بطارية الرصاص الحمضية تُعتبر تقنية البطاريات التقليدية هي التقنية المستخدمة منذ سنوات عديدة، بينما بطارية الليثيوم تُعرف هذه التقنية باسم أحدث التقنيات، وهي تقنية تم ابتكارها في العصر الحديث، ويجري تطويرها واختبارها باستمرار لتوسيع آفاق تكنولوجيا البطاريات الحالية. تُستخدم كلتا البطاريتين في نفس المجالات، مثل صناعة الاتصالات، والطاقة الشمسية/طاقة الرياح، وأنظمة إمداد الطاقة غير المنقطعة، ومراكز البيانات، والمعدات الطبية، وأنظمة المركبات الكهربائية، وغيرها. وعلى الرغم من استخدامهما في نفس التطبيقات، إلا أن هناك اختلافات عديدة بين بطاريات الليثيوم وبطاريات الرصاص الحمضية.

1. تعريف:
بطارية فوسفات الحديد الليثيوم، والتي تعتبر أيضًا بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LFP)، هي نوع من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وتحديدًا بطارية أيون الليثيوم، باستخدام LiFePO4 كمادة الكاثود، وقطب كربوني جرافيتي مع دعامة معدنية كأنود.
تتميز بطاريات الرصاص الحمضية بتصميمها البسيط نسبياً. تُغمر صفائح معدنية مختلفة في محلول إلكتروليتي مكون من حمض الكبريتيك والماء. ثم تُعزل هذه الصفائح عن بعضها البعض بمادة نفاذة غير موصلة، مما يسمح بانتقال الأيونات.
2. التفاعلات الكيميائية:
يكمن الفرق الرئيسي بين بطارية الليثيوم وبطارية الرصاص الحمضية في التفاعلات الكيميائية للمواد المستخدمة في الأقطاب الكهربائية والإلكتروليت. تستخدم معظم بطاريات الليثيوم الحالية أكسيدًا معدنيًا للكاثود ومادة كربونية للأنود. ويتكون محلول الإلكتروليت من ملح الليثيوم المذاب في مذيب عضوي. أما بطارية الرصاص الحمضية، فتستخدم ثاني أكسيد الرصاص للكاثود، وأنودًا من الرصاص، وحمض الكبريتيك كإلكتروليت.
3. عمر:
يبلغ العمر الافتراضي لنظام أيونات الليثيوم أكثر من 15 عامًا مع عمر دورة أطول يزيد عن 3000 دورة عند 100% DOD، بينما يوفر حمض الرصاص عمرًا تصميميًا يتراوح بين 5 و7 سنوات فقط مع 200 إلى 400 دورة عند 100% DOD.
4. الحجم والوزن
تتميز بطاريات الليثيوم بخفة وزنها وكثافة طاقتها العالية مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية. إذ لا يتجاوز وزنها 30% وحجمها 40% من وزن وحجم بطاريات الرصاص الحمضية المكافئة، مما يوفر مساحة التركيب ولا يتطلب أي حجرة مخصصة للبطاريات.
5. شحن أسرع:
يمكن شحن بطارية الليثيوم بالكامل بسهولة وفي وقت قصير جدًا نظرًا لقدرتها على استيعاب تيارات شحن عالية. إذ يمكنها الوصول إلى شحن بنسبة 90% خلال ساعة واحدة، بينما تحتاج بطارية الرصاص الحمضية إلى 10-12 ساعة لإعادة شحنها بالكامل.
6. انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية
يُقال إن تكلفة تركيب بطاريات الليثيوم تتراوح بين 1.5 و3 أضعاف تكلفة تركيب بطاريات الرصاص الحمضية، ولكن من حيث تكاليف التشغيل، يتميز نظام أيونات الليثيوم بميزة واضحة. يبلغ عمر نظام أيونات الليثيوم ضعف عمر أنظمة VRLA (أو أكثر). فعلى مدار 15 عامًا، ستحتاج بطاريات VRLA إلى الاستبدال مرتين أو ثلاث مرات، بينما لا تحتاج بطاريات الليثيوم إلى أي استبدال. لذا، فإن التكلفة الإجمالية لامتلاك بطارية الليثيوم أقل بنسبة 10-40% من تكلفة امتلاك بطارية VRLA.

أما المزايا الرئيسية الأخرى لبطاريات الليثيوم فهي موضحة أدناه، والتي توفر مبالغ كبيرة من المال وتضمن انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية.
• الوزن الأخف يضمن عدم وجود تكلفة عمالة
• تضمن القدرة على تحمل درجات الحرارة العالية عدم وجود تكلفة تبريد إضافية
• تؤكد الكثافة العالية للطاقة في حجم أصغر عدم الحاجة إلى حجرة بطارية منفصلة
• الشحن الأسرع يوفر تكاليف الكهرباء
• يضمن التصميم الذي لا يحتاج إلى صيانة عدم وجود تكلفة عمالة متكررة للصيانة
• عمر تخزين طويل يصل إلى سنتين يوفر كلاً من الكهرباء وتكاليف العمالة الإضافية

هل توافقنا الرأي؟ ما هي المزايا الأخرى التي تجعلك تفضل نظام بطاريات الليثيوم أيون على بطاريات الرصاص الحمضية التقليدية؟ شاركنا رأيك القيّم هنا.