برامج و تطبيقاتتكنولوجيا

كيف تعمل بطاريات ليثيوم أيون؟ وما الذي يميزها عن باقي أنواع البطاريات؟

معظم الأجهزة المحمولة في وقتنا الحالي تستعمل نوع من البطاريات يعرف بِ ليثيوم أيون”Lithium ion battery”، تستعمل هذه البطاريات بكثرة لعدة أسباب، لكن كيف تعمل، وما الفوائد التي تقدمها بطاريات ليثيوم أيون عن البطاريات الأخرى؟

لكل بطارية قطبين (سالب و موجب)، يدعى القطب الموجب الأنود (Anode)، و القطب السالب الكاثود (Cathode)، تصدر البطارية طاقة عندما تتحرك الإلكترونات من الانود الى الكاثود. غالباً ما يكون الأنود مصنع من الكربون و الكاثود مصنع من مركب كيميائي يدعى اكسيد المعدن. يوجد مادة تعزل بين الأنود والكاثود، هذه المادة تحتوي على ليثيوم أيون لذلك تدعى البطاريات بهذا الاسم.

عند وصل جهاز كهربائي ما بين القطبين، تقوم الأيونات المشحونة بشحنة موجبة بالتحرك نحو الكاثود (القطب السالب)، فيصبح الكاثود مشحون بشحنة موجبة أكثر من الأنود (القطب الموجب), فتتحرك الإلكترونات السالبة مروراً بالجهاز الكهربائي نحو الكاثود مما يجعل الجهاز يعمل.

بطارية في حالة تفريغ

و عند شحن البطارية تحدث العملية نفسها بشكل معاكس، حيث يقوم الأنود (القطب الموجب) بجذب الأيونات المشحونة بشحنة سالبة من الكاثود(القطب السالب), فيصبح الأنود (القطب الموجب) مشحون بشحنة سالبة أكثر من الكاثود و تتحرك الإلكترونات الى الانود.

بطارية في حالة شحن

إيجابيات استعمال بطاريات ليثيوم أيون

-احدى الأسباب التي تجعل هذا النوع من البطاريات مرغوب هو قدرتها على تخزين طاقة أكبر في حجم أصغر من باقي البطاريات، فمثلاً يمكن تخزين ١٥٠ واط-ساعة في بطارية بوزن ١ كيلو غرام, بينما بطارية NiMH بإمكانها تخزين ١٠٠ واط-ساعة لنفس الوزن.

– كما أن بطاريات ليثيوم أيون تفقد شحنة أقل عبر الزمن فمثلاً بطاريات ليثيوم أيون تفقد بما يقارب ٥% من شحنتها خلال شهر بينما يمكن أن تفقد بطاريات من نوع آخر ٢٠% من شحنتها خلال الفترة نفسها.

– يمكن لبطاريات ليثيوم أيون تحمل عدة دورات من الشحن والتفريغ قبل أن تتعرض للتلف.

– عدم معناة البطارية من ظاهرة تأثير الذاكرة، حيث أن هناك انواع من البطاريات التي تعاني من هذا التأثير مما يجبر المستخدم على تفريغ البطارية كاملةً قبل شحنها مجدداً.

لكن بطاريات ليثيوم أيون ليست مثالية، هناك عدة سلبيات لاستخدامها مثل:

– تُأثر الحرارة بشكل سلبي كبير على أداء وعمر البطارية.

– تفريغ شحن بطاريات ليثيوم أيون بشكل كامل قد يؤدي إلى تلفها.

– احتمالية اشتعال البطارية في حالات سوء التصنيع (كما حدث في جهاز نوت 7).

– يبدأ عمر الافتراضي للبطارية بمجرد الانتهاء من تصنيعها.

وجود هذا النوع من البطاريات سهل لانتشار العديد من التقنيات الحديثة التي نعتمد عليها في حياتنا اليومية، في المستقبل نتمنى ان نرى بطاريات بعمر أطول و سعات أكبر مع تصغير احجامها لاستعمالها في مختلف الأجهزة.

الوسوم
عرض المزيد

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

إغلاق
إغلاق