تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل معظم الأجهزة الإلكترونية حول العالم. ومع ذلك ، ربما تكون قد صادفت بعض الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية ببطارية ليثيوم بوليمر.
على الرغم من أنه قد لا يكون واضحًا على الفور ، إلا أن هناك فرقًا كبيرًا بين بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) وبطاريات الليثيوم بوليمر (Li-Po).
في هذه المقالة ، نلقي نظرة متعمقة على أنواع البطاريات الشائعة هذه وكيفية تشغيلها للأجهزة التي نستخدمها في حياتنا اليومية.
ما هي بطاريات الليثيوم أيون؟
تعمل بطارية الليثيوم أيون على تشغيل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والعديد من الأجهزة الأخرى حول العالم. هذه البطاريات مصنوعة من خلال الجمع بين أربعة مكونات مختلفة:
- كاثود (الطرف الموجب)
- الأنود (الطرف السالب)
- فاصل
- بالكهرباء
يتكون القطب الموجب في الغالب من الليثيوم (وبالتالي الاسم) ، بينما يصنع الكاثود غالبًا من الجرافيت. غالبًا ما يتم استخدام الكوبالت أو المنغنيز أيضًا.
يمنع الفاصل الشحنات من التسبب في حدوث دائرة قصر ، ويعمل الإلكتروليت كوسيط يسمح للأيونات بالانتقال من الأنود إلى القطب السالب.
وبالتالي ، عندما تقوم بشحن هاتفك ، تبدأ الأيونات المخزنة في الطرف السالب في الاهتزاز حتى تصبح الحصول على شحنة كافية للقيام بالرحلة من القطب الموجب إلى الكاثود ، والتغلب على الفصل طبقة. هذه الحركة هي ما يولد الكهرباء التي تشغل جهازك. عندما يتم تفريغ شحن البطارية ، تعود الأيونات إلى القطب السالب.
ما هي بطاريات الليثيوم بوليمر (Li-Po)؟
تعد بطارية ليثيوم بوليمر أحدث قليلاً من بطارية الليثيوم أيون التقليدية ، ولم يتم إدخال بطاريات Li-Po إلى الهواتف الذكية إلا مؤخرًا. إنه أحد البدائل الواعدة لـ بطاريات الليثيوم أيون.
كان السبب الرئيسي لذلك هو قدرات الشحن السريع. تم استخدام بطاريات الليثيوم بوليمر في الأصل في الهواتف القديمة عالية الجودة وتم العثور عليها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. تحتوي الأجهزة الحديثة ، مثل الطائرات بدون طيار ، أيضًا على بطاريات ليثيوم بوليمر. نظرًا لأنها مرنة وخفيفة الوزن ، توجد بطاريات ليثيوم بوليمر في بنوك الطاقة أيضًا.
تمامًا مثل بطاريات الليثيوم أيون ، تحتوي بطاريات Li-Po أيضًا على أنود وكاثود. لكن هذه البطاريات تستخدم إلكتروليتًا يشبه الهلام بدلاً من سائل إلكتروليت.
هذا هو أحد الأسباب التي تجعلها أكثر متانة بشكل عام ، ولا داعي للقلق بشأن تسرب المنحل بالكهرباء أيضًا. لكن هذه المادة التي تشبه الهلام تميل إلى أن تصبح أكثر صعوبة بمرور الوقت ، مما يقلل من قدرة الأيونات على التحرك بحرية ، مما يقلل من عمر البطارية.
الاختلافات الرئيسية 8 بين بطاريات Li-Ion و Li-Po
هناك عدد من الاختلافات بين بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الليثيوم بوليمر.
1. التسعير
أحد الأسباب الرئيسية وراء الانتشار الواسع لبطاريات الليثيوم أيون هو أسعارها المنخفضة. لقد خفضت التقنيات الجديدة سعر بطاريات الليثيوم أيون إلى النصف تقريبًا ، ولأنها كانت موجودة منذ فترة طويلة ، فمن الأسهل بشكل عام تصنيع هذه البطاريات.
إذا قارنت الأسعار مباشرة ، فإن تكاليف تصنيع بطاريات الليثيوم بوليمر أعلى قليلاً. لهذا السبب لا يتم استخدامها بشكل شائع في الإلكترونيات الرخيصة.
2. كثافة الطاقة
تشير كثافة الطاقة إلى مقدار الطاقة التي تحتويها البطارية عند مقارنتها بوزنها. لذلك ، سيكون للبطارية ذات الكثافة العالية وقت تشغيل أطول.
يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تحمل ما يصل إلى أربعة أضعاف الشحن مقارنة ببطاريات الليثيوم بوليمر ذات الحجم المماثل. هذا يجعلها أكثر رغبة في استخدامها في الأجهزة الإلكترونية المدمجة.
