لماذا لا يعد الشاحن البطيء مناسبًا لبطاريات الليثيوم بوليمر؟

تتطلب أنواع البطاريات المختلفة طرق شحن مختلفة لزيادة عمرها الافتراضي وأدائها. قد يؤدي استخدام طريقة شحن خاطئة إلى شيخوخة سريعة أو حتى أعطال خطيرة كالسخونة الزائدة أو الانفجار.الشحن بالتنقيط، وهي طريقة تُستخدم عادةً مع بطاريات الرصاص الحمضية أو النيكل، وهي إحدى هذه الطرق التي قد تختلف اختلافًا كبيرًا عن التقنيات الأخرى، مثل الشحن بالتيار المستمر. تتناول هذه المقالة الأسباب المحددة وراء ذلك.الشحن بالتنقيطغير مناسب لبطاريات ليثيوم بوليمرويقارنها بطرق الشحن الأخرى.

ما هو الشحن البطيء؟

الشحن البطيء هو عملية تطبيق تيار كهربائي منخفض جدًا باستمرار على البطارية (عادةً ما يتراوح بين 0.01 و0.03 سيلسيوس من سعة البطارية) لتعويض التفريغ الذاتي والحفاظ على البطارية مشحونة بالكامل. تُعد هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لبطاريات الرصاص الحمضية، أو النيكل-كادميوم (NiCd)، أو النيكل-هيدريد المعدني (NiMH)، حيث يمكنها منع التفريغ الزائد دون التسبب في أي ضرر. يُستخدم الشحن البطيء عادةً في تطبيقات مثل بطاريات المركبات، حيث يُعد الحفاظ على مصدر طاقة ثابت أمرًا ضروريًا للتخزين طويل الأمد.

كيف يتم تحقيق الشحن البطيء؟

لإنجاز عملية الشحن بالتنقيط، يتم استخدام أجهزة متخصصةشواحن متقطعةتُستخدم هذه الشواحن. صُممت هذه الشواحن لتطبيق تيار منخفض، عادةً أقل من 1% من إجمالي سعة البطارية، لشحنها تدريجيًا. بعض الشواحن مُجهزة بخاصية مراقبة مستوى شحن البطارية وضبط التيار وفقًا لذلك. تساعد تقنيات مثل مقاومات تحديد التيار أو مصادر التيار المستمر في الحفاظ على تيار شحن منخفض. على سبيل المثال، تستقبل بطارية سعتها 1000 مللي أمبير/ساعة شحنًا بطيئًا بقوة 10 مللي أمبير/ساعة أو أقل لضمان شحن آمن لفترات طويلة. بالإضافة إلى ذلك،أنظمة إدارة البطاريات (BMS)في الأجهزة الذكية، يمكن التبديل إلى وضع الشحن البطيء لمنع الشحن الزائد عندما تكون البطارية ممتلئة تقريبًا.

هل الشحن البطيء مناسب لبطاريات الليثيوم بوليمر؟

تتميز بطاريات ليثيوم بوليمر بحساسية عالية لظروف الشحن والتفريغ. يستخدم المصنعون نظام إدارة البطارية (BMS) للتحكم في مستويات الشحن بدقة ومنع الشحن الزائد أو التفريغ العميق. تُشكل هذه الحساسية تحديات للشحن البطيء، لأن الشحن البطيء لفترات طويلة قد يُبقي البطارية في حالة شحن منخفضة ولكن مستمرة. هذا يُهدد بالشحن الزائد، مما قد يؤدي إلى فقدان السعة أو تلفها. على الرغم من أن شواحن الشحن البطيء تُوفر تيارًا منخفضًا ثابتًا، إلا أنه إذا لم تكن مُنظمة للجهد، فقد تُشحن بطاريات الليثيوم بشكل زائد. يجب أن يكون شاحن الشحن البطيء المُناسب لبطاريات الليثيوم قادرًا على توفير جهد ثابت قدره 4.2 فولت، ولكن العديد من شواحن الشحن البطيء المُتاحة تجاريًا مُصممة لبطاريات NiCd أو NiMH، والتي تتحمل الشحن الزائد منخفض السرعة وغير المُحدد. تفتقر هذه الشواحن إلى مُنظم الجهد، مما يجعلها ضارة ببطاريات ليثيوم بوليمر.

الشحن البطيء مقابل الشحن بجهد ثابت

يتضمن الشحن المتقطع توفير تيار كهربائي منخفض ومستمر للحفاظ على شحن البطارية بالكامل مع مرور الوقت. وهو مفيد لمنع التفريغ الذاتي في البطاريات المخزنة دون التسبب في أي ضرر. على النقيض من ذلك،الشحن بجهد ثابتيحافظ الشحن بالجهد الثابت على ثبات الجهد، مما يقلل تيار الشحن مع اقتراب البطارية من سعتها الكاملة. يُعد الشحن بالجهد الثابت أنسب لتطبيقات الشحن السريع، ويمنع الشحن الزائد عن طريق تقليل التيار تدريجيًا. يركز الشحن المتقطع على الحفاظ على مستويات الشحن، بينما يحقق الشحن بالجهد الثابت الشحن الكامل بكفاءة ودون أي مخاطر.

هل يؤثر الشحن البطيء على عمر البطارية؟

بالنسبة للبطاريات مثل بطاريات NiCd أو الرصاص الحمضية، والتي تتميز بمعدلات تفريغ ذاتي عالية (20-30% شهريًا)، فإن الشحن البطيء لا يؤثر سلبًا على عمر البطارية. فهو مصمم للحفاظ على شحن البطارية بالكامل باستخدام تيار منخفض دون التسبب في شحن زائد. أما بالنسبة لبطاريات الليثيوم بوليمر، فقد يحدث شحن زائد في حال حدوث شحن بطيء مفرط أو عدم تنظيم الجهد بشكل صحيح في الشاحن. يؤدي هذا إلى تدهور سعة البطارية وتقصير عمرها الافتراضي. بشكل عام، يُعد الشحن البطيء آمنًا ومفيدًا لبطاريات الرصاص الحمضية عند استخدامه بشكل صحيح باستخدام شواحن عالية الجودة تُنظم الجهد.

نصائح لإطالة عمر بطارية الليثيوم أيون

خاتمة

عند ضبط جهدها عند 4.2 فولت وإدارتها بعناية لضمان وقت الشحن، يُمكن تطبيق الشحن البطيء بأمان على بطاريات الليثيوم بوليمر. بل يُمكنه أيضًا إعادة شحن البطاريات المُخزنة لفترات طويلة والتي لا يُمكن شحنها بشكل طبيعي. مع ذلك، ليس من السهل العثور على شاحن مناسب في السوق، خاصةً وأن الشحن غير السليم قد يُؤدي إلى مخاطر جسيمة كالحرائق. بالنسبة لبطاريات الرصاص الحمضية أو النيكل والكادميوم، يُعد الشحن البطيء وسيلة فعالة للحفاظ على الشحن، أما بالنسبة لبطاريات الليثيوم أيون، فهو غير مناسب عادةً دون اتخاذ إجراءات السلامة المناسبة.