مبدأ شحن وتفريغ بطارية الليبو 4s، تأكد من تخزينها جيدًا!

تُعد بطارية الليبو 4s بطارية قابلة لإعادة الشحن يمكن استخدامها مرارًا وتكرارًا. لها تطبيقات واسعة، مثل البطاريات الداخلية للهواتف المحمولة، وبنوك الطاقة، وبطاريات المركبات الكهربائية في حياتنا اليومية.
فكيف تشحن وتفرغ بطارية الليبو 4s؟ اليوم، ستقودك CNHL لاستكشاف نصائح الاستخدام الصحيح لبطارية الليبو 4s، ومساعدتك على استخدام بطارية الليبو 4s بشكل أفضل وتجنب الطرق الخاطئة. هيا، تعال واكتشف معي.
قبل الإجابة على سؤال شحن وتفريغ بطارية الليبو 4s، من الضروري أن نفهم هيكل بطارية الليبو 4s وبعض خصائص الليثيوم.

هيكل بطارية الليبو 4s

تتكون بطارية الليبو 4s من ثلاثة أجزاء، ورق نحاسي مغطى بالجرافيت، ورق ألومنيوم مغطى بمركب الليثيوم، وإلكتروليت يحتوي على ملح عضوي لليثيوم. شحن وتفريغ بطارية الليبو 4s هو في الواقع حركة متبادلة لأيونات الليثيوم والإلكترونات الحرة.
المعادن المختلفة لها إمكانات كيميائية كهربائية مختلفة. ما يُسمى بالإمكانات الكيميائية الكهربائية، ببساطة، هو ميل المعادن لفقدان الإلكترونات. معطى الإمكانات الكيميائية الكهربائية لبعض المعادن الشائعة، الليثيوم،

الذي هو الأسهل لفقدان الإلكترونات، يُستخدم في بطارية الليبو 4s.
من الواضح أن عنصر الليثيوم لديه أعلى ميل لفقدان الإلكترونات في بطارية الليبو 4s، بينما الفلور لديه أقل ميل لفقدان الإلكترونات. هذا لأن الطبقة الخارجية لليثيوم تحتوي على إلكترون واحد فقط، وهو سهل الفقدان جدًا؛ بينما الطبقة الخارجية للفلور تحتوي على 8 إلكترونات، وهي مستقرة جدًا (يمكن أن تحتوي الطبقة الخارجية للذرة على 8 إلكترونات كحد أقصى، و1 هو الأكثر نشاطًا، و8 إلكترونات هي الأكثر استقرارًا).

مادة بطارية الليبو 4s الليثيوم النقي معدن نشط جدًا، يغلي مباشرة في الماء، لكن أكسيد الليثيوم المعدني مستقر جدًا، إذا فصلنا ذرة ليثيوم بطريقة ما من هذا أكسيد المعدن، فإن ذرات الليثيوم هذه غير مستقرة للغاية، وتشكل فورًا أيون ليثيوم وإلكترون.
ومع ذلك، كما ذُكر أعلاه، مادة بطارية الليبو 4s الليثيوم، كجزء من أكسيد المعدن، أكثر استقرارًا بكثير في أكسيد المعدن منه في الحالة الحرة لذرة الليثيوم هذه. لذلك، إذا كان بالإمكان توفير مسارين مختلفين لتدفق الإلكترونات وأيونات الليثيوم بين مادة بطارية الليبو 4s الليثيوم وأكسيد المعدن، فإن ذرات الليثيوم ستتجه تلقائيًا إلى جزء أكسيد المعدن، ومسار هذا الإلكترون هو الدائرة الخارجية.

بعبارة أخرى، تمامًا مثل الناس، كلنا نفضل حياة مستقرة مقارنة بالأيام المتجولة. وينطبق الشيء نفسه على عنصر الليثيوم في مادة بطارية الليبو 4s. إذا كان بإمكانه الاعتماد على أكسيد معدنه لتحقيق حالة مستقرة، فلا بد أنه يفضل ذلك على الوجود في حالة أيونات الليثيوم والإلكترونات. لذلك نستخدم الحقل الكهربائي لسحب الليثيوم من أكسيد المعدن، ثم نعطي أيوناته وإلكتروناته مسارات مختلفة (نزيل الحقل الكهربائي الخارجي)، وسيعود إلى الأكسيد.

مبدأ شحن وتفريغ بطارية الليبو 4s

تحتوي بطارية الليبو 4s الفعلية على الإلكتروليت والجرافيت. من بينها، يمتلك الجرافيت بنية طبقية، لذا يمكن تخزين أيونات الليثيوم المنفصلة هناك بسهولة. يعمل الإلكتروليت بين الجرافيت وأكسيد المعدن في بطارية الليبو 4s كحماية، فهو يسمح فقط بمرور أيونات الليثيوم، وليس الإلكترونات.

عند تطبيق مصدر طاقة (حقل كهربائي)، يجذب القطب الموجب لمصدر طاقة بطارية الليبو 4s بوضوح الإلكترونات من ذرات الليثيوم في أكسيد المعدن بسبب جذب الأقطاب المختلفة، ويدفع هذه الإلكترونات لتتدفق عبر الدائرة الخارجية وتصل إلى طبقة الجرافيت في بطارية الليبو 4s. لاحظ أن هذه الإلكترونات لا يمكنها التدفق عبر الإلكتروليت.

