ما هي أنواع البطاريات القابلة للشحن؟ ما هي مزايا كل واحد؟ هذه الأسئلة يجب الإجابة عليها بالتفصيل والدقة من قبل أصحاب المصانع الجديدة والمهندسين الذين يخططون لافتتاح مشاريعهم الهندسية الخاصة، حتى يتمكنوا من اختيار النوع الأفضل والأنسب لهم والأكثر فائدة للمشروع وطبيعة المشروع. العمل، وسوف نقوم بشرح ذلك بالتفصيل من خلال.

أنواع البطاريات القابلة للشحن

البطاريات الثانوية أو البطاريات القابلة لإعادة الشحن من البطاريات الأساسية التي يتم الاعتماد عليها في إمداد الكثير من الأجهزة بالطاقة، فهي لا تقتصر على نوع واحد، بل هناك مجموعة أنواع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وهي:

1- بطاريات ليثيوم أيون أيونات الليثيوم

تعد بطارية الليثيوم أيون واحدة من أكثر أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن شيوعًا، وهي شائعة وواسعة الانتشار حيث أنها توجد بشكل أساسي في أنواع مختلفة من الأجهزة المحمولة.

ويشمل الأجهزة الذكية والهواتف المحمولة، بالإضافة إلى العديد من التطبيقات المنزلية الأخرى، ويستخدم أيضًا في بعض التطبيقات العسكرية أو الطيران نظرًا لوزنه الخفيف.

آلية البطارية

وبعد الحديث عن بطارية الليثيوم أيون ضمن أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن، لا بد لنا من شرح آلية عمل البطارية، ففي هذه البطارية تترك أيونات الليثيوم الإلكترون السالب للإلكترون الموجب عند تفريغها، ومن ثم تعود إلى مكانها في الإلكترون السالب بعد شحن البطارية .

تستخدم هذه البطارية مركب الليثيوم المقحم، كمادة ذات إلكترون واحد مقارنة بالليثيوم المعدني المستخدم في بطاريات الليثيوم غير القابلة لإعادة الشحن.

مميزات بطارية ليثيوم أيون

ولأن بطارية الليثيوم أيون من أرقى أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن، فلابد أن ننفرد بإظهار كافة المميزات المتوفرة فيها، والتي تتلخص فيما يلي:

  • كفاءة التفريغ والشحن هي 80-90%.
  • انخفاض التفريغ الذاتي.
  • كثافة طاقة عالية ولا يوجد أثر للذاكرة.
  • جهد الخلية الاسمي NMC 3.6/3.85 فولت.
  • ويختلف التركيب الكيميائي حسب طبيعة الأداء الذي صنع من أجله.
  • كثافة الطاقة 250: 693 واط ساعة/لتر
  • ولا يقتصر على سعر واحد، بل يختلف باختلاف الغرض من استخدامه.
  • معدل التفريغ الذاتي 3-2.9%/شهر عند 20 درجة مئوية.
  • تحتوي بطاريات الليثيوم أيون المخصصة للأجهزة الإلكترونية المحمولة على أكسيد كوبالت الليثيوم.
  • الطاقة النوعية 250: 340 وات/كجم.
  • تحتوي بطاريات الليثيوم أيون ذات الجهد المنخفض على فوسفات حديد الليثيوم.
  • العمر الافتراضي من 400 : 1200 دورة.
  • فهو يوفر طاقة عالية ومنخفضة وفقًا لاحتياجات المستخدم، ويحافظ على الأداء القوي والحد الأقصى من الأمان.
  • الطاقة النوعية 100: 265 وات-ساعة/كجم.

2- بطاريات هيدريد معدن النيكل ني-م

وهو أحد أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن، ولكنه نوع مختلف بعض الشيء عن النوع السابق من حيث الشكل الكيميائي، حيث نجد أن التفاعل الكيميائي فيه ينتج عن طريق أخذ التفاعل الكيميائي للإلكترون الموجب للبطاريات . وهو مشابه للتفاعل الكيميائي الموجود في خلية النيكل والكادميوم.

