لماذا لا يمكن شحن بطاريات LiFePO4 تحت درجة حرارة 0 درجة مئوية ولكن لا يزال من الممكن تفريغها

السبب وراء عدم إمكانية شحن بطاريات LiFePO4 (فوسفات الحديد الليثيوم)، مثل مجموعة بطاريات EverExceed، أقل من 0 درجة مئوية ولكن لا يزال من الممكن تفريغها، يكمن بشكل أساسي في خصائصها الكهروكيميائية واعتبارات السلامة.

1. لماذا يُحظر الشحن في درجات الحرارة المنخفضة؟

خطر طلاء الليثيوم: عند درجات حرارة دون الصفر، تتباطأ سرعة دخول أيونات الليثيوم إلى الأنود بشكل ملحوظ. قد يؤدي هذا إلى طلاء معدن الليثيوم على سطح الأنود، وتكوين شجيرات قد تخترق الفاصل، مما يتسبب في حدوث قصر كهربائي، أو تسرب حراري، أو حتى حريق وانفجار.

انخفاض توصيل الإلكتروليت: تُقلل درجات الحرارة المنخفضة من التوصيل الأيوني للإلكتروليت، مما يزيد من المقاومة الداخلية ويقلل من كفاءة الشحن. وهذا يزيد من خطر ترسب الليثيوم غير الآمن.

ضعف نشاط الأقطاب الكهربائية: تقلّ فعالية كلٍّ من مواد الأنود والكاثود عند درجات الحرارة المنخفضة. قد يؤدي الانتشار البطيء لأيونات الليثيوم إلى تفاعلات غير متساوية أثناء الشحن، مما قد يُلحق الضرر بالبنية الداخلية للبطارية.

ولمنع مثل هذه المخاطر، بطاريات الليثيوم EverExceed تأتي مجهزة بنظام إدارة البطارية المتقدم (BMS) الذي يقوم تلقائيًا بتعطيل الشحن في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، مما يضمن السلامة والأداء على المدى الطويل.

2. لماذا لا يزال التفريغ مسموحًا به؟

تفاعلات التفريغ أقل عدوانية: أثناء التفريغ، تنتقل أيونات الليثيوم من الأنود إلى الكاثود، وهي عملية أقل حساسية لدرجة الحرارة وتشكل مخاطر أقل بكثير مقارنة بالشحن.

إطلاق الطاقة وليس التخزين: تتضمن عملية التفريغ إطلاق الطاقة، وهو ما لا يتطلب نفس مستوى الدقة في التحكم في أيونات الليثيوم كما هو الحال في الشحن، مما يجعله أكثر أمانًا في درجات الحرارة المنخفضة.

التحكم في نظام إدارة البطاريات: بطارية EverExceed تسمح الأنظمة بالتحكم في التفريغ حتى في البيئات الباردة، وذلك بفضل تقنية BMS الذكية التي تراقب البطارية وتحميها بشكل نشط.

3. القيود العملية في التفريغ منخفض الحرارة

انخفاض إنتاج الطاقة: على الرغم من إمكانية التفريغ، إلا أن المقاومة الداخلية المتزايدة عند درجات الحرارة المنخفضة تؤدي إلى انخفاض إنتاج الطاقة والسعة.

تيار التفريغ المتحكم فيه: يقوم نظام إدارة البطارية أيضًا بالحد من تيار التفريغ في ظل ظروف التجمد لمنع الإفراط في التفريغ والحفاظ على صحة البطارية.

خاتمة

شحن بطاريات LiFePO4، مثل بطاريات مجموعة حلول بطاريات EverExceed، تحت درجة حرارة صفر مئوية غير آمن نظرًا لزيادة طلاء الليثيوم وخطر قصر الدائرة الداخلية. مع ذلك، لا يزال تفريغ البطارية مسموحًا به نظرًا لانخفاض مخاطره. مع ذلك، قد يتدهور الأداء في ظروف البرد القارس، لذا تُصبح إدارة البطارية بشكل صحيح أمرًا بالغ الأهمية.

بالنسبة للتطبيقات في البيئات القاسية، تم تصميم حلول بطاريات الليثيوم الموثوقة من EverExceed لضمان السلامة وطول العمر والحماية الذكية - حتى عندما تنخفض درجة الحرارة.