في الوقت نفسه، ستنجذب أيونات الليثيوم الموجبة الشحنة في بطارية الليبو 4s أيضًا إلى القطب السالب وتتدفق عبر الإلكتروليت لتصل إلى طبقة الجرافيت. في هذه اللحظة، تحتوي طبقة الجرافيت على كمية كبيرة من أيونات الليثيوم والإلكترونات. هذه الأيونات والإلكترونات هي ذرات ليثيوم، ولكن لأن ذرات الليثيوم غير مستقرة، فهي توجد في شكل أيونات ليثيوم وإلكترونات.
بمجرد أن تصل جميع ذرات الليثيوم في أكسيد المعدن لبطارية الليبو 4s إلى طبقة الجرافيت، تكون بطارية الليبو 4s مشحونة بالكامل.

في هذه المرحلة، يكون حالة ذرات الليثيوم غير مستقرة مثل كرة صغيرة على قمة الجبل. بمجرد إزالة الطاقة وتوصيل الحمل، تعود ذرات الليثيوم إلى حالة مستقرة كجزء من أكسيد المعدن.

بسبب هذا الميل للاستقرار، تعود إلكترونات الليثيوم إلى الأكسيد عبر الحمل، وتمر أيونات الليثيوم عبر الإلكتروليت عائدة إلى الأكسيد، مثل كرة صغيرة تنزلق من قمة جبل، وفي النهاية تتحد أيونات الليثيوم والإلكترونات لتشكيل ذرات ليثيوم مثبتة في أكسيد المعدن لبطارية الليبو 4s. لاحظ أن الجرافيت لا يلعب دورًا في التفاعل الكيميائي لبطارية الليبو 4s، فهو مجرد وسط لتخزين أيونات الليثيوم.

إذا ارتفعت درجة الحرارة الداخلية لبطارية الليبو 4s بسبب بعض الظروف غير الطبيعية وجف الإلكتروليت، فإن أيونات الليثيوم والإلكترونات كلها تسير نحو الأكسيد على نفس المسار، وهو ما يعادل دائرة قصيرة بين الأنود والكاثود، مما قد يؤدي إلى حريق أو انفجار.
لتجنب الحالة أعلاه، يتم وضع طبقة عازلة تسمى الفاصل بين أقطاب بطارية lipo 4s. بسبب مسامها الدقيقة، يسمح الفاصل بمرور أيونات الليثيوم، لكن الإلكترونات لا يمكنها المرور.

في بطارية lipo 4s الفعلية، يتم طلاء الجرافيت وأكسيد المعدن على رقائق النحاس والألومنيوم على التوالي، حيث تعمل الرقائق كجامع تيار هنا، ويمكن إزالة الأقطاب الموجبة والسالبة بسهولة من الجامع، حيث تخرج رقائق النحاس القطب السالب، وتخرج رقائق الألومنيوم القطب الموجب.
يُستخدم ملح عضوي من الليثيوم كإلكتروليت ويغطي أوراق الفاصل، وكلها ملفوفة حول قلب فولاذي مركزي حول أسطوانة، مما يجعل بطارية lipo 4s أكثر إحكامًا. تحتوي بطاريات Li-Ion القياسية على جهد بين 3-4.2 فولت.
هل تفهم ذلك؟

نصائح لاستخدام بطارية lipo 4s

1. يجب شحن بطارية lipo 4s في الوقت المناسب
بعد استخدام المركبة الكهربائية، تتصلب بطارية lipo 4s بسبب التفريغ. يمكن للشحن في الوقت المناسب إزالة تصلب البطارية الأقل حدة وتحسين وقت استخدام بطارية lipo 4s.
2. تحكم بشكل معقول في تكرار شحن بطارية lipo 4s
كما ذُكر سابقًا، من الضروري تجنب نفاد طاقة بطارية lipo 4s وإعادة شحنها، لذلك في الحياة اليومية، من الضروري اتباع عادة جيدة بالتفريغ والشحن السطحي لتجنب تدهور أداء البطارية بسبب التفريغ العميق.

3. أنشئ بيئة شحن جيدة لبطارية lipo 4s
نظرًا لاختلاف درجات حرارة بطارية lipo 4s أثناء الاستخدام والتخزين والشحن، عند شحن بطارية lipo 4s، ابتعد عن مصادر النار، ولا تشحنها في بيئات رطبة أو ممطرة أو ثلجية، أو في بيئات التعرض لأشعة الشمس في الصيف، واختر بيئة جافة وجيدة التهوية وباردة قدر الإمكان لإعادة الشحن.
4. افحص السيارة في الوقت المناسب لتجنب المخاطر
نظف وافحص المركبة بانتظام، ونظف الغبار والأوساخ على الجزء الخارجي من بطارية lipo 4s في الوقت المناسب، وتأكد من وجود طبقة أكسيد على منافذ الشحن والتفريغ لبطارية lipo 4s ونقاط اتصال الشاحن لمنع المخاطر الأمنية المحتملة الناتجة عن سوء الاتصال. (لا تلمس واجهة الشحن مباشرة بيديك، نظفها بعد إيقاف التشغيل)

ما سبق هو مبدأ عمل ونصائح استخدام بطارية lipo 4s. من الواضح أن عملية الشحن والتفريغ لبطارية lipo 4s هي في الواقع عملية ترددية لأيونات الليثيوم والإلكترونات. عند الشحن، يتم تطبيق الطاقة على البطارية، بحيث تسير أيونات الليثيوم والإلكترونات على مسارات مختلفة إلى طبقة الجرافيت، حيث تكون ذرات الليثيوم غير مستقرة جدًا في هذا الوقت؛ أما التفريغ فهو تطبيق حمل على البطارية، بحيث تسير أيونات الليثيوم والإلكترونات إلى جانب أكسيد المعدن على المسار السابق. في هذا الوقت، تكون ذرات الليثيوم مستقرة نسبيًا كجزء من أكسيد المعدن.
نأمل أن يكون المحتوى أعلاه مفيدًا لك، نراك في المرة القادمة.