1. تحديد سيناريوهات التطبيق
الغرض من بطاريات الليثيوم يؤثر بشكل مباشر على اختيار المعلمة:

• الأجهزة المحمولة (الهواتف المحمولة، والطائرات بدون طيار، والكاميرات): أعط الأولوية للكثافة العالية للطاقة (مثل بطاريات الليثيوم الثلاثية) وخفة الوزن.
• المركبات الكهربائية/الأدوات الكهربائية: تتطلب معدل تفريغ عالي (معدل C) وعمر دورة طويل (مثل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم).
• أنظمة تخزين الطاقة (الطاقة الشمسية، الطاقة الاحتياطية المنزلية): التركيز على السعة العالية، والعمر الطويل والسلامة (يعتبر فوسفات الحديد الليثيوم أكثر ملاءمة).
• مشاريع DIY/المعدات الخاصة: يجب أن تأخذ في الاعتبار الحجم وتوافق الجهد ومتطلبات التخصيص.

2. تحليل المعلمات الرئيسية
الجهد (فولت)

• عادة ما يكون الجهد الاسمي لبطارية ليثيوم واحدة 3.7 فولت (ليثيوم ثلاثي) أو 3.2 فولت (فوسفات حديد الليثيوم).
• قم باختيار عدد الخلايا المتسلسلة وفقًا لمتطلبات الجهاز (مثل 48 فولت و72 فولت المستخدمة بشكل شائع في المركبات الكهربائية).

السعة (Ah) والطاقة (Wh)

• السعة (آه): تُحدد عمر البطارية. على سبيل المثال، يمكن استخدام بطارية سعتها 10 آه لمدة ساعتين عند تفريغ 5 أمبير.
• الطاقة (واط.س.) = الجهد × السعة: تعكس مباشرةً إجمالي سعة تخزين الطاقة. عند مقارنة بطاريات مختلفة، تكون وحدة واط.س. أكثر دقة.

معدل التفريغ (معدل C)

• يشير إلى سعة تفريغ البطارية. على سبيل المثال، 1C يعني تفريغ البطارية بالكامل خلال ساعة واحدة، و10C يعني تفريغ البطارية بالكامل خلال 6 دقائق.
• تتطلب المعدات عالية الطاقة (مثل المثاقب الكهربائية والطائرات بدون طيار) بطاريات ذات معدل تفريغ مرتفع (مثل 20 درجة مئوية أو أعلى).

دورة الحياة

• بطارية الليثيوم الثلاثية: حوالي 500-1000 دورة (تنخفض السعة إلى 80%).
• بطارية ليثيوم فوسفات الحديد :2000-5000 دورة، مناسبة لسيناريوهات الاستخدام الطويلة الأمد.

3. اختيار نوع البطارية

• بطارية الليثيوم الثلاثية (NMC/NCA)

ا المزايا: كثافة طاقة عالية (200-300Wh/kg)، أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة (-20 درجة مئوية).
ا العيوب: انخفاض مستوى الأمان (يتطلب حماية الدائرة)، عمر قصير.
ا ينطبق على: الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية، والمركبات الكهربائية، والطائرات بدون طيار.

• بطارية فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO₄)

o المزايا: السلامة العالية (مقاومة درجات الحرارة العالية، غير قابلة للاشتعال)، والعمر الطويل، وانخفاض التكلفة تدريجيا.

o العيوب: كثافة الطاقة منخفضة (90-160Wh/kg)، أداء ضعيف في درجات الحرارة المنخفضة.

o التطبيق: نظام تخزين الطاقة، الحافلة الكهربائية، السيارة الكهربائية منخفضة السرعة.

• أنواع أخرى: تيتانات الليثيوم (عمر طويل للغاية)، وأكسيد الكوبالت الليثيوم (طاقة عالية، يستخدم في الهواتف المحمولة)، وما إلى ذلك، يتم اختيارها وفقًا للاحتياجات الخاصة.

4. اعتبارات السلامة

دائرة الحماية: تأكد من أن البطارية تتمتع بحماية ضد الشحن الزائد والإفراط في التفريغ وقصر الدائرة.

الإدارة الحرارية: يجب أن تكون مجموعات البطاريات ذات السعة الكبيرة مجهزة بتصميم لتبديد الحرارة (مثل مجموعات بطاريات المركبات الكهربائية).

معايير الشهادة: اختر المنتجات المعتمدة من قبل UL، CE، UN38.3، وما إلى ذلك لتجنب البطاريات الرديئة.

5. التوازن بين العلامة التجارية والميزانية

• العلامات التجارية المعروفة: مثل CATL، BYD، Panasonic، LG Chem، وما إلى ذلك، مع ضمان الجودة.
• فعالية التكلفة:

قد تستخدم البطاريات منخفضة السعر خلايا مستعملة أو أنظمة إدارة بطاريات (BMS) رديئة.
o يتميز فوسفات الحديد الليثيوم بتكلفة أولية عالية، ولكنه أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل (دورة حياة طويلة).

6. العوامل الفيزيائية والبيئية

• الحجم والوزن: تأكد من إمكانية تركيب البطارية في الجهاز (على سبيل المثال، الطائرات بدون طيار حساسة للوزن).
• نطاق درجة الحرارة:

o بيئة ذات درجة حرارة عالية: اختر خلايا مقاومة لدرجات الحرارة العالية (على سبيل المثال LiFePO₄).
o بيئة ذات درجة حرارة منخفضة: تعمل بطاريات الليثيوم الثلاثية بشكل أفضل، أو قم بإضافة نظام تدفئة.

7. اللوائح وحماية البيئة

• قيود النقل: قد تخضع البطاريات ذات السعة الكبيرة لقيود النقل الجوي (على سبيل المثال، يجب الإعلان عن البطاريات التي تزيد سعتها عن 100 واط في الساعة).
• إعادة التدوير: اختر العلامة التجارية التي تدعم إعادة التدوير لتجنب التلوث البيئي.

ملخص الخطوات
1. الغرض الواضح: تحديد نوع الجهاز والمتطلبات الأساسية (على سبيل المثال القدرة على التحمل، والقوة، والعمر).
2. حساب المتطلبات: قم بتقدير الجهد والسعة المطلوبة (Wh) بناءً على طاقة الجهاز ووقت التشغيل.
3. اختر النوع: الليثيوم الثلاثي (كثافة الطاقة العالية) مقابل فوسفات الحديد الليثيوم (الأمان العالي).
4. التحقق من السلامة: تحقق من وظائف الحماية والشهادات ومراجعات المستخدمين.
5. مطابقة الميزانية: اختر أفضل طراز ضمن النطاق المقبول من العلامة التجارية والجودة.
6. التكيف مع التثبيت: تأكد من الحجم والوزن والقدرة على التكيف مع البيئة.

سيناريوهات المثال:

• تعديل السيارة الكهربائية: اختر بطارية فوسفات الحديد الليثيوم 72 فولت 20 أمبير (دورة حياة طويلة وسلامة عالية).
• مصدر الطاقة الخارجي: اختر بطارية LiFePO₄ 12 فولت 100 أمبير/ساعة (تدعم 2000 دورة، وهي مناسبة لتخزين الطاقة على المدى الطويل).
• طائرة بدون طيار: حدد بطارية ليثيوم ثلاثية عالية السرعة (مثل 4S 1500mAh 75C).

من خلال الخطوات المذكورة أعلاه، يمكنك اختيار حل بطارية الليثيوم الذي يناسب احتياجاتك بشكل منهجي.