من ناحية أخرى ، عادة ما تحتاج بطاريات الليثيوم بوليمر إلى تغليفها بغطاء صلب أو ناعم القشرة. يؤدي هذا إلى زيادة الحجم ، مما يجعلها غير قابلة للاستخدام في الأجهزة الصغيرة.
ومع ذلك ، قد تنقلب الموازين في النهاية مع إدخال طرق تصنيع جديدة.
3. أمان
تعد بطاريات الليثيوم بوليمر أكثر أمانًا بشكل عام من نظيراتها من الليثيوم أيون ، ويرجع ذلك أساسًا إلى عبواتها القوية. يمكن لبطارية Li-Po ذات الغلاف الصلب مقاومة الضغط الخارجي ، مما يخفف من المخاطر.
هذا أحد الأسباب التي تجعل معظم الأجهزة التي تقدم شحنًا سريعًا للغاية تحتوي على بطاريات ليثيوم بوليمر في الداخل. كما أن هلام الإلكتروليت الموجود في بطارية Li-Po أقل احتمالًا للتسرب من المنحل بالكهرباء Li-Ion.
4. معدل التفريغ السلبي
الجهاز الذي يعمل ببطارية Li-Po سوف ينفد ببطء شديد. يعد معدل التفريغ السلبي لبطاريات Li-Po منخفضًا إلى حد كبير عند مقارنته ببطاريات Li-Ion ، لذلك لا داعي للقلق بشأن نفاد طاقة جهازك أثناء عدم استخدامه. في ذلك ، يكون التخزين طويل الأجل لبطاريات Li-Po أسهل من Li-Ion.
5. براعه
من الفوائد غير المعروفة لبطاريات الليثيوم بوليمر أنها متعددة الاستخدامات. لا يتم استخدامها فقط في الهواتف المحمولة أو بنوك الطاقة أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة ؛ يمكنك شراء بطاريات Li-Po لاستخدامها في الطائرات بدون طيار أو مركبات RC أيضًا.
سبب بسيط لذلك هو طبيعتها القابلة للتخصيص. يمكنك شراء بطاريات Li-Po بجميع الأشكال والأحجام (نظرًا لقاعدتها الهلامية) ، وقد استفاد العديد من الشركات المصنعة من هذه الحرية. يمكنك الحصول على بطاريات Li-Po من 1000 مللي أمبير إلى 10000 مللي أمبير أو أعلى! تتميز بعض بطاريات Li-Po أيضًا بنحافة لا تصدق ، بسماكة أقل من 1 مم!
6. العمر الإنتاجي
تدوم بطاريات الليثيوم أيون بشكل عام أطول من بطاريات الليثيوم بوليمر. يمكن لبطارية الليثيوم أيون المتوسطة أن تدوم من سنتين إلى ثلاث سنوات ، في حين أن بطاريات الليثيوم بوليمر لها عمر أقصر بكثير. ذلك لأن الإلكتروليت القائم على الهلام يبدأ في التصلب في بطاريات Li-Po.
7. صيانة عامة
لا تتطلب بطاريات الليثيوم أيون أي صيانة على الإطلاق. من ناحية أخرى ، تتطلب بطاريات Li-Po القليل من الصيانة.
كثير من ال الأساطير حول شحن الهاتف خاطئة. يتيح لك برنامج الهاتف الذكي أيضًا الحصول على معلومات أكثر دقة عن البطارية. على سبيل المثال ، يمكنك معايرة بطارية iPhone الخاص بك لمعرفة المزيد عن أدائها العام.
على سبيل المثال ، إذا كنت تقوم بتخزين بطاريات Li-Po ، فيجب عليك شحنها بنسبة 30٪ قبل تخزينها. وبالمثل ، تتطلب بطاريات Li-Po الأكبر حجمًا شاحن توازن متخصص للشحن.
جعلت التكنولوجيا الأحدث من السهل جدًا صيانة بطاريات الليثيوم بوليمر ، وهذا هو سبب استخدامها الآن في الهواتف الذكية.
8. قابلية التنقل
كل من بطاريات الليثيوم أيون والليثيوم بوليمر محمولة تمامًا. ومع ذلك ، فإن الأول يفوز لأنه يمكنك العثور عليها بسهولة في تصميمات رفيعة جدًا ، ولهذا السبب غالبًا ما يتم استخدامها في الإلكترونيات الاستهلاكية الأصغر.
Li-Ion مقابل. Li-Po: أيهما أفضل؟
تعد بطاريات الليثيوم أيون أكثر شيوعًا بسبب اعتمادها على نطاق واسع. ومع ذلك ، أصبحت بطاريات الليثيوم بوليمر شائعة بسرعة بسبب ميزات الأمان المتزايدة والأداء المستقر.
ومع ذلك ، تعمل العديد من الشركات الآن على أحدث التقنيات. على سبيل المثال ، تتفوق بطاريات الحالة الصلبة على بطاريات الليثيوم أيون في كل قسم تقريبًا ، مما يوفر بديلاً واعدًا أكثر.
