لماذا تحتاج بطاريات الليثيوم إلى تجارب ومراقبة لتحديد عمرها الافتراضي؟ وما هي عناصر الاختبار؟

ما هي إجراءات تجارب تقادم بطاريات الليثيوم واختبارات المشروع؟
من خلال الاختبار والمراقبة المستمرة للأداء التالي، يمكننا فهم التغيرات والتضاؤل ​​في أداء البطارية أثناء الاستخدام بشكل أفضل، بالإضافة إلى موثوقية البطارية وعمرها الافتراضي وخصائص أدائها في ظل ظروف عمل محددة.
1. تدهور السعة: يُعدّ تدهور السعة أحد المؤشرات الرئيسية لانخفاض عمر البطارية. ستُجرى تجربة التقادم دوريًا من خلال دورات الشحن والتفريغ لمحاكاة عملية الشحن والتفريغ الدورية للبطارية أثناء الاستخدام الفعلي. سيتم تقييم تدهور سعة البطارية بقياس التغير في سعتها بعد كل دورة.
٢. عمر الدورة: يشير عمر الدورة إلى عدد دورات الشحن والتفريغ الكاملة التي يمكن أن تخضع لها البطارية. تُجرى تجارب التقادم على عدد كبير من دورات الشحن والتفريغ لتقييم عمر دورة البطارية. عادةً، تُعتبر البطارية قد وصلت إلى نهاية عمرها الافتراضي عندما تنخفض سعتها إلى نسبة معينة من سعتها الأولية (مثلاً، ٨٠٪).
3. زيادة المقاومة الداخلية: تُعدّ المقاومة الداخلية مؤشرًا هامًا للبطارية، إذ تؤثر بشكل مباشر على كفاءة شحنها وتفريغها وكفاءة تحويل الطاقة فيها. وتُقيّم تجربة التقادم زيادة المقاومة الداخلية للبطارية من خلال قياس التغير في هذه المقاومة أثناء الشحن والتفريغ.
4. أداء السلامة: تتضمن تجربة التقادم أيضًا تقييم أداء السلامة للبطارية. وقد يشمل ذلك محاكاة رد فعل البطارية وسلوكها في ظل ظروف غير طبيعية مثل ارتفاع درجة الحرارة، والشحن الزائد، والتفريغ الزائد، وذلك للكشف عن سلامة البطارية واستقرارها في ظل هذه الظروف.
5. خصائص درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على أداء البطارية وعمرها. يمكن لتجارب التقادم محاكاة تشغيل البطاريات في ظل ظروف حرارية مختلفة لتقييم استجابة البطارية وأدائها للتغيرات الحرارية.
لماذا تزداد المقاومة الداخلية للبطارية بعد استخدامها لفترة من الزمن؟ وما هو تأثير ذلك؟
بعد استخدام البطارية لفترة طويلة، تزداد مقاومتها الداخلية نتيجة لتقادم موادها وبنيتها. المقاومة الداخلية هي المقاومة التي يواجهها التيار الكهربائي عند مروره عبر البطارية، وتتحدد بخصائص معقدة للمسار الموصل الداخلي للبطارية، والذي يتكون من الإلكتروليتات ومواد الأقطاب الكهربائية ومجمعات التيار وغيرها. فيما يلي تأثير زيادة المقاومة الداخلية على كفاءة التفريغ:
1. انخفاض الجهد: تتسبب المقاومة الداخلية في انخفاض جهد البطارية أثناء عملية التفريغ. وهذا يعني أن جهد الخرج الفعلي سيكون أقل من جهد الدائرة المفتوحة للبطارية، مما يقلل من الطاقة المتاحة لها.
٢. فقد الطاقة: تتسبب المقاومة الداخلية في توليد البطارية حرارة إضافية أثناء التفريغ، وتمثل هذه الحرارة فقدًا للطاقة. يؤدي فقد الطاقة إلى تقليل كفاءة تحويل الطاقة في البطارية، مما يجعلها توفر طاقة أقل فعالية في ظل ظروف التفريغ نفسها.
3. انخفاض القدرة الناتجة: نتيجةً لزيادة المقاومة الداخلية، ستشهد البطارية انخفاضًا أكبر في الجهد وفقدانًا أكبر للطاقة عند إخراج تيار عالٍ، مما سيؤدي إلى عدم قدرتها على توفير قدرة عالية بكفاءة. وبالتالي، تنخفض كفاءة التفريغ وقدرة البطارية على إخراج الطاقة.
باختصار، تؤدي زيادة المقاومة الداخلية إلى انخفاض كفاءة تفريغ البطارية، مما يؤثر على الطاقة المتاحة، وقدرة الخرج، والأداء العام. لذا، فإن تقليل المقاومة الداخلية للبطارية يُحسّن كفاءة تفريغها وأداءها.