עיקרון הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s, הקפד לאחסן אותה היטב!

הסוללת ליפו 4s היא סוללה נטענת שניתן להשתמש בה שוב ושוב. יש לה מגוון רחב של יישומים, כגון סוללות פנימיות של טלפונים ניידים, בנקים כוח, וסוללות לרכבים חשמליים בחיי היומיום שלנו.
אז, איך סוללת ליפו 4s נטענת ומפורקת? היום, CNHL יוביל אתכם לחקור את הטיפים לשימוש נכון בסוללת ליפו 4s, ויסייע לכם להשתמש בסוללת ליפו 4s טוב יותר ולהימנע מטעויות. בואו ונגלה יחד.
לפני שנענה על שאלת הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s, עלינו להבין את מבנה סוללת ליפו 4s וכמה תכונות של הליתיום.

מבנה סוללת ליפו 4s

סוללת ליפו 4s מורכבת משלושה חלקים, עלה נחושת מצופה בגרפיט, עלה אלומיניום מצופה בתרכובת ליתיום, ואלקטרוליט המכיל מלח אורגני של ליתיום. הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s הן למעשה תנועות חוזרות של יוני ליתיום ואלקטרונים חופשיים.
מתכות שונות יש להן פוטנציאלים אלקטרוכימיים שונים. הפוטנציאל האלקטרוכימי, בפשטות, הוא הנטייה של מתכות לאבד אלקטרונים. בהתחשב בפוטנציאלים האלקטרוכימיים של כמה מתכות נפוצות, ליתיום,

שהוא הקל ביותר לאבד אלקטרונים, משמש בסוללת ליפו 4s.
ברור כי לאטום הליתיום יש את הנטייה הגבוהה ביותר לאבד אלקטרונים בסוללת ליפו 4s, בעוד שלפלואור יש את הנטייה הנמוכה ביותר לאבד אלקטרונים. זאת מכיוון ששכבת החיצונית ביותר של הליתיום מכילה רק אלקטרון אחד, שקל מאוד לאבד אותו; בעוד ששכבת החיצונית ביותר של הפלואור מכילה 8 אלקטרונים, שהיא מאוד יציבה (השכבה החיצונית ביותר של אטום יכולה להכיל לכל היותר 8 אלקטרונים, ו-1 הוא הפעיל ביותר, 8 אלקטרונים הם היציבים ביותר).

ליתיום טהור של חומר סוללת ליפו 4s הוא מתכת פעילה מאוד, הוא רותח ישירות במים, אך חמצן המתכת של הליתיום יציב מאוד, אם נפריד איכשהו אטום ליתיום מחמצן המתכת הזה, אטומי הליתיום האלה אינם יציבים כלל, ויוצרים מיד יון ליתיום ואלקטרון.
עם זאת, כפי שנאמר לעיל, חומר הליתיום של סוללת ליפו 4s, כחלק מחמצן המתכת, יציב הרבה יותר בחמצן המתכת מאשר במצב החופשי של אטום הליתיום הזה. לכן, אם ניתן לספק שני מסלולים שונים לזרימת האלקטרונים ויוני הליתיום בין חומר הליתיום של סוללת ליפו 4s לחמצן המתכת, אטומי הליתיום יזרמו אוטומטית לחלק חמצן המתכת, והמסלול של האלקטרון הזה הוא המעגל החיצוני.

במילים אחרות, בדיוק כמו אנשים, כולנו מעדיפים חיים יציבים לעומת ימים נודדים. אותו הדבר נכון לגבי יסוד הליתיום בחומר סוללת ליפו 4s. אם הוא יכול להסתמך על אוקסיד המתכת שלו כדי להשיג מצב יציב, הוא בוודאי יעדיף זאת על פני קיום במצב של יוני ליתיום ואלקטרונים. לכן אנו משתמשים בשדה חשמלי כדי למשוך את הליתיום מתוך אוקסיד המתכת, ואז נותנים ליוניו ואלקטרוניו מסלולים נפרדים (מסירים את השדה החשמלי החיצוני), והוא יחזור לאוקסיד.

עקרון הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s

סוללות ליפו 4s בפועל מכילות אלקטרוליט וגרפיט. ביניהם, לגרפיט יש מבנה שכבות, כך שיוני הליתיום המופרדים יכולים להיאגר שם בקלות. האלקטרוליט בין הגרפיט לאוקסיד המתכת בסוללת ליפו 4s משמש כהגנה, הוא מאפשר רק ליוני ליתיום לעבור, לא לאלקטרונים.

כאשר מופעל ספק כוח (שדה חשמלי), האלקטרודה החיובית של ספק הכוח של סוללת ליפו 4s מושכת בבירור אלקטרונים מאטומי הליתיום של אוקסיד המתכת בשל משיכת הניגודים, ודוחפת אלקטרונים אלה לזרום לאורך המעגל החיצוני ולהגיע לשכבת הגרפיט של סוללת ליפו 4s. שים לב שאלקטרונים אלה אינם יכולים לזרום דרך האלקטרוליט.

באותו הזמן, יוני הליתיום בעלי המטען החיובי של סוללת ליפו 4s יימשכו גם הם לאלקטרודה השלילית ויזרמו דרך האלקטרוליט כדי להגיע לשכבת הגרפיט. בשלב זה, שכבת הגרפיט מכילה כמות גדולה של יוני ליתיום ואלקטרונים. יונים ואלקטרונים אלה הם אטומי ליתיום, אך מכיוון שאטומי הליתיום אינם יציבים, הם קיימים בצורת יוני ליתיום ואלקטרונים.
ברגע שכל אטומי הליתיום באוקסיד המתכת של סוללת ליפו 4s מגיעים לשכבת הגרפיט, סוללת הליפו 4s טעונה במלואה.

