بطارية ليبو 3s تفريغ ذاتي بضائع جافة!

التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s

عندما تكون بطارية lipo 3s في حالة الدائرة المفتوحة، يُطلق على الظاهرة التي يتم فيها استهلاك الطاقة المخزنة تلقائيًا اسم التفريغ الذاتي للبطارية، والمعروف أيضًا بسعة الاحتفاظ بالشحن لبطارية lipo 3s، أي سعة الاحتفاظ بالطاقة المخزنة للبطارية تحت ظروف بيئية معينة.

نظريًا، تكون أقطاب بطارية lipo 3s في حالة غير مستقرة حراريًا تحت حالة الشحن، وستخضع بطارية lipo 3s تلقائيًا لتفاعلات فيزيائية أو كيميائية، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة الكيميائية لبطارية lipo 3s.
يُعد التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s أيضًا أحد المعايير المهمة لقياس أداء البطارية. أنواع البطاريات المختلفة لها نفس عامل التفريغ الذاتي والحجم. معدل التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s أفضل قليلاً من بطاريات الرصاص الحمضية، وأفضل بكثير من بطاريات النيكل-معدن هيدريد.

أنواع التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s

يمكن تقسيم التفريغ الذاتي إلى تفريغ ذاتي فيزيائي وتفريغ ذاتي كيميائي وفقًا لأنواع التفاعلات المختلفة.
بشكل عام، فقدان الطاقة الناجم عن التفريغ الذاتي الفيزيائي قابل للاسترداد، في حين أن فقدان الطاقة الناجم عن التفريغ الذاتي الكيميائي هو في الأساس غير قابل للعكس.
التفريغ الذاتي الفيزيائي

التفريغ الذاتي لبطارية الليبو 3s الناجم عن العوامل الفيزيائية. في هذه الحالة، تصل جزء من الشحنة داخل البطارية من القطب السالب إلى القطب الموجب وتخضع لتفاعل اختزال مع مادة القطب الموجب.
المبدأ ليس هو نفسه مبدأ التفريغ التقليدي. أثناء تفريغ بطارية الليبو 3s العادي، يكون مسار الإلكترونات هو الدائرة الخارجية، ويكون المعدل سريعًا جدًا، بينما أثناء التفريغ الذاتي، يكون مسار الإلكترونات هو الإلكتروليت، ويكون المعدل بطيئًا جدًا.
التفريغ الذاتي الفيزيائي يتأثر بدرجة حرارة أقل. قد يسبب التفريغ الذاتي الفيزيائي المستمر أن يصبح جهد الدائرة المفتوحة لبطارية الليبو 3s صفراً، لكن فقدان الطاقة الناتج عنه عادة ما يكون قابلاً للاسترداد.

سبب التفريغ الذاتي الفيزيائي هو عادة دائرة قصيرة ميكروفيزيائية. عندما يتلف حاجز بطارية الليبو 3s بسبب عامل ما، فإنه يسبب دائرة قصيرة ميكروفيزيائية. الأشكال الرئيسية هي:
1. نتوءات على المجمع؛
2. وجود غبار بجزيئات أكبر على سطح الحاجز؛
3. شوائب معدنية متبقية على صفائح القطب الموجب/السالب.
التفريغ الذاتي الكيميائي
انخفاض الجهد وتدهور السعة الناجمين عن التفاعل الكيميائي التلقائي داخل البطارية. عند حدوث التفريغ الذاتي الكيميائي، لا يتكون تيار بين القطبين الموجب والسالب، ولكن تحدث سلسلة من التفاعلات الكيميائية المعقدة بين القطبين الموجب والسالب لبطارية الليبو 3s والإلكتروليت، مما يؤدي إلى استهلاك القطب الموجب وتقليل طاقة البطارية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية التفريغ الذاتي داخل بطارية الليبو 3s معقدة، وقد تحدث نوعان من التفريغ الذاتي في نفس الوقت. تتأثر التفاعلات الكيميائية بشكل كبير بدرجة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، لا يسبب التفريغ الذاتي الكيميائي استنفاد الشحنة كما في التفريغ الذاتي الفيزيائي.
في بطارية الليبو 3s، تستهلك التفاعلات الكيميائية الجانبية أيونات الليثيوم في الإلكتروليت، مما يؤدي إلى تقليل عدد أيونات الليثيوم المتداخلة/المستخرجة، وهذا بدوره يؤدي إلى تقليل سعة بطارية الليبو 3s. كل من التفاعلات الكيميائية الجانبية واستهلاك الأقطاب غير قابلين للعكس.

