كيفية شحن البطارية بشكل صحيح

في السوق الحديث للمصادر الكيميائية للتيار المباشر القابل لإعادة الاستخدام ، الأكثر شيوعًا هي بطاريات من الأنواع الستة التالية:

• بطاريات الرصاص الحمضية؛

• بطاريات النيكل والكادميوم ؛

• بطاريات هيدريد معدن النيكل ؛

• بطاريات النيكل والزنك

• بطاريات ليثيوم أيون

• بطاريات الليثيوم بوليمر.

غالبًا ما يكون لدى العديد من الأشخاص سؤال معقول جدًا ، كيف يتم شحن هذه البطارية أو تلك بشكل صحيح حتى لا تفسدها في وقت مبكر ، وتطيل عمر خدمتها قدر الإمكان ، وفي نفس الوقت نحصل على جودة عالية لعملنا؟ ستساعدك هذه المقالة في الحصول على إجابة لهذا السؤال فيما يتعلق بأنواع مختلفة من البطاريات من الأكثر شيوعًا اليوم.

الطريقة التقليدية الأكثر أمانًا لشحن بطاريات الرصاص الحمضية هي الشحن بالتيار المستمر ، عندما لا تتجاوز قيمتها بالأمبير 10٪ (0.1 درجة مئوية) من قيمة سعة البطارية في ساعات الأمبير.

على الرغم من هذا التقليد ، يشير بعض المصنّعين أنفسهم إلى القيمة الدقيقة للحد الأقصى المسموح به لتيار الشحن لبطارية معينة ، وغالبًا ما يصل هذا الرقم بالأمبير إلى 20-30٪ (0.2C-0.3C) من سعة البطارية لساعات الأمبير.لذا ، إذا كانت سعة البطارية 55 أمبير في الساعة ، فإن تيار الشحن الأولي البالغ 5.5 أمبير هو الحل الأكثر أمانًا.

يجب أن نتذكر أن الجهد الكهربائي لخلية واحدة لبطارية الرصاص الحمضية يجب ألا يتجاوز 2.3 فولت ، لذلك عند الشحن بالتيار المباشر ، يجب عليك مراقبة الجهد ، على سبيل المثال ، بطارية 12 فولت تتكون من 6 خلايا بطارية ، مما يعني أن الجهد الكلي في نهاية عملية شحن البطارية يجب ألا يتجاوز 13.8 فولت.

على سبيل المثال ، إذا تم شحن بطارية الرصاص الحمضية بسعة 100 أمبير / ساعة بتيار ثابت قدره 20 أمبير ، فسيتم بالفعل شحن 90٪ من سعتها بعد 6-7 ساعات من هذا الشحن ، فيجب أن يكون الثابت يتم ضبطه على الجهد وبعد 17 ساعة سيكتمل الشحن بالكامل.

لماذا كل هذا الوقت؟ مع انخفاض التيار والجهد ببطء ، يقترب بشكل كبير من القيمة المستهدفة 13.8 فولت. البطارية المشحونة بهذه الطريقة يمكن الاعتماد عليها لكل من تشغيل المخزن المؤقت والدورة.

توجد طريقة أخرى لشحن بطاريات الرصاص الحمضية مناسبة للتشغيل الدوري. تتيح لك هذه الطريقة شحن البطارية لمدة 6 ساعات.

يتم ضبط تيار الشحن على 20٪ من سعة البطارية في أمبير / ساعة ، والجهد مضبوط على 14.5 فولت (للبطارية ذات الجهد الاسمي 12 فولت) ، وبالتالي يتم شحن البطارية لمدة 5-6 ساعات ، ثم إيقاف الشاحن ...

لكي نكون صادقين ، تجدر الإشارة إلى أن أجهزة الشحن المتخصصة عالية الجودة الحديثة لا تسمح ببساطة بمواقف حرجة أثناء عملية الشحن.

يجب شحن بطاريات النيكل والكادميوم بحذر ، خوفًا من الشحن الزائد في النهاية ، لأنه في عملية شحن القطب الموجب لأكسيد النيكل ، يزداد تطور الأكسجين تدريجياً ، وينخفض ​​معدل الاستخدام الحالي تدريجياً. لذا فإن عملية شحن بطارية النيكل والكادميوم مصحوبة بزيادة في ضغطها الداخلي.

من الأفضل شحن بطاريات النيكل والكادميوم في درجات حرارة تتراوح من +10 إلى +30 درجة ، حيث يتم امتصاص الأكسجين بواسطة قطب الكادميوم السالب بمعدل مثالي.

بالنسبة لبطاريات الأسطوانة الأسطوانية ، يُسمح بالشحن عالي السرعة لأن الأقطاب الكهربائية مُجمَّعة بإحكام هناك ، لكن كفاءة الشحن في نطاق تيارات الشحن من 0.1 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية لم تتغير تقريبًا. في وضع الشحن القياسي لبطاريات النيكل والكادميوم ، في غضون 16 ساعة ، يتم شحن الخلية بالكامل من 1 فولت إلى 1.35 فولت عند تيار 0.1 درجة مئوية ، وفي بعض الحالات تكون 14 ساعة كافية.

لتسريع شحن بعض بطاريات النيكل والكادميوم الحديثة ، يمكن تطبيق تيار مباشر متزايد ، ولكن في هذه الحالة ، يلزم وجود نظام تحكم خاص لا يسمح بإعادة الشحن.

بشكل عام ، يمكن شحن بطاريات النيكل والكادميوم بأمان بتيار ثابت 0.2C-0.3C لمدة 6 إلى 3 ساعات ، من المهم فقط مراقبة وقت الشحن. هنا نسمح بإعادة الشحن حتى 120-140٪ ، ثم ستكون سعة التفريغ قريبة من تصنيف البطارية.

بالنسبة لبطاريات النيكل والكادميوم ، يكون تأثير الذاكرة متأصلًا ، لذلك ، يجب شحن بطارية فارغة بالكامل فقط ، وإلا ، بسبب نقص التفريغ الناتج ، طبقة كهربائية مزدوجة إضافية ، لن تتمكن البطارية من تفريغ الشحن بالكامل بالكامل. قم بتخزين بطاريات النيكل والكادميوم في حالة فارغة تمامًا. لشحن بطاريات النيكل والكادميوم ، وكذلك لأنواع أخرى ، يتم إنتاج شواحن خاصة