في عالم الطاقة المحمولة،بطاريات ليثيوم أيون بوليمر (LiPo)تُعد البطاريات القابلة لإعادة الشحن خيارًا شائعًا نظرًا لكثافة طاقتها العالية وتصميمها خفيف الوزن. ومع ذلك، فإن إحدى المشكلات التي قد تنشأ مع هذه البطاريات هي الانتفاخ، والذي غالبًا ما يكون مؤشرًا على مشاكل كامنة مثل الشحن الزائد أو التفريغ الزائد أو التعرض للحرارة الزائدة.
انتفاخ البطاريات ليس مجرد إزعاج بسيط، بل يُشكل مخاطر سلامة جسيمة، بما في ذلك مخاطر الحرائق المحتملة والتسربات الكيميائية. إن فهم سبب حدوث هذا الانتفاخ، ومخاطر استخدام بطارية منتفخة، وأفضل الممارسات للوقاية من هذه المشكلة وإدارتها، أمر بالغ الأهمية لأي شخص يعتمد على بطاريات LiPo في أجهزته.
لماذا أصبحت بطارية ليثيوم أيون بوليمر (LiPo) الخاصة بي منتفخة؟
عادةً ما يكون انتفاخ بطارية LiPo علامة على حدوث تفاعلات كيميائية داخلية خاطئة. قد يكون هذا بسبب الشحن الزائد، حيث يتم شحن البطارية بما يتجاوز حد جهدها، أو التفريغ الزائد، حيث يُسمح لها بالتفريغ دون المستويات الآمنة. كما يمكن أن تكون الحرارة الزائدة سببًا، وكذلك التلف المادي الناتج عن الصدمات أو الثقوب. حتى عمر البطارية يلعب دورًا؛ فمع تدهورها بمرور الوقت، يمكن أن تنتفخ مع وصولها إلى نهاية عمرها الافتراضي.
وفيما يلي الأسباب التفصيلية:
الشحن الزائد
عند شحن بطارية ليثيوم بوليمر بشكل زائد، أي تجاوز جهدها الأقصى (عادةً حوالي 4.2 فولت لكل خلية)، تحدث تفاعلات كيميائية مفرطة عند الأقطاب الكهربائية. أثناء الشحن الزائد، يتحلل الإلكتروليت داخل البطارية، مُولِّدًا غازًا كناتج ثانوي. يتراكم هذا الغاز داخل جراب البطارية، مما يؤدي إلى انتفاخه. يمكن تمثيل التفاعلات الكيميائية أثناء الشحن الزائد كما يلي:
تحلل الإلكتروليت → توليد الغاز (على سبيل المثال، CO2، O2)
التفريغ الزائد
قد يؤدي تفريغ بطارية ليثيوم بوليمر إلى أقل من الحد الأدنى الآمن لجهدها (عادةً حوالي 3.0 فولت لكل خلية) إلى انتفاخها. يؤدي الإفراط في التفريغ إلى ذوبان مجمعات تيار النحاس في البطارية في الإلكتروليت، مما يُنتج أيونات النحاس. تتفاعل هذه الأيونات مع مكونات أخرى للبطارية، مما يؤدي إلى تكوين شجيرات نحاسية معدنية وغاز. تضر عملية التحلل هذه بالبنية الداخلية للبطارية وتساهم في انتفاخها.
الحرارة الزائدة
يُسرّع التعرّض لدرجات حرارة عالية تحلل الإلكتروليت ومواد البطارية الأخرى، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الغاز. ويمكن أن تُسبب درجات الحرارة المرتفعة تحلل المذيبات العضوية داخل الإلكتروليت، مُطلقةً غازات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والأكسجين (O₂). ويُفاقم عدم الاستقرار الكيميائي عند درجات الحرارة المرتفعة من تأثير التورم.
الشيخوخة والتدهور الدوري
مع تقدم عمر بطاريات LiPo ومرورها بدورات شحن وتفريغ متعددة، يتدهور الإلكتروليت والأقطاب الكهربائية بمرور الوقت. يؤدي التحلل المستمر للإلكتروليت وتكرار تكوين وتحلل طبقة الطور البيني للإلكتروليت الصلب (SEI) على الأنود إلى انبعاث غاز. يُعد هذا التدهور الدوري جزءًا طبيعيًا من شيخوخة البطارية، ولكنه يتسارع بسبب سوء الاستخدام والظروف البيئية القاسية.
الأضرار المادية
يمكن أن يؤدي التلف المادي للبطارية، كالثقوب أو الصدمات، إلى خرق طبقاتها الواقية. هذا يسمح للإلكتروليت بالتفاعل بقوة أكبر مع الأقطاب الكهربائية والمكونات الداخلية الأخرى، مما يؤدي إلى توليد غازات سريعة وانتفاخ.
هل من الآمن استخدام بطارية LiPo المتورمة؟
استخدام بطارية ليثيوم بوليمر منتفخة غير آمن ويُنصح به بشدة. يشير الانتفاخ إلى تلف داخلي قد يؤدي إلى خطر نشوب حريق أو تسرب كيميائي. بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن تعمل البطارية المنتفخة بشكل غير موثوق، مما قد يؤدي إلى أعطال أو أعطال في الجهاز.
كيف تمنع بطارية LiPo من الانتفاخ؟
يتطلب منع انتفاخ بطارية الليثيوم بوليمر الالتزام بأفضل ممارسات استخدام البطارية وصيانتها. تأكد من الشحن الجيد باستخدام شاحن مصمم خصيصًا لبطاريات الليثيوم بوليمر، وتجنب الشحن الزائد. تجنب التفريغ الزائد بمنع انخفاض جهد البطارية بشكل كبير؛ ومن القواعد العامة تجنب انخفاض جهد البطارية عن 3.0 فولت لكل خلية. كما يُعد الحفاظ على درجة حرارة البطارية في درجة حرارة الغرفة وتجنب درجات الحرارة العالية أمرًا بالغ الأهمية. افحص بطاريتك بانتظام بحثًا عن أي علامات تلف أو انتفاخ، واستبدلها إذا لزم الأمر. يساعد استخدام شاحن متوازن في الحفاظ على شحن متساوٍ لجميع خلايا حزمة البطارية.
هل يمكنك إصلاح بطارية LiPo المنتفخة؟
لسوء الحظ، مرة واحدةبطارية ليثيوم بوليمرإذا انتفخت البطارية، فلا يمكن إصلاحها. محاولة القيام بذلك قد تكون خطيرة للغاية. أفضل طريقة هي التخلص من البطارية المنتفخة بأمان وفقًا للأنظمة المحلية للتخلص من النفايات الإلكترونية. خصصت العديد من المجتمعات نقاطًا لجمع هذه النفايات. من الأفضل والأكثر فعالية دائمًا استبدال البطارية المنتفخة بأخرى جديدة لضمان عمل أجهزتك بأمان وفعالية.
وقت النشر: ١٣ يونيو ٢٠٢٤