باتری لیتیوم یون چیست؟

باتری لیتیوم یون باتری بهبود یافته ای است که از یون های لیتیوم به عنوان جزء اصلی الکتروشیمی خود استفاده می کند.در فرآیند تخلیه، اتم های لیتیوم در آند یونیزه شده و از الکترون ها جدا می شوند.یون های لیتیوم از طریق الکترولیت از آند به کاتد حرکت می کنند و با الکترون ها ترکیب می شوند که منجر به خنثی شدن الکتریکی می شود.

یون های لیتیوم به اندازه کافی ریز هستند که از میکرو تراوا بین آند و کاتد عبور کنند.به لطف اندازه کوچک لیتیوم یون، باتری های لیتیوم یونی می توانند ولتاژ و ذخیره سازی بسیار بالایی را در واحد جرم و واحد حجم نگه دارند.

باتری های لیتیوم یون دارای مواد مختلفی هستند که می توانند به عنوان الکترود از آنها استفاده کنند.رایج ترین آنها شامل اکسید لیتیوم کبالت (کاتد) و گرافیت (آند) است که معمولاً در لپ تاپ ها و تلفن های همراه استفاده می شود.

برای خودروهای الکتریکی و الکتریکی های هیبریدی، رایج ترین کاتدها اکسید منگنز لیتیوم و فسفات آهن لیتیوم هستند.باتری های لیتیوم یونی از اتر به عنوان الکترولیت استفاده می کنند.

عمر باتری لیتیوم یون چقدر است؟

باتری‌های لیتیوم یونی پرهزینه هستند و برای کسانی که از ماشین‌های الکتریکی و موتورسیکلت استفاده می‌کنند، معمولاً بیشترین هزینه را برای گجت‌ها دارند.بنابراین، اگر می خواهید باتری شما برای مدت طولانی دوام بیاورد، منطقی است.

اولین قدم برای دانستن اینکه چگونه عمر باتری لیتیوم یون خود را افزایش دهید این است که بدانید چرا باتری می میرند.خوب، در طول چرخه شارژ و دشارژ، واکنش‌های انگلی کوچکی بین الکترولیت و الکترودها با استفاده از یک سلول باتری لیتیوم یونی اتفاق می‌افتد، که پس از مدتی مقدار انرژی سلول و همچنین خروجی آن را کاهش می‌دهد.

چه چیزی باعث می شود که این واکنش های انگلی باتری های لیتیوم یونی را از بین ببرند؟

دو عامل اصلی وجود دارد که منجر به مرگ سریع باتری لیتیوم یون شما می شود.این دو شامل؛

• دمای بالا
• سطح شارژ بالا (افزایش زمان در ولتاژهای بالا)

دمای بالا واکنش های انگلی را که در الکترولیت باتری لیتیوم یون رخ می دهد تشدید می کند.

از سوی دیگر، شارژهای زیاد منجر به عملکرد بالای باتری در چند سیکل اول و سپس خرابی عملکرد سلول و کاهش عملکرد می شود.

خوشبختانه با مراحل ساده می توان عمر باتری ها را افزایش داد.

چگونه باتری‌های لیتیوم یونی عمر بیشتری داشته باشند؟

اولین کاری که باید انجام دهید این است که ببینید باتری شما داغ نمی شود.بسیاری از خودروهای الکتریکی این فاکتور را در نظر گرفته و سیستم خنک کننده نصب کرده اند.با این حال، برخی از خودروهای الکتریکی هنوز به سیستم خنک کننده غیرفعال وابسته هستند.

خوشبختانه، شما کنترل مشکل بزرگتر را دارید، یعنی گرمایی که در طول فرآیند شارژ رخ می دهد.حتی برای خودروهای پیشرفته با سیستم خنک‌کننده فعال، باتری در هنگام شارژ می‌تواند بیش از حد گرم شود، به خصوص در هنگام شارژ فوق العاده.

هنگامی که برای رفتن به جاده عجله دارید، سوپرشارژ یک مزیت بزرگ است، اما ممکن است در درازمدت عمر باتری شما را به خوبی تامین نکند، به خصوص زمانی که به طور مکرر انجام شود.

برای افزایش عمر باتری خود، زمان بگذارید و آن را با حرارت کمتر شارژ کنید.شارژ آهسته در طول شب بسیار بهتر از شارژ سریع در ساعات استراحت چای یا ناهار است.

در مرحله بعد، زمانی که باتری در سطوح پایین تر است، آن را شارژ کنید.به همان اندازه که می خواهید در 100٪ ثابت باشد.ممکن است این کار را به خوبی انجام ندهد.با حرارت کمتر شارژ کنید، به خصوص زمانی که در حال استراحت طولانی هستید.

اکثر افراد هر روز از کل ظرفیت بسته باتری استفاده نمی کنند، اما هر روز آن را تا 100٪ شارژ می کنند.

چیزی که نمی دانید این است که شارژ باتری تا 80 درصد می تواند عمر باتری لیتیوم یونی را دو برابر کند.

شایان ذکر است که آسیب شارژ زیاد زمانی اتفاق می افتد که باتری برای مدت طولانی در سطوح شارژ بالا قرار می گیرد.بسیاری از مردم با شنیدن این موضوع متعجب می شوند و قسم می خورند که همیشه باتری خود را همیشه 100% در اختیار دارند!

با این حال، 100٪ در دوزهای کوچک هیچ آسیبی ندارد.اگر قصد دارید برای یک سفر طولانی برنامه ریزی کنید و مدت کوتاهی پس از سفر به سفر خواهید رفت، پس این قابل اجرا است.از طرف دیگر، اگر قصد دارید برای مدتی استراحت کنید، شارژ باتری تا 60 تا 80 درصد بسیار سالم تر است.

آیا این برای همه باتری های لیتیومی صدق می کند؟

اگرچه باتری‌های LiFePO4 مانند لیتیوم یون چندان تحت تأثیر شارژ زیاد نیستند، اما این قانون برای همه باتری‌های الکتریکی اعمال می‌شود.این شامل باتری ماشین الکتریکی، تلفن همراه و حتی چیزی به کوچکی مسواک برقی شما می شود.

یکی از پروفسور داهن به شوخی درباره اهمیت خنک‌کننده می‌گوید اگر در مورد عمر باتری لیتیوم یون خود جدی هستید، می‌توانید لپ‌تاپ خود را در یخچال نگهداری کنید.

در بیشتر موارد، الزامات ساده برای زنده نگه داشتن باتری های لیتیوم یونی شما به راحتی قابل اعمال است.از سوپرشارژ کردن خودروهای برقی خود بپرهیزید مگر اینکه ضروری باشد.دوچرخه برقی خود را در سایه پارک کنید.تلفن و لپ تاپ خود را زیر نور آفتاب یا ماشین داغ نگذارید.مهمتر از همه سعی کنید تا حد امکان از شارژ باتری لیتیوم یونی خود تا 100٪ جلوگیری کنید.

مزایا و معایب باتری لیتیوم یونی

یادگیری مزایا و معایب باتری‌های لیتیوم یونی برای درک کامل سطح اهمیت آنها ضروری است.

مزایای کلی باتری لیتیوم یونی

1.کوچکتر و سبکتر.باتری های لیتیوم یونی در مقایسه با ظرفیت باتری های دیگر سبک تر هستند.بنابراین این برای مصرف کنندگانی که وزن آنها یک عامل است، عملی است.

2.چگالی انرژی بالا.برخلاف سایر باتری ها، باتری های لیتیوم یونی چگالی انرژی بسیار بالایی دارند.این به سادگی به توانایی نگه داشتن انرژی زیادی تبدیل می شود بدون اینکه حجیم بودن آن را منعکس کند.پیشرفت های فناوری مانند خودروهای الکتریکی پتانسیل بیشتری برای ظرفیت های بالاتر نشان داده است.

3.ترشح از خود پایین.میزان خود تخلیه باتری های لیتیوم یون 1.5 درصد در ماه است که نسبت به سایر باتری ها نسبتاً کم است.این بدان معناست که در صورت عدم استفاده ماندگاری طولانی تری دارد.

4.اثر حافظه صفر تا کم.باتری لیتیوم یونی در مورد اثر حافظه حداقل تا صفر اثر دارد.این امر در باتری های قابل شارژ رایج است که پس از تخلیه جزئی، حداکثر ظرفیت انرژی خود را در صورت شارژ مکرر از دست می دهند.این مشکل در باتری های قابل شارژ نیکل-فلز هیدرید مانند NiMH و NiCd رایج است.

5.شارژ سریع.باتری لیتیوم یون در مقایسه با سایر باتری ها سریع شارژ می شود.به معنای واقعی کلمه کسری از زمانی را که همتای آن برای شارژ شدن صرف می کند، طول می کشد.

6.ولتاژ مدار باز بالاشیمی باتری لیتیوم یونی منجر به ولتاژ مدار باز بالاتر در مقایسه با باتری های آبی مانند هیدرید نیکل-فلز، سرب-اسید و نیکل-کادمیم می شود.

7.طول عمر بیشتر.باتری لیتیوم یونی معمولاً می تواند صدها چرخه شارژ-دشارژ را مدیریت کند.برخی از باتری‌های لیتیوم یونی پس از 1000 چرخه 30 درصد ظرفیت خود را از دست می‌دهند، در حالی که سایر باتری‌های پیشرفته بیش از 5000 چرخه کار خواهند کرد.

معایب باتری های لیتیوم یونی

در هنگام استفاده از باتری های لیتیوم یونی با چالش هایی مواجه خواهید شد.

1. پرهزینه است.هزینه تولید باتری لیتیوم یونی 40 درصد بیشتر از باتری های دیگر است.این به این دلیل است که برای کنترل مدار نیاز به یک رایانه داخلی دارد که باعث گران‌تر شدن آن می‌شود.

2. حساسیت به دمای بالا.همانطور که قبلا ذکر شد، دمای بالا یکی از دلایل اصلی تخریب بالای باتری‌های لیتیوم یونی است.

3. اثر پیری.این به دلیل تخریب طبیعی آن است، چه در حال استفاده باشند یا نه.با این حال، نگهداری دستگاه ها در 40٪ می تواند اثر پیری را کاهش دهد.

4. ترشحات عمیق.یکپارچگی کلی باتری لیتیوم یونی حتی پس از اثرات تخلیه دست نخورده باقی می ماند.با این حال، تخلیه عمیق یا افت ولتاژ باتری لیتیوم یون می تواند آن را غیرقابل استفاده کند.

5. نگرانی های ایمنی.باتری های لیتیوم یون ممکن است در اثر گرم شدن بیش از حد یا اتصال کوتاه منفجر شوند.

بسته شدن باتری های لیتیوم یون

فناوری در همه ابعاد از جمله صنعت حمل و نقل در حال رشد است.نوآوری باتری لیتیوم یون رویای خودروهای الکتریکی را روشن کرده است.

این تغییر منجر به محیطی بهتر با آلودگی کم شده است و راحتی و آسایشی که با خودروهای برقی به همراه دارد را فراموش نکنید.