أصبحت بطاريات الليثيوم جزءًا لا يتجزأ من منظومة الطاقة الجديدة، إذ تُشغّل كل شيء بدءًا من المركبات الكهربائية ومرافق تخزين الطاقة وصولًا إلى الأجهزة الإلكترونية المحمولة. ومع ذلك، فإن التحدي الشائع الذي يواجهه المستخدمون حول العالم هو التأثير الكبير لدرجة الحرارة على أداء البطاريات - فغالبًا ما يُسبب الصيف مشاكل مثل انتفاخ البطارية وتسربها، بينما يُؤدي الشتاء إلى انخفاض كبير في مدى البطارية وانخفاض كفاءة الشحن. ويعود ذلك إلى حساسية بطاريات الليثيوم لدرجة الحرارة، حيث تعمل بطاريات فوسفات حديد الليثيوم، وهي من أكثر الأنواع استخدامًا، على النحو الأمثل بين 0 درجة مئوية و40 درجة مئوية. ضمن هذا النطاق، تعمل التفاعلات الكيميائية الداخلية وهجرة الأيونات بكفاءة قصوى، مما يضمن أقصى إنتاج للطاقة.
تُشكل درجات الحرارة التي تتجاوز هذه الفترة الآمنة مخاطر جسيمة على بطاريات الليثيوم. ففي البيئات عالية الحرارة، يتسارع تطاير الإلكتروليت وتحلله، مما يُقلل من توصيل الأيونات، وقد يُولّد غازًا يُسبب انتفاخ البطارية أو تمزقها. إضافةً إلى ذلك، يتدهور الاستقرار الهيكلي لمواد الأقطاب الكهربائية، مما يؤدي إلى فقدان لا رجعة فيه للسعة. والأهم من ذلك، أن الحرارة الزائدة قد تُؤدي إلى هروب حراري، وهو تفاعل متسلسل قد يُؤدي إلى حوادث تتعلق بالسلامة، وهو سبب رئيسي لأعطال أجهزة الطاقة الجديدة. وتُشكل درجات الحرارة المنخفضة مشكلةً مماثلة: فزيادة لزوجة الإلكتروليت تُبطئ هجرة أيونات الليثيوم، مما يزيد من المقاومة الداخلية ويُقلل من كفاءة الشحن والتفريغ. كما يُمكن أن يُؤدي الشحن القسري في الظروف الباردة إلى ترسب أيونات الليثيوم على سطح القطب السالب، مُشكلةً تشعبات الليثيوم التي تخترق الفاصل وتُسبب دوائر قصر داخلية، مما يُشكل مخاطر سلامة كبيرة.
للتخفيف من هذه المخاطر الناجمة عن درجات الحرارة، يُعدّ استخدام لوحة حماية بطاريات الليثيوم، المعروفة باسم نظام إدارة البطارية (BMS)، أمرًا أساسيًا. تُجهّز منتجات نظام إدارة البطارية (BMS) عالية الجودة بمستشعرات درجة حرارة NTC عالية الدقة تراقب درجة حرارة البطارية باستمرار. عندما تتجاوز درجات الحرارة الحدود الآمنة، يُطلق النظام إنذارًا؛ وفي حالات الارتفاعات المفاجئة في درجات الحرارة، يُفعّل النظام فورًا إجراءات وقائية لقطع الدائرة الكهربائية، مما يمنع حدوث المزيد من التلف. كما يُمكن لنظام إدارة البطارية (BMS) المتطور، المزود بمنطق تحكم في التسخين عند درجات حرارة منخفضة، تهيئة ظروف تشغيل مثالية للبطاريات في البيئات الباردة، مما يُعالج بفعالية مشاكل مثل انخفاض المدى وصعوبات الشحن، مما يضمن أداءً مستقرًا في مختلف ظروف درجات الحرارة.
باعتباره أحد المكونات الأساسية لنظام سلامة بطارية الليثيوم، فإن نظام إدارة البطاريات عالي الأداء لا يضمن سلامة التشغيل فحسب، بل يعمل أيضًا على إطالة عمر البطارية، مما يوفر دعمًا أساسيًا للتشغيل الموثوق به لمعدات الطاقة الجديدة.
وقت النشر: ٢٣ أكتوبر ٢٠٢٥
