كيف تطيل عمر البطارية باستخدام طرق الشحن الصحيحة؟

تعتبر بطاريات الليثيوم أيون أفضل بكثير من كيمياء البطاريات الأخرى، ولكنها مثل أي بطاريات أخرى. لا يمكنهم الهروب من حقيقة أنهم لا يستطيعون البقاء طوال اليوم لتشغيل الأدوات أو الأجهزة المستخدمة بكثرة. ستتطلب هذه البطاريات إعادة الشحن في مرحلة ما مما قد يكون محبطًا للغاية للمستخدمين. ماذا لو كان الشاحن مفقودًا أو مكسورًا؟ سنقدم لك هنا دليلاً حول كيفية شحن بطارية ليثيوم أيون بدون شاحن.

لذلك دعونا لا نجعلك تنتظر لفترة أطول! تحقق من قائمة البدائل المتوفرة لديك لشحن بطارية ليثيوم أيون.

بدائل لشحن بطاريات الليثيوم أيون بدون شاحن

1. الاستفادة من الأجهزة الإلكترونية ذات منافذ USB

2. شحن بطارية ليثيوم أيون باستخدام شاحن بمشبك

3. استخدام أجهزة الشحن المختلفة التي تستخدم مصادر مختلفة للطاقة

هذا جهاز يحد من الجهد وله أوجه تشابه مع نظام حمض الرصاص. تكمن الاختلافات مع Li-ion في الجهد العالي لكل خلية، وتحمل الجهد الكهربي الأكثر إحكامًا، وغياب الشحنة المتقطرة أو العائمة عند الشحن الكامل. في حين أن حمض الرصاص يوفر بعض المرونة من حيث قطع الجهد، فإن الشركات المصنعة لخلايا Li-ion صارمة للغاية بشأن الإعداد الصحيح لأن Li-ion لا يمكنه قبول الشحن الزائد. إن ما يسمى بالشاحن المعجزة الذي يعد بإطالة عمر البطارية واكتساب سعة إضافية باستخدام النبضات والحيل الأخرى غير موجود. يعتبر Li-ion نظامًا "نظيفًا" ولا يأخذ سوى ما يمكنه امتصاصه.

يتراوح معدل الشحن الموصى به لخلية الطاقة بين 0.5 درجة مئوية و1 درجة مئوية؛ وقت الشحن الكامل حوالي 2-3 ساعات. يوصي مصنعو هذه الخلايا بالشحن عند درجة حرارة 0.8 درجة مئوية أو أقل لإطالة عمر البطارية؛ ومع ذلك، يمكن لمعظم خلايا الطاقة أن تتحمل معدل شحن أعلى مع القليل من الضغط. تبلغ كفاءة الشحن حوالي 99 بالمائة وتظل الخلية باردة أثناء الشحن.

قد تواجه بعض حزم Li-ion ارتفاعًا في درجة الحرارة يبلغ حوالي 5 درجات مئوية (9 درجات فهرنهايت) عند الوصول إلى الشحن الكامل. قد يكون هذا بسبب دائرة الحماية و/أو المقاومة الداخلية المرتفعة. توقف عن استخدام البطارية أو الشاحن إذا ارتفعت درجة الحرارة أكثر من 10 درجات مئوية (18 درجة فهرنهايت) في ظل سرعات الشحن المعتدلة.

يحدث الشحن الكامل عندما تصل البطارية إلى عتبة الجهد وينخفض ​​التيار إلى 3 بالمائة من التيار المقدر. تعتبر البطارية أيضًا مشحونة بالكامل إذا كان مستوى التيار منخفضًا ولا يمكن أن ينخفض ​​أكثر. ارتفاع التفريغ الذاتي قد يكون سبب هذه الحالة.

إن زيادة تيار الشحن لا يؤدي إلى تسريع حالة الشحن الكامل كثيرًا. على الرغم من أن البطارية تصل إلى ذروة الجهد بشكل أسرع، إلا أن شحن التشبع سيستغرق وقتًا أطول وفقًا لذلك. مع وجود تيار أعلى، تكون المرحلة 1 أقصر ولكن التشبع خلال المرحلة 2 سيستغرق وقتًا أطول. ومع ذلك، فإن الشحن الحالي العالي سوف يملأ البطارية بسرعة إلى حوالي 70 بالمائة.

لا يحتاج أيون الليثيوم إلى أن يكون مشحونًا بالكامل كما هو الحال مع حمض الرصاص، كما أنه ليس من المرغوب فيه القيام بذلك. في الواقع، من الأفضل عدم الشحن بالكامل، لأن الجهد العالي يضغط على البطارية. يؤدي اختيار عتبة جهد أقل أو إلغاء شحن التشبع تمامًا إلى إطالة عمر البطارية ولكن هذا يقلل من وقت التشغيل. تستخدم شواحن المنتجات الاستهلاكية أقصى سعة ولا يمكن تعديلها؛ يُنظر إلى عمر الخدمة الممتد على أنه أقل أهمية.

قد تستخدم بعض أجهزة الشحن الاستهلاكية منخفضة التكلفة طريقة "الشحن والتشغيل" المبسطة التي تشحن بطارية ليثيوم أيون خلال ساعة واحدة أو أقل دون الانتقال إلى المرحلة الثانية من شحن التشبع. تظهر كلمة "جاهز" عندما تصل البطارية إلى عتبة الجهد الكهربي عند المرحلة 1. تبلغ حالة الشحن (SoC) عند هذه النقطة حوالي 85 بالمائة، وهو مستوى قد يكون كافيًا للعديد من المستخدمين.

