تعميم علم بطارية الليثيوم وأسباب انتفاخ حزمة بطارية الليثيوم وطرق العلاج
كان تطوير بطاريات الليثيوم سابقًا، ولكن بسبب المنافسة الشرسة، تواجه بعض الشركات المصنعة بعض مشكلات الجودة في عملية الإنتاج، بحيث لا يمكن ضمان سلامة البطارية بالكامل . إذا تم استخدامه بشكل غير صحيح أو كان مستوى التصنيع محدودًا، فمن السهل أن يكون هناك مشاكل مثل تحلل الإلكتروليت، مما يسبب ظاهرة انتفاخ البطارية. فلماذا تنتفخ بطاريات الليثيوم؟
أولاً، تحليل الهيكل الأساسي لحزمة بطارية الليثيوم
تكوين المواد الرئيسية لحزمة بطارية الليثيوم: مادة القطب الموجب، مادة القطب السالب، المنحل بالكهرباء، تكوين الحجاب الحاجز (مادة العزل).
تحتل مواد القطب الموجب مكانة مهمة في بطاريات الليثيوم، وعادةً ما تمثل 30% إلى 40% من تكلفة البطارية، ويؤثر أدائها بشكل مباشر على أداء وكثافة طاقة البطارية. يجب أن تتمتع مادة القطب السالب بقدرة محددة عالية وإمكانية انعكاس جيدة للشحن والتفريغ لضمان أداء دورة البطارية واستقرارها. ينقل الإلكتروليت الأيونات بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة، وتؤثر موصليته الأيونية بشكل مباشر على كثافة الطاقة وعمر دورة البطارية. يلعب الفاصل دورًا مهمًا في فصل الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة وضمان قناة الأيونات الملساء في البطارية. تعتبر خواصها الميكانيكية واستقرارها الكيميائي أمرًا بالغ الأهمية لسلامة البطارية وأدائها.
ثانيًا، لماذا تنتفخ حزمة بطارية الليثيوم؟
هناك ثلاثة أسباب رئيسية لانتفاخات بطارية الليثيوم:
1) مشاكل في عملية إنتاج الشركة المصنعة: من أجل توفير التكاليف، يجب على بعض الشركات المصنعة التخلص من استخدام بيئة الإنتاج أو المعدات السيئة، مما يؤدي إلى ضعف جودة إنتاج البطارية، مثل الطلاء غير المتساوي، المنحل بالكهرباء ممزوجة بالغبار.
2) عادات الاستخدام اليومي للمستخدم: الاستخدام غير السليم مثل: الشحن الزائد، والإفراط في التفريغ، والاستخدام في بيئات قاسية ذات درجات حرارة عالية ومنخفضة، وما إلى ذلك، سيؤدي أيضًا إلى انتفاخ البطارية.
3) الاستخدام طويل الأمد والتخزين غير السليم: لا يتم استخدام البطارية لفترة طويلة ولا يتم تخزينها بشكل صحيح، مما قد يؤدي إلى انخفاض أداء البطارية، وحتى حدوث ماس كهربائي وانتفاخ.
من بينها، أسباب الانتفاخ الناجم عن الشحن الزائد والتفريغ الزائد هي كما يلي: الشحن الزائد سوف يتسبب في اصطدام أيونات الليثيوم من مادة القطب الموجب بمواد القطب السالب، مما يؤدي إلى تشوه وانهيار القطب الموجب، والشحن المفرط تراكم أيونات الليثيوم من القطب السالب لتكوين بلورة شجرة، مما يؤدي إلى انتفاخ البطارية. سيؤدي التفريغ الزائد إلى تدمير طبقة واجهة الإلكتروليت الصلبة (SEI) الخاصة بمواد القطب السالب، مما يؤدي إلى انهيار مادة القطب السالب، ويتسبب أيضًا في انتفاخ البطارية. كلا الحالتين يمكن أن تؤدي إلى رد فعل عنيف داخل البطارية، مما يؤدي إلى توليد الكثير من الحرارة، مما يؤدي إلى تغويز الإلكتروليت والتسبب في ظاهرة انتفاخ البطارية.
ثالثًا، كيفية التعامل مع انتفاخ بطارية الليثيوم بأمان؟
1) دورة شحن وتفريغ الصيانة: تجنب الشحن والتفريغ الكامل المتكرر، مما قد يقلل من كمية التبلور ويؤخر ظاهرة انتفاخ البطارية. يوصى عمومًا بتكملة البطارية بعد استخدام نصف الطاقة، وشحن البطارية بالكامل بانتظام (مثل عدة أشهر إلى نصف عام) للحفاظ على البطارية.
2) التعامل مع البطاريات المنتفخة: بالنسبة لبطارية الليثيوم المنتفخة، بسبب تعرض سعة الطاقة لأضرار بالغة، وقد تكون هناك مخاطر أمنية، يمكن التخلص منها مباشرة. تم تقليل طاقة البطارية المنتفخة بعد حدوث ماس كهربائي، ولكن لا يزال هناك خطر معين.
3) إعادة التدوير الاحترافية: يجب معالجة حزم بطاريات الليثيوم المهملة من خلال قنوات إعادة التدوير الاحترافية لتجنب التلوث البيئي. إذا لم يتم العثور على قناة مناسبة لإعادة التدوير، فيمكن التخلص من حزمة البطارية في سلة المهملات المخصصة لإعادة تدوير بطاريات الليثيوم لفرزها وإعادة تدويرها.
من خلال الطرق المذكورة أعلاه، يمكن تأخير حدوث ظاهرة انتفاخ حزم بطاريات الليثيوم، ويمكن التخلص من بطاريات الليثيوم النفايات بشكل صحيح للحد من التلوث على البيئة.