هذه مصطلحات متعلقة بالبطاريات يجب أن تعرفها

1. جهد البطارية (فولت)

جهد الدائرة المفتوحة (OCV)

لا يتم توصيل بطارية الليثيوم بالدائرة الخارجية أو بجهد الحمل، ويمكن اختبارها عمومًا باستخدام جهاز قياس متعدد.

جهد التشغيل (WV)

فرق الجهد بين قطبي البطارية الموجب والسالب تحت تأثير الحمل الخارجي، أي عند مرور تيار كهربائي عبر البطارية في الدائرة. عندما تعمل البطارية، يمر تيار كهربائي عبرها. وبسبب المقاومة الداخلية ومقاومة الحمل للبطارية نفسها، يكون جهد تشغيل البطارية دائمًا أقل من جهد الدائرة المفتوحة.

جهد قطع التفريغ (DCV):

يشير هذا إلى البطارية في حالة الطاقة الكهربائية، حيث يتم تفريغها للوصول إلى الجهد المحدد، وعادةً ما يكون الجهد المحدد 3.0 فولت أو أعلى، وسيؤدي التفريغ الزائد إلى تأثير لا رجعة فيه على البطارية.

2.سعة البطارية (أمبير/ساعة أو مللي أمبير/ساعة)

تشير سعة البطارية إلى كمية الكهرباء التي تُطلقها البطارية في ظل ظروف معينة (معدل التفريغ، درجة الحرارة، جهد الإنهاء، إلخ)، وهي أحد المؤشرات المهمة لأداء البطارية الكهربائي. تُقاس السعة بوحدة السعة (C) وتُعبر عنها بوحدة أمبير ساعة (Ah) أو مللي أمبير ساعة (mAh). سعة البطارية (Ah) = التيار (A) × زمن التفريغ (h).

1) السعة المقدرة

أي أن السعة الموضحة على عبوة البطارية هي أدنى سعة يتم إصدارها في ظل الظروف القياسية وفقًا للمعايير التي أصدرتها الدولة أو الإدارات ذات الصلة.

2) القدرة النظرية

يعتمد التصميم على كتلة المادة الفعالة من خلال حساب القيمة النظرية وفقًا لقانون فاراداي.

3) السعة الفعلية

بحسب الحالة الفعلية للبطارية، يتم تحرير سعة البطارية في ظل نظام شحن وتفريغ معين. ويرتبط ذلك بحالة البطارية نفسها، مثل حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH)، بالإضافة إلى نظام الشحن والتفريغ.

3. المقاومة الداخلية للبطارية (ملي أوم)

المقاومة الداخلية للبطارية هي مقاومة مرور التيار الكهربائي. وتتأثر هذه المقاومة بشكل رئيسي بمواد تصنيع البطارية، وتقنية إنتاجها، وبنيتها، وعوامل أخرى. وتشمل المقاومة الداخلية الأومية والمقاومة الداخلية المستقطبة.

المقاومة الداخلية الأومية: تعتمد على تركيبة مادة القطب، والإلكتروليت، ومقاومة الغشاء، ومقاومة التلامس بين المواد، ومقاومة التلامس مع الغلاف. عند تفريغ البطارية، تخضع المقاومة الأومية لقانون أوم.

المقاومة الداخلية للاستقطاب: هي المقاومة الكهربائية الناتجة بشكل أساسي عن الاستقطاب الكهروكيميائي واستقطاب فرق التركيز المتولد عند مرور التيار الكهربائي في البطارية. تزداد مقاومة الاستقطاب مع كثافة التيار، ولكنها ليست خطية، وغالبًا ما تزداد خطيًا مع لوغاريتم كثافة التيار.

إن المقاومة الداخلية للبطارية ليست ثابتة وتتغير بمرور الوقت أثناء التفريغ لأن تركيبة المادة النشطة وتركيز الإلكتروليت ودرجة الحرارة تتغير باستمرار.

4. عمر دورة الشحن

تُسمى البطارية الثانوية بطارية دورة أو بطارية دورة. بعد عمليات الشحن والتفريغ المتكررة، تتناقص سعة البطارية تدريجيًا. عمومًا، تتطلب بطاريات الليثيوم الشحن والتفريغ في ظل ظروف قياسية. عندما تنخفض سعة البطارية إلى 80%، فإن عدد دورات الشحن والتفريغ التي تخضع لها البطارية يُسمى عمر الدورة.

العامل المؤثر:

يؤثر الاستخدام غير السليم للبطاريات، ومواد البطاريات، وتركيب وتركيز الإلكتروليت، ونسبة الشحن والتفريغ، وعمق التفريغ (DOD%)، ودرجة الحرارة، وعملية الإنتاج، جميعها على عمر دورة البطاريات.

