لماذا تنتفخ حزم بطاريات الليثيوم؟
هناك ثلاثة أسباب رئيسية لانتفاخ بطاريات الليثيوم:
① مشاكل عملية الإنتاج لدى الشركة المصنعة
طلاء البطارية غير متساوٍ، وتختلط جزيئات الغبار بالإلكتروليت. قد يتسبب ذلك في انتفاخ حزمة بطارية الليثيوم عند استخدامها.
٢- عادات الاستخدام اليومي للمستخدم
إذا استخدم المستخدم منتجات بطاريات الليثيوم بشكل غير صحيح، كالشحن الزائد والتفريغ الزائد، أو الاستخدام المتواصل في بيئات قاسية للغاية، فقد يتسبب ذلك في انتفاخ بطاريات الليثيوم. وفيما يلي أسباب الانتفاخ الناتجة عن الشحن الزائد والتفريغ الزائد:
انتفاخ ناتج عن الشحن الزائد: يؤدي الشحن الزائد إلى انتقال جميع ذرات الليثيوم من مادة القطب الموجب إلى مادة القطب السالب، مما يتسبب في تشوه وانهيار الشبكة الممتلئة أصلاً للقطب الموجب، وهو سبب رئيسي لانخفاض طاقة بطارية الليثيوم. في هذه العملية، يزداد عدد أيونات الليثيوم في القطب السالب، ويؤدي تراكمها المفرط إلى نمو بلورات من ذرات الليثيوم، مما يتسبب في انتفاخ بطارية الليثيوم.
انتفاخ ناتج عن التفريغ الزائد: خلال عملية الشحن والتفريغ الأولى لبطاريات الليثيوم أيون السائلة، يتفاعل كل من مادة القطب والإلكتروليت عند السطح الفاصل بينهما لتكوين طبقة تخميل تغطي سطح مادة القطب. تمنع طبقة التخميل المتكونة مرور جزيئات الإلكتروليت بفعالية، بينما يمكن لأيونات الليثيوم (Li+) أن تتخلل هذه الطبقة وتخرج بحرية، نظرًا لخصائصها الشبيهة بالإلكتروليت الصلب. لذلك، يُطلق على طبقة التخميل هذه اسم "طبقة التفاعل بين الإلكتروليت الصلب" (SEI). تحمي طبقة SEI مادة القطب السالب، مما يقلل من احتمالية انهيار بنيتها، ويزيد من عمرها الافتراضي. لا تبقى طبقة SEI ثابتة، بل تشهد تغيرات طفيفة خلال عمليتي الشحن والتفريغ، ويعود ذلك أساسًا إلى خضوع بعض المواد العضوية لتغيرات قابلة للانعكاس. بعد تفريغ البطارية بشكل زائد، تتلف طبقة SEI بشكل عكسي، مما يؤدي إلى انهيار مادة القطب السالب وظهور الانتفاخ.
سيؤدي هذان العاملان إلى حدوث رد فعل عنيف يشبه حدوث ماس كهربائي داخل البطارية أثناء الاستخدام، مما يؤدي إلى توليد كمية كبيرة من الحرارة، الأمر الذي سيؤدي إلى تحلل الإلكتروليت وتحوله إلى غاز، وبالتالي ستنتفخ البطارية.
③ عدم الاستخدام لفترة طويلة والتخزين غير السليم
لم تُستخدم البطارية لفترة طويلة ولم تُحفظ جيدًا. عند تعرضها للهواء لفترة طويلة دون استخدام، وهي مشحونة بالكامل، ولأن الهواء موصل للكهرباء إلى حد ما، فإن ترك البطارية لفترة طويلة جدًا يُشبه تلامس قطبيها الموجب والسالب بشكل مباشر، مما يُسبب قصرًا كهربائيًا مزمنًا. عند حدوث القصر، تتولد حرارة، ويتحلل جزء من الإلكتروليت أو حتى يتبخر، مما يؤدي إلى انتفاخ البطارية.
تتضرر سعة بطاريات الليثيوم المنتفخة بشدة، كما أنها تشكل مخاطر على السلامة. لذا يُنصح بعدم استخدامها. يجب معالجة بطاريات الليثيوم المستعملة من خلال قنوات إعادة التدوير المتخصصة لمنع التلوث البيئي.
