تستخدم المنتجات الإلكترونية المحمولة البطاريات كمصدر للطاقة. مع التطور السريع للمنتجات المحمولة ، زاد استهلاك البطاريات المختلفة بشكل كبير ، وتم تطوير العديد من أنواع البطاريات الجديدة. بالإضافة إلى البطاريات القلوية المألوفة عالية الأداء وبطاريات النيكل والكادميوم القابلة لإعادة الشحن وبطاريات النيكل والهيدروجين ، هناك أيضًا بطاريات ليثيوم تم تطويرها في السنوات الأخيرة. نقدم هنا بشكل أساسي المعرفة الأساسية حول بطاريات الليثيوم. يتضمن ذلك خصائصه ومعلماته الرئيسية ومعنى النموذج ونطاق التطبيق واحتياطات الاستخدام وبطاريات الليثيوم الأخرى ذات السعة الكبيرة.
كثافة الطاقة لأنواع البطاريات المختلفة
الليثيوم عنصر فلزي ، ورمزه الكيميائي هو Li (اسمه الإنجليزي الليثيوم) ، وهو معدن فضي مائل للأبيض ، شديد النعومة ، نشط كيميائيًا ، وهو الأخف وزنا بين المعادن. بالإضافة إلى تطبيقاتها في صناعة الطاقة النووية ، يمكنها أيضًا تصنيع السبائك الخاصة والزجاج الخاص (زجاج الشاشة الفلوريسنت المستخدم في أجهزة التلفزيون) وبطاريات الليثيوم. في بطاريات الليثيوم ، يتم استخدامه كقطب موجب للبطارية.
تنقسم بطاريات الليثيوم أيضًا إلى فئتين: غير قابلة لإعادة الشحن وقابلة لإعادة الشحن. تسمى البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن البطاريات التي تستخدم لمرة واحدة ، والتي يمكنها فقط تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية في وقت واحد ، ولا يمكنها إعادة الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية (أو يكون أداء التخفيض ضعيفًا للغاية). تسمى البطارية القابلة لإعادة الشحن بطارية ثانوية (تسمى أيضًا بطارية التخزين). يمكنه تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية وتخزينها. عند استخدامه ، فإنه يحول الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. يمكن عكسها ، مثل السمة الرئيسية للطاقة الكهربائية بطارية الليثيوم الطاقة الكيميائية.
عادةً ما تتكون مادة القطب الموجب لبطاريات الليثيوم أيون من مركبات الليثيوم النشطة ، بينما القطب السالب هو الكربون ذو البنية الجزيئية الخاصة. المكون الرئيسي لمادة القطب الموجب الشائعة هو LiCoO2. عند الشحن ، فإن الجهد الكهربائي المطبق على قطبي البطارية يجبر مركب القطب الموجب على إطلاق أيونات الليثيوم ، والتي يتم تضمينها في الكربون حيث يتم ترتيب جزيئات القطب السالب في هيكل صفيحي. أثناء التفريغ ، يتم فصل أيونات الليثيوم عن كربون الهيكل الرقائقي وإعادة اتحادها مع مركب القطب الموجب. تنتج حركة أيونات الليثيوم بطارية ليثيوم حالية عالية السعة.
على الرغم من أن مبدأ التفاعل الكيميائي بسيط للغاية ، إلا أنه في الإنتاج الصناعي الفعلي ، هناك العديد من المشكلات العملية التي يجب أخذها في الاعتبار: تحتاج مادة القطب الموجب إلى مواد مضافة للحفاظ على نشاط الشحن والتفريغ المتعدد ، كما يجب تصميم مادة القطب السالب. على مستوى التركيب الجزيئي. لاستيعاب المزيد من أيونات الليثيوم ؛ الإلكتروليت المملوء بين الأقطاب الموجبة والسالبة ، بالإضافة إلى الحفاظ على الاستقرار ، يحتاج أيضًا إلى موصلية جيدة لتقليل المقاومة الداخلية للبطارية.
على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون نادرًا ما يكون لها تأثير الذاكرة لبطاريات النيكل والكادميوم ، إلا أن مبدأ تأثير الذاكرة هو التبلور ، وهذا التفاعل نادرًا ما يحدث في بطاريات الليثيوم. ومع ذلك ، ستظل سعة بطاريات الليثيوم أيون تنخفض بعد الشحن والتفريغ المتكرر ، والأسباب معقدة ومتنوعة. إنها بشكل أساسي التغييرات في المواد الإيجابية والسلبية نفسها. من المستوى الجزيئي ، سينهار هيكل الفتحة للأقطاب الموجبة والسالبة تدريجياً ؛ من وجهة نظر كيميائية ، هو التخميل النشط للمواد الإيجابية والسلبية ، ويبدو أن التفاعلات الجانبية مستقرة. مركبات أخرى. جسديًا ، سوف تقشر مادة القطب الموجب تدريجيًا. باختصار ، يتم تقليل عدد أيونات الليثيوم التي يمكن أن تتحرك بحرية أثناء الشحن والتفريغ في البطارية في النهاية.