يتم تحليل التفريغ الذاتي من جوانب القطب الموجب، القطب السالب، والإلكتروليت:
1. القطب الموجب: التفاعلات الجانبية بين واجهة القطب الموجب/الإلكتروليت وذوبان أيونات المعادن الانتقالية في القطب الموجب؛
2. القطب السالب: التفاعلات الجانبية بين واجهة القطب السالب/الإلكتروليت وتكوين مركبات إلكترون-أيون-إلكتروليت؛
3. الإلكتروليت: ذوبان مادة القطب في الإلكتروليت؛ تآكل سطح القطب السالب بواسطة الإلكتروليت أو الشوائب؛ تغطية القطب بطبقة غير قابلة للذوبان أو غاز متحلل بواسطة الإلكتروليت لتشكيل طبقة تمرّد، إلخ.

العوامل المؤثرة على التفريغ الذاتي لبطارية الليبو 3s

درجة حرارة المحيط
لدرجة حرارة المحيط تأثير أكبر على التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s. أظهرت الدراسات أن بطاريات أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCOs) تتدهور سعتها بشكل أسرع عند درجات حرارة المحيط الأعلى.
عند درجة حرارة عالية، يمكن أن يكون تفاقم التفريغ الذاتي للبطارية

ملخصة للأسباب التالية:
1. تتدهور استقرار طبقة SEI وتتمزق، ويستهلك تجديد طبقة SEI المزيد من الليثيوم;
2. تؤدي درجة الحرارة العالية إلى تسريع معدل ذوبان المعدن الموجب;
3. الإلكترونات أكثر نشاطًا وسهولة في المشاركة في التفاعلات الجانبية بين القطب السالب والإلكتروليت;
4. تزداد نشاط الإلكتروليت، وتشتد التفاعلات الجانبية بين الإلكتروليت والقطب.

رطوبة البيئة
أظهرت الدراسات أنه في بيئة ذات رطوبة عالية (رطوبة نسبية 90% وما فوق)، يكون فقدان التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s التي لا تحتوي على ألسنة مقاومة للرطوبة أكثر حدة من البطاريات التي تحتوي على ألسنة مقاومة للرطوبة. يفترض الباحثون أنه في بيئة رطبة، تسبب قطبية جزيئات الماء انتقال الإلكترونات في القطب السالب لبطارية lipo 3s إلى الألسنة. ولضمان توازن الجهد، ينتقل Li+ في القطب السالب لبطارية lipo 3s إلى واجهة القطب السالب/الإلكتروليت في نفس الوقت. لذلك، يكون من الأسهل تكوين مركب إلكترون-أيون-إلكتروليت، مما يسرع التفريغ الذاتي العكسي؛ أو يكون من الأسهل تكوين طبقة SEI إضافية وتسبب ترسيب المعادن، مما يزيد من فقدان التفريغ الذاتي غير العكسي.

حالة شحن بطارية lipo 3s (SOC)
أظهرت الدراسات أنه عند نفس درجة الحرارة، تتدهور سعة بطارية lipo 3s تحت ظروف حالة شحن عالية بشكل أسرع. وذلك لأن القطب الموجب في حالة شحن عالية يكون في حالة غنية بالليثيوم، مما يسهل تكوين مركب إلكترون-أيون-إلكتروليت، مما يزيد من التفريغ الذاتي العكسي للبطارية.

هناك دراسات أخرى وجدت أن معدل تدهور السعة للبطاريات ذات حالة الشحن 100% أقل من تلك ذات حالة الشحن 65% عند 60 درجة مئوية لبطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LFP). يُفترض أن ذلك لأن القطب السالب في LFP يكون في حالة انتقال طور ثنائي عند حوالي 70% حالة الشحن، وقوانين التدهور لأجزاء حالة الشحن العالية والمنخفضة غير متناسقة.
ما يُسمى بالتفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s هو الظاهرة التي يتم فيها استهلاك الطاقة المخزنة في بطارية lipo 3s تلقائيًا عندما تكون البطارية في حالة دائرة مفتوحة؛ يشمل التفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s بشكل رئيسي التفريغ الذاتي الفيزيائي والتفريغ الذاتي الكيميائي؛ العوامل تشمل درجة الحرارة والرطوبة وحالة الشحن.

المحتوى أعلاه هو كل ما يتعلق بالتفريغ الذاتي لبطارية lipo 3s مقدم لكم من Die Flash اليوم. آمل أن يكون مفيدًا لكم. سيتم تحديث المزيد من المعلومات باستمرار. نراكم في العدد القادم.