تجميد بطارية ليثيوم أيون - التأثيرات الإيجابية لها وكيف تساعد البطارية على إطالة عمرها الافتراضي

ومع ذلك، على الرغم من العمر الطويل الذي تتمتع به هذه البطاريات. يريد المستهلكون، وخاصة مستخدمي الأجهزة المحمولة بكثافة، المزيد. إذا كنت من النوع الذي يتنقل دائمًا ويعتمد على الأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية يوميًا. أنت تتطلع إلى إطالة عمر بطارية أجهزتك التي عادة ما تكون بطاريات ليثيوم أيون. يعتقد الكثير من الخبراء أن تجميد بطارية الليثيوم سيزيد من فرصة إطالة عمرها التشغيلي.

لذا، سنلقي هنا نظرة على هذه النظرية ونحاول التعمق فيها ومعرفة المزيد عن تأثيراتها على البطارية. إذا كنت مهووسًا بالأدوات الذكية وتتطلع إلى إطالة عمر البطارية، فأنا أدعوك للبقاء معنا لاكتشاف الحقيقة وراء هذه الفكرة.

اكتشاف الحقيقة وراء فكرة تجميد بطاريات ليثيوم أيون

هناك مقال قرأته يقول أن بعض الباحثين طوروا طريقة مبتكرة لتجميد بطاريات الليثيوم لتحسين أدائها وعمرها الافتراضي. ويعتقد أن هذه الطريقة يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم أكثر أمانًا في الاستخدام بالإضافة إلى إطالة عمرها المتوقع. وادعى الباحثون أيضًا أن هذه الطريقة يمكن أن تجعل البطاريات مرنة لتناسب الأجهزة القابلة للطي المتوقعة في المستقبل القريب.

طريقة تجميد بطاريات الليثيوم أيون التي طورها الباحثون تسمى التجميد أو قالب الجليد. عملية ستمكن الخبراء من التحكم أو التعامل مع التركيب الكيميائي للإلكتروليت في بطاريات الليثيوم. السماح لهم بإنتاج بطاريات أكثر ملاءمة للأجهزة المحمولة بالإضافة إلى تخزين الطاقة على مستوى الشبكة والمركبات الكهربائية.

في هذه المرحلة، تستخدم بطاريات الليثيوم التجارية إلكتروليت البطارية السائلة وهو أمر خطير للغاية نظرًا لخاصيته شديدة الاشتعال. ويتسبب ذلك في انفجار بطاريات بعض الهواتف الذكية المصنعة من قبل علامات تجارية معروفة. لذلك، أجرى الباحثون دراسات مختلفة حول كيفية تجنب حدوث هذه الحادثة من خلال البحث عن بدائل جديدة.

ومن خلال السعي المركّز والدؤوب للتحسين، استكشف الباحثون وعالجوا إمكانيات استبدال الإلكتروليت السائل ببنية صلبة. جعل البطاريات أكثر أمانًا، ومن هنا تم تطوير طريقة التجميد.

آثار طريقة قالب الثلج وأثرها

ادعى أحد الباحثين، وهو أستاذ في جامعة كولومبيا، أن استخدام الإلكتروليتات الصلبة في بطاريات الليثيوم لا يحل مشكلة سلامة البطارية فقط. وقال البروفيسور أيضًا إنه يمكن أن يساعد أيضًا في زيادة كثافة الطاقة لبطاريات الليثيوم مما يجعلها ممتازة لتطبيقات النقل والتخزين. ثم ذكر البروفيسور أخيرًا أنه يُظهر أيضًا إمكانات كبيرة عندما يتعلق الأمر بتصنيع أجهزة مرنة أو "قابلة للانحناء".

من المحتمل أن يتم استخدام الطريقة المذكورة، وهي قولبة الجليد أو الصب بالتجميد، لتصنيع إلكتروليتات البطارية الصلبة الخزفية التي تتم محاذاتها عموديًا. هذا الهيكل يزيد من موصلية الشوارد. أثناء التشغيل، يتم تبريد المنحل بالكهرباء السائل لبطاريات الليثيوم مع جزيئات السيراميك. بعد ذلك سوف ينمو الجليد ثم يندفع بعيدًا بالإضافة إلى تركيز جزيئات السيراميك.

يتم استخدام الفراغ لتحويل الجليد إلى غاز، مما سيترك المنحل بالكهرباء في هيكل محاذٍ موجه عموديًا. سيتم بعد ذلك دمج الهيكل مع بوليمر يمنحه الدعم الذي يحتاجه بالإضافة إلى مرونته.

وحتى الآن لا تزال العملية قيد التطوير وأعلن الباحثون أنهم في مرحلة تصنيع نموذج أولي. وبمجرد نجاحها، يمكن اعتبار ذلك أحد أكثر المعالم ابتكارًا في صناعة البطاريات.

فهم آثار التجميد في شروط المواطن العادي

تستخدم بطاريات الليثيوم كما ذكرنا سابقًا إلكتروليتات سائلة شديدة الاشتعال. العملية الموضحة أعلاه هي على الجانب الفني قليلاً ويمكن أن يكون من الصعب فهمها. ومع ذلك، يمكننا أيضًا أن نفهم كيف يمكن أن يكون تجميد هذه البطاريات مفيدًا لأجهزتنا المحمولة في إصدار أبسط.

التعرض للحرارة أو درجات الحرارة المرتفعة يضغط على بطاريات الليثيوم. كما أن تعريضها لمعدل جهد شحن مرتفع يؤدي أيضًا إلى الإجهاد. وهذا يعني ببساطة أن هذه البطاريات تفقد قدرتها على تخزين الشحن عندما تتعرض لظروف درجة حرارة عالية أو تتركها مشحونة بالكامل لفترات طويلة من الزمن. سيؤدي الضغط الزائد على البطاريات إلى التأثير سلبًا وتقليل العمر المتوقع للبطارية بشكل كبير.

إلا أن تخزين هذه البطاريات في غرفة ذات درجة حرارة منخفضة بعد شحنها وحفظها من التعرض للحرارة سيكون له آثار إيجابية. سيؤدي تجميدها إلى القضاء على التوتر وهو أمر مفيد للغاية.

الفكرة احتفظ بالبطاريات في الفريزر هو أن درجة الحرارة الباردة يمكن أن تبطئ التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية، وبالتالي تقليل التفريغ الذاتي ومنع البطاريات من فقدان شحنها مع مرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يدعي بعض الأفراد ذلك احتفظ بالبطاريات في الفريزر يمكن أن يساعد في إحياء البطاريات الضعيفة أو الميتة.

الأفكار النهائية

يعد تطوير طريقة التجميد أو القولبة بالثلج لجعل بطاريات الليثيوم أكثر أمانًا وأفضل إنجازًا مذهلاً. ومع ذلك، فإنه لا يزال قيد التطوير. ولكن فقط من خلال إلقاء نظرة على آثار التجميد بطريقة أبسط. قد يكون من المنطقي جدًا أن تساعد بطاريات Li-ion المجمدة في إطالة عمر الخدمة.