5. كثافة الطاقة (واط ساعة/كجم)

تشير الطاقة النوعية الحجمية أو الطاقة النوعية الكتلية إلى الطاقة المنبعثة لكل وحدة حجم أو كتلة، وعادة ما يتم التعبير عنها بكثافة الطاقة الحجمية (Wh/L).

صيغة الحساب:

كثافة الطاقة الحجمية (واط ساعة/لتر) = سعة البطارية (أمبير ساعة) × متوسط منصة التفريغ (فولت) / حجم البطارية (لتر)

كثافة الطاقة الكتلية (واط ساعة/كجم) = سعة البطارية (أمبير ساعة) × متوسط منصة التفريغ (فولت) / وزن البطارية (كجم)

6. عمق شحن وتفريغ البطارية (SOC، DOD)

عمق الشحن: نسبة الشحن إلى السعة الاسمية، وعادة ما يتم التعبير عنها بـ SOC.

عمق التصريف: عمق التصريف هو نسبة سعة التصريف إلى السعة الاسمية. ويرمز له عادةً بالرمز DOD.

على سبيل المثال، إذا تم تفريغ بطارية سعتها 20 أمبير/ساعة، تصبح سعتها 4 أمبير/ساعة، ويمكن تسميتها 80%DOD. أما إذا كانت سعة البطارية بعد الشحن 10 أمبير/ساعة، فيمكن استخدام عمق الشحن 50%SOC.

7. نسبة الشحن والتفريغ (أمبير)

معدل التفريغ: هو القيمة الحالية اللازمة لتفريغ سعة البطارية المقدرة خلال فترة زمنية محددة، وهي تساوي عدديًا مضاعفًا لسعة البطارية المقدرة. على سبيل المثال، إذا كان معدل التفريغ 2C، فإن تيار تفريغ البطارية يساوي ضعف سعة البطارية (الوحدة: أمبير).

نسبة الشحن: هي المعدل الذي يتم به شحن البطارية، والذي يساوي السعة المقدرة للبطارية.

تصنيف معدل التصريف:

معدل تكبير منخفض (<0.5c)، متوسط=”” معدل التكبير=”” عالي=”” فائق=””>7.0C).

8. فرط التصريف

إذا تجاوزت البطارية قيمة جهد إنهاء التفريغ أثناء عملية التفريغ، واستمرت في التفريغ، فقد يتسبب ذلك في ارتفاع الضغط الداخلي للبطارية، وتلف المواد النشطة الموجبة والسالبة بشكل عكسي، مما يؤدي إلى انخفاض سعة البطارية بشكل كبير.

9. المغالاة في السعر

عند شحن البطارية، إذا استمر شحنها بعد وصولها إلى حالة الشحن الكامل، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الضغط الداخلي، وتشوه البطارية، وتسربها ليلاً، وغيرها من الحالات، وسيؤدي ذلك إلى انخفاض أداء البطارية بشكل كبير وتلفها، أو حتى حدوث انفجار خطير.

10. سعة التحميل

عند توصيل الطرفين الموجب والسالب للبطارية بالجهاز الكهربائي، فإن طاقة الخرج التي تدفع الجهاز الكهربائي للعمل هي سعة حمل البطارية.

11.تشكيل البطارية

بعد تجميع البطارية وحقنها، تُفعَّل المواد الفعالة في القطبين الموجب والسالب عبر عمليات شحن وتفريغ محددة لتحسين أداء البطارية في الشحن والتفريغ، والتفريغ الذاتي، والتخزين، وغيرها من الخصائص الشاملة. ولا يمكن تحقيق الأداء الأمثل للبطارية إلا بعد تشكيلها. وفي الوقت نفسه، تُسهم عملية الفصل أثناء التشكيل في تحسين تجانس حزمة البطارية، وبالتالي تحسين أدائها النهائي.

12. سعة البطارية

في عملية إنتاج البطاريات، وبسبب العملية والمواد نفسها، من المستحيل أن تكون السعة الفعلية للبطارية متسقة تمامًا، ومن خلال نظام معين للكشف عن الشحن والتفريغ، تسمى عملية تصنيف سعة البطارية بفصل السعة.

13. بطارية متينة

تتكون حزمة البطارية من خلايا متعددة موصولة على التوالي والتوازي. ويعتمد الأداء العام وعمر حزمة البطارية على أداء كل خلية على حدة، مما يتطلب اتساقًا عاليًا في أداء جميع خلايا حزمة البطارية.

على سبيل المثال، يتم فحص البطاريات من نفس الدفعة والطراز من خلال اتساق الجهد والمقاومة الداخلية والسعة وحتى منحنيات الشحن والتفريغ لتحسين اتساق حزمة البطارية.