على الرغم من أن العديد من أنواع البطاريات تستخدم هيدروكسيد أكسيد النيكل، إلا أنها تعتمد على الإلكترونات السالبة لهيدريد معدن النيكل، وهي مجموعة مختلطة لامتصاص الهيدروجين بدلاً من الكادميوم المستخدم في بطاريات NICD.

توجد بطاريات هيدريد معدن النيكل في تلك الأجهزة التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، والسبب في ذلك هو قدرتها الأكبر وكثافة الطاقة الأكبر، وتتميز هذه البطارية بأن قدرتها تصل إلى ضعفين أو ثلاثة أضعاف سعة بطارية NICDK . ، وهي بنفس الحجم تقريبًا وتساوي تقريبًا بطارية ليثيوم أيون من حيث كثافة الطاقة.

على عكس التركيب الكيميائي لبطارية NICD، تتمتع هذه البطارية بتركيب كيميائي NIMH كامل، مما يجعلها لا تتأثر بالذاكرة كما هو الحال مع بطاريات معدن النيكل. ومن أبرز المميزات والخصائص التي تتميز بها بطارية هيدريد معدن النيكل ما يلي:

  • معدل التفريغ الذاتي الشهري 3-2.9%/عند 20 درجة مئوية.
  • طاقة محددة 60-120 ساعة/كجم.
  • قوة محددة 66% – 92%.
  • عمر البطارية أو الدورة 180-2000.
  • كثافة الطاقة 140-300 واط ساعة/لتر.
  • تبلغ كفاءة شحن وتفريغ البطارية 70-90%.

3- بطاريات الرصاص الحمضية

تصنف هذه البطارية كنوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن ذات الكفاءة العالية نسبيا والتكلفة المنخفضة، وتتميز باستخدامها في التطبيقات ذات الاستهلاك العالي وعادة ما تكون كبيرة الحجم، ونظرا لوزنها الأكبر فهي تستخدم في المنشآت غير المحمولة. التطبيقات مثل مخازن الطاقة من الألواح الشمسية أو بطاريات السيارات أو الأضواء القوية.

بالإضافة إلى استخدامها في الطاقة الاحتياطية وتسوية الأحمال في المولدات الكهربائية أو في موزعات الطاقة، يعد هذا النوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن من أقدم الأنواع وهي مهمة جدًا ولا تزال تستخدم حتى اليوم، فهي تحتوي على نسبة أو درجة منخفضة من الطاقة. بالنسبة لوزنه.

ومع ذلك، فهو يتميز بدرجة عالية نسبيًا من القوة مقارنة بوزنه وبالتالي يمكنه توفير تيارات دخل قوية جدًا وعالية عند الحاجة، وهو الأنسب للاستخدام في تطبيقات التيار العالي المتعددة، كيفية التغذية والتحرك بنفسك. – محركات تعمل بالطاقة، بالإضافة إلى التخزين في مولدات الطاقة الاحتياطية.

نقترح عليك أن تقرأ

4- بطاريات النيكل والكادميوم ني مؤتمر نزع السلاح

بطارية Ni-Cd نيكل كادميوم هي أحد أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن، تم تطويرها باستخدام هيدروكسيد النيكل مع معدن الكادميوم كأقطاب كهربائية، وتتميز بقدرتها على الحفاظ على الجهد وكذلك الحفاظ على الشحن الكامل عند عدم الاستخدام. في الاستخدام.

إلا أن العيب الوحيد لهذا النوع هو أنه إذا تم شحن البطارية جزئيًا، فإنها تقع تحت التأثير السلبي للذاكرة غير المرغوب فيها، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض سعة البطارية مستقبلاً.

وبمقارنة بطارية النيكل والكادميوم مع الأنواع الأخرى من الخلايا القابلة لإعادة الشحن، توفر البطارية وقت تشغيل قياسي وأداء وجهد جيد جدًا في درجات حرارة منخفضة مع توفير سعة كبيرة.

وأهم ما يميز هذا النوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن هو أنه يقدم سعة عالية مع معدلات تفريغ عالية ويتوفر بأكثر من حجم، وجميعها تشمل الأحجام المستخدمة في البطاريات القلوية وAAA مع خلايا NICD.

يمكن استخدام هذه المركبات بشكل فردي أو تجميعها في مجموعات مكونة من خليتين أو أكثر. تُستخدم العبوات الصغيرة في الأجهزة المحمولة خفيفة الوزن مثل الألعاب والإلكترونيات، ولكن البطاريات الأكبر حجمًا توجد في مولدات الطاقة الاحتياطية والمركبات الكهربائية.

تتميز بطاريات النيكل والكادميوم (Ni-CD) بعدد من الميزات، بما في ذلك:

  • كفاءة الشحن والتفريغ 70-90%.
  • قوة محددة 40-60 واط-ساعة/كجم.
  • معدل التفريغ الذاتي الشهري 10%/شهر.
  • كثافة الطاقة 50-150 واط ساعة/لتر.
  • دورة حياة البطارية 2000 دورة.
  • قوة محددة 150 واط/كجم.

ما هي البطارية القابلة لإعادة الشحن؟

البطارية القابلة لإعادة الشحن أو البطارية الثانوية هي تلك البطاريات التي تتميز بوجود خلايا كهروكيميائية في تركيبها، تعمل بتطبيق جهد معين على البطارية، ولكن في الاتجاه المعاكس، ويمكن إعادة شحنها مرة أخرى بعد تفريغها.

يتم استخدامها بشكل كامل وبشكل رئيسي لتشغيل التطبيقات التي تستهلك الكثير من الطاقة وعادة ما تكون باهظة الثمن، إلا أن هناك نوع آخر ذو سعة قليلة أو أقل ومناسب للأجهزة التي تستهلك طاقة أقل، مثل الأجهزة الإلكترونية أو الهواتف المحمولة.

هناك أيضًا نوع أكثر أهمية من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وهي البطاريات عالية الأداء، والتي تستخدم دائمًا لتشغيل الأجهزة الإلكترونية الكبيرة مثل الدراجات ثلاثية العجلات والغسالات وتطبيقات تسوية الأحمال. وتعتبر هذه البطاريات أرخص من البطاريات الأساسية على الرغم من ارتفاع تكلفتها.

معايير اختيار نوع البطارية.

هناك مجموعة من المعايير التي يجب على المستخدم مراعاتها قبل تحديد نوع البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي يرغب في استخدامها، ويجب اختيار البطارية بناءً على هذه المعايير والتي تتلخص في:

1- السعر والتكلفة

التكلفة والسعر مهمان للغاية عند اتخاذ القرار الهندسي، ومن المهم جدًا أن يكون اختيار نوع البطارية المناسب متناسبًا تمامًا مع قدراتها وأدائها، حتى لا تتجاوز تكاليف المشروع المعدل الطبيعي.

2- مستوى الأمان

والمقصود هنا بدرجة الأمان هو الحرص على درجة الحرارة التي سيعمل بها الجهاز، حيث أن بعض مكونات البطارية معرضة للانهيار تحت درجات الحرارة المرتفعة، كما قد تتعرض لبعض التفاعلات الطاردة للحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة المرتفعة بشكل عام و تدهور في حالة البطارية.

3- عمر البطارية

يجب أن تكون كل من كثافة الطاقة وكثافة الطاقة في حالة من الاستقرار والتوازن، حيث يحافظ ذلك على عمر أطول للبطارية.

4- كثافة الطاقة

ويقاس معدل تفريغ الطاقة بوحدات الكتلة أو الحجم، فمثلاً نجد أن الأجهزة منخفضة الطاقة هي أجهزة iPod والهواتف المحمولة، بينما الأجهزة عالية الطاقة هي أدوات تشغيلية كبيرة.

5- كثافة الطاقة

ويعني إجمالي كمية الطاقة المخزنة، والتي يتم قياسها بوحدات الحجم أو الكتلة، وهذا هو المحدد الرئيسي للمدة أو مقدار الوقت المتبقي للهاتف المحمول للعمل قبل أن يحتاج إلى الشحن مرة أخرى.

بالطبع من المهم معرفة كل شيء عن أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن، حيث يتضمن ذلك وضع ميزانية كاملة للمشاريع الهندسية في مختلف المجالات.