تقوم بعض أجهزة الشحن الصناعية بضبط عتبة جهد الشحن على مستوى أقل عمدًا لإطالة عمر البطارية. يوضح الجدول 2 السعات المقدرة عند شحنها إلى عتبات جهد مختلفة مع أو بدون شحنة تشبع.

عندما يتم شحن البطارية لأول مرة، يرتفع الجهد بسرعة. يمكن تشبيه هذا السلوك برفع الوزن باستخدام شريط مطاطي، مما يسبب تأخرًا. سوف تلحق السعة في النهاية عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل تقريبًا (الشكل 3). تعتبر خاصية الشحن هذه نموذجية لجميع البطاريات. كلما زاد تيار الشحن، كلما كان تأثير الشريط المطاطي أكبر. تعمل درجات الحرارة الباردة أو شحن الخلية ذات المقاومة الداخلية العالية على تضخيم التأثير.

إن تقدير شركة نفط الجنوب من خلال قراءة جهد بطارية الشحن أمر غير عملي؛ يعد قياس جهد الدائرة المفتوحة (OCV) بعد استراحة البطارية لبضع ساعات مؤشرًا أفضل. كما هو الحال مع جميع البطاريات، تؤثر درجة الحرارة على OCV، وكذلك المادة النشطة من Li-ion. يتم تقدير شركة نفط الجنوب للهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى عن طريق حساب الكولوم.

لا يستطيع Li-ion امتصاص الشحن الزائد. عند الشحن الكامل، يجب قطع تيار الشحن. قد تتسبب الشحنة المتقطعة المستمرة في طلاء الليثيوم المعدني وتعريض السلامة للخطر. لتقليل الضغط، احتفظ ببطارية الليثيوم أيون عند ذروة القطع لأقصر فترة ممكنة.

بمجرد انتهاء الشحن، يبدأ جهد البطارية في الانخفاض. هذا يخفف من ضغط الجهد. بمرور الوقت، سيستقر جهد الدائرة المفتوحة بين 3.70 فولت و3.90 فولت/خلية. لاحظ أن بطارية Li-ion التي تلقت شحنة مشبعة بالكامل ستحافظ على الجهد مرتفعًا لفترة أطول من تلك التي لم تتلق شحنة مشبعة.

عندما يجب ترك بطاريات الليثيوم أيون في الشاحن للاستعداد التشغيلي، تطبق بعض أجهزة الشحن شحنًا إضافيًا قصيرًا للتعويض عن التفريغ الذاتي الصغير الذي تستهلكه البطارية ودائرتها الواقية. قد يبدأ الشاحن في العمل عندما ينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة إلى 4.05 فولت/خلية ويتم إيقاف تشغيله مرة أخرى عند 4.20 فولت/خلية. أجهزة الشحن المصممة للاستعداد التشغيلي، أو وضع الاستعداد، غالبًا ما تسمح بانخفاض جهد البطارية إلى 4.00 فولت/خلية وإعادة شحنها إلى 4.05 فولت/خلية فقط بدلاً من 4.20 فولت/خلية كاملة. وهذا يقلل من الضغط المرتبط بالجهد ويطيل عمر البطارية.

توجد بعض الأجهزة المحمولة في قاعدة الشحن في وضع التشغيل. يسمى التيار المسحوب من خلال الجهاز بالحمل الطفيلي ويمكن أن يشوه دورة الشحن. ينصح مصنعو البطاريات بعدم الأحمال الطفيلية أثناء الشحن لأنها تولد دورات صغيرة. لا يمكن دائمًا تجنب ذلك، كما أن الكمبيوتر المحمول المتصل بمصدر التيار المتردد الرئيسي هو مثل هذه الحالة. قد يتم شحن البطارية إلى 4.20 فولت/خلية ثم يتم تفريغها بواسطة الجهاز. يكون مستوى الضغط على البطارية مرتفعًا لأن الدورات تحدث عند عتبة الجهد العالي، وغالبًا ما تكون أيضًا عند درجات حرارة مرتفعة.

يجب إيقاف تشغيل الجهاز المحمول أثناء الشحن. وهذا يسمح للبطارية بالوصول إلى عتبة الجهد المحددة ونقطة التشبع الحالية دون عوائق. يربك الحمل الطفيلي الشاحن عن طريق خفض جهد البطارية ومنع التيار في مرحلة التشبع من الانخفاض بدرجة كافية عن طريق سحب تيار تسرب. قد تكون البطارية مشحونة بالكامل، ولكن الظروف السائدة ستؤدي إلى استمرار الشحن، مما يسبب التوتر.

إرشادات بسيطة للشحن البطاريات المعتمدة على الليثيوم

• قم بإيقاف تشغيل الجهاز أو افصل الحمل عند الشحن للسماح للتيار بالانخفاض دون عوائق أثناء التشبع. الحمل الطفيلي يربك الشاحن.
• الشحن في درجة حرارة معتدلة. لا تشحن في درجة حرارة التجمد.
• لا يحتاج ليثيوم أيون إلى الشحن بالكامل؛ الشحن الجزئي أفضل.
• لا تطبق جميع أجهزة الشحن شحنًا إضافيًا كاملاً وقد لا يتم شحن البطارية بالكامل عند ظهور إشارة "جاهز"؛ قد يكون الشحن بنسبة 100 بالمائة على مقياس الوقود كذبة.
• توقف عن استخدام الشاحن و/أو البطارية إذا أصبحت البطارية دافئة للغاية.
• قم بتطبيق بعض الشحن على بطارية فارغة قبل تخزينها (40-50 بالمائة SoC مثالي).