلها من القطب السالب ، ثم "عودة السائل" إلى القطب الموجب من خلال التحليل الكهربائي. في درجات الحرارة المنخفضة ، يمكن أن يصبح المنحل بالكهرباء "لزجًا" أو حتى "يتجمد". هذا يعني أن عملية أيونات الليثيوم "تسبح" من القطب السالب تصبح أكثر صعوبة ، وهناك حاجة إلى أجهزة دفع أكثر قوة لدفع أيونات الليثيوم ، مما يعني أن المقاومة الداخلية للبطارية تزداد.

لذلك ، تحتاج البطارية نفسها إلى استهلاك المزيد من الطاقة في درجات حرارة منخفضة ، مما يؤدي إلى انخفاض في الطاقة اللازمة لقيادة السيارة. هذا هو السبب في تقلص عمر بطارية السيارات الكهربائية بشكل حاد في فصل الشتاء.