בנקודה זו, המצב הבלתי יציב של אטומי הליתיום הוא כמו כדור קטן על ראש ההר. ברגע שמסירים את הכוח ומחברים את העומס, אטומי הליתיום חוזרים למצב יציב כחלק מאוקסיד המתכת.

עקב הנטייה הזו לייצוב, האלקטרונים של הליתיום חוזרים לאוקסיד דרך העומס, ויוני הליתיום עוברים דרך האלקטרוליט חזרה לאוקסיד, כמו כדור קטן הגולש מראש ההר, ולבסוף יוני הליתיום והאלקטרונים מתמזגים ליצירת אטומי ליתיום הקבועים באוקסיד המתכתי של סוללת ליפו 4s. שים לב שגרפיט אינו משחק תפקיד בתגובה הכימית של סוללת ליפו 4s, הוא רק מדיום אחסון ליוני הליתיום.

אם הטמפרטורה הפנימית של סוללת ליפו 4s עולה עקב תנאים חריגים והאלקטרוליט מתייבש, יוני הליתיום והאלקטרונים כולם רצים לאוקסיד באותו מסלול, מה ששווה למעגל קצר בין האנודה והקתודה, שעלול לגרום לשריפה או לפיצוץ.
כדי למנוע את המצב הנ"ל, שכבת בידוד הנקראת מפריד מונחת בין אלקטרודות סוללת ליפו 4s. בשל הנקבוביות המיקרוסקופית שלה, המפריד חדיר ליוני ליתיום, אך אלקטרונים אינם יכולים לעבור דרכו.

בסוללת ליפו 4s בפועל, גרפיט ותחמוצת מתכת מצופים על נייר נחושת ונייר אלומיניום, בהתאמה, הנייר משמש כאספן זרם כאן, והאלקטרודות החיוביות והשליליות ניתנות להסרה בקלות מהאספן, כאשר נייר הנחושת מוביל את האלקטרודה השלילית, ונייר האלומיניום מוביל את האלקטרודה החיובית.
מלח אורגני של ליתיום משמש כאלקטרוליט ומצפה את דפי המפריד, שלושתם עטופים סביב ליבת פלדה מרכזית סביב גליל, מה שהופך את סוללת ליפו 4s לקומפקטית יותר. סוללות Li-Ion סטנדרטיות בעלות מתח בין 3-4.2 וולט.
האם הבנת?

טיפים לשימוש בסוללת ליפו 4s

1. יש לטעון את סוללת ליפו 4s בזמן
לאחר השימוש ברכב החשמלי, סוללת ליפו 4s תעבור וולקניזציה עקב פריקה. טעינה בזמן יכולה להסיר את הוולקניזציה הפחות חמורה של סוללת ליפו 4s ולשפר את זמן השימוש של סוללת ליפו 4s.
2. שלוט באופן סביר בתדירות הטעינה של סוללת ליפו 4s
כפי שהוזכר קודם, יש להימנע מהתרוקנות סוללת ליפו 4s ולטעון מחדש, לכן בחיי היומיום יש לפתח הרגל טוב של פריקה שטחית וטעינה שטחית כדי למנוע פגיעה בביצועי הסוללה של ליפו 4s עקב פריקה עמוקה.

3. צור סביבה טובה לטעינת סוללת ליפו 4s
מכיוון שסוללת ליפו 4s חווה טמפרטורות שונות במהלך השימוש, האחסון והטעינה, בעת טעינת סוללת ליפו 4s, הישאר רחוק ממקורות אש, לא בסביבות לחות, גשם ושלג, או בסביבות חשופות בקיץ, ובחר סביבה יבשה, מאווררת וקרה ככל האפשר לטעינה מחדש.
4. בדוק את הרכב בזמן כדי למנוע סיכונים
נקה ובדוק את הרכב באופן קבוע, נקה את האבק והלכלוך על החלק החיצוני של סוללת ליפו 4s בזמן, וודא את הפטינה בנקודות הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s ואת נקודות המגע של המטען כדי למנוע סכנות בטיחות פוטנציאליות הנגרמות ממגע לקוי. (אל תיגע ישירות בממשק הטעינה בידיים, נקה לאחר כיבוי החשמל)

הנ"ל הוא עקרון הפעולה וטיפים לשימוש בסוללת ליפו 4s. ברור שתהליך הטעינה והפריקה של סוללת ליפו 4s הוא למעשה תהליך רסיפרוקלי של יוני ליתיום ואלקטרונים. בעת הטעינה, מופעל כוח על הסוללה, כך שיוני הליתיום והאלקטרונים רצים בדרכים שונות לשכבת הגרפיט, אטומי הליתיום אינם יציבים בשלב זה; ופריקה היא הפעלת עומס על הסוללה, כך שיוני הליתיום והאלקטרונים רצים לצד תחמוצת המתכת לאורך הנתיב הקודם. בשלב זה, אטומי הליתיום יציבים יחסית כחלק מתחמוצת המתכת.
מקווה שהתוכן שלמעלה מועיל עבורך, נתראה בפעם הבאה.