دليل لتحسين أداء بطاريات الليثيوم من خلال الاختبار

في المجتمع الحديث، باتريات الليثيوم أصبحت المكون الأساسي لتشغيل أجهزة إلكترونية مختلفة، والسيارات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة.إمدادات الطاقة الخارجية لأنظمة الطاقة غير المتقطعة (UPS)ومع ذلك، فإن أدائها ليس ثابتًا، فإن صحة البطارية تؤثر بشكل مباشر على استقرار الجهاز ومدته العمرية والسلامة.هذا الدليل الشامل يستكشف تقييم أداء بطارية الليثيوم، والمقاييس الرئيسية، وأساليب الاختبار، وتقنيات الصيانة العملية لمساعدة المستخدمين على إدارة أصول بطارية الليثيوم بشكل أفضل.

تعمل بطاريات الليثيوم من خلال حركة أيونات الليثيوم بين الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية. تتكون بنيتها من:

• الكهرباء الإيجابية (عادة أكسيدات الليثيوم المعدنية مثل LiCoO₂, ليمن₂أوه₄أو LiFePO₄)
• الكهرباء السلبية (عادة الجرافيت)
• الالكتروليت (وسيلة نقل أيونات الليثيوم)
• منفصل (يمنع الدوائر القصيرة)

تشمل الكيمياء الشائعة لبطاريات الليثيوم:

• أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO)₂): كثافة طاقة عالية ولكن سلامة أقل ، تستخدم في الإلكترونيات الاستهلاكية
• أكسيد الليثيوم المانغنيز (LiMn)₂أوه₄): تكلفة أقل، سلامة أفضل، تستخدم في أدوات كهربائية وهجينة
• فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO)₄): سلامة ممتازة وطول العمر، مثالية للسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة
• NCM/NCA (على أساس النيكل الكوبالت): أداء متوازن، يستخدم على نطاق واسع في المركبات الكهربائية

المزايا:

• كثافة طاقة عالية
• عمر دورة طويلة (مئات إلى آلاف الشحنات)
• انخفاض التفريغ الذاتي
• لا تأثير للذاكرة
• صديقة للبيئة

القيود:

• تكلفة أعلى
• مخاطر السلامة المحتملة في حالة التلف
• التدهور التدريجي للقدرة

الجهد في الدائرة المفتوحة (OCV):يتم قياسها دون حمولة ، وتشير إلى حالة الشحن (SOC). بالنسبة للبطاريات 12 فولت ، عادة ما تقرأ الشحن الكامل 12.6 فولت - 13.6 فولت.

الجهد العامل:تحت الحمل، يكشف عن صحة البطارية انخفاض الكهرباء السريع يشير إلى مشاكل داخلية

يتم قياسها بـ Ah (ampere-hours) ، ويعكس قدرة تخزين الطاقة. تتدهور السعة بشكل طبيعي بمرور الوقت. قد توفر بطارية 100Ah 80Ah فقط بعد سنوات من الاستخدام.

يقاس بمليومر (mΩ) ، وتشير المقاومة العالية إلى الشيخوخة أو التلف. نوعان من القياسات:

• مقاومة التيار المباشر (يشير إلى المعوقة الكهروكيميائية)
• مقاومة التيار المتردد (يظهر حالة المواد)

أدوات:عداد متعدد الأرقام الرقمي
الإجراء:القياس بين المحطات ‬المسبار الأحمر إلى الإيجابي (+) ، الأسود إلى السلبي (-).

أدوات:تحليل بطارية مع تفريغ تيار ثابت
الخطوات الرئيسية:
- بطارية مشحونة بالكامل
- التفريغ بمعدل 0.2C (على سبيل المثال ، 20A للبطارية 100Ah)
- سجل الوقت حتى الجهد يصل إلى قطع (عادة 10.5 فولت)
- حساب القدرة: الحالي × الوقت

يحاكي الاستخدام في العالم الحقيقي من خلال تطبيق الأحمال الفعلية (مثل المحركات والأضواء) مع مراقبة استقرار الجهد وارتفاع درجة الحرارة.

• تجنب التفريغ العميق (إعادة الشحن قبل أن تبقى 20%)
• استخدام شاحنات معتمدة من قبل الشركة المصنعة
• تخزين بنسبة 50٪ إذا لم يتم استخدامه لفترات طويلة
• حافظ على نظافة المحطات (استخدم المناديل الكحولية)
• تعمل ضمن نطاق درجة الحرارة من 0°C إلى 45°C

• محطات الحلقات القصيرة
• توقف عن الاستخدام إذا تضخمت البطارية، أو تسربت، أو ارتفعت درجة حرارتها
• إعادة التدوير بشكل صحيح لا تتخلص من القمامة العادية
• تجنب الأضرار الجسدية أو ثقب

• بطاريات الحالة الصلبة (تحسين السلامة)
• تقنيات شحن أسرع
• كثافة طاقة أعلى
• حياة أطول

الاستنتاج

التقييم والصيانة المناسبة تمدد عمر بطارية الليثيوم بشكل كبير مع ضمان السلامة. من خلال فهم مقاييس الأداء الرئيسية وتنفيذ الاختبارات المنتظمة،يمكن للمستخدمين تحسين استثمارات البطارية عبر التطبيقات من المركبات الكهربائية إلى تخزين الطاقة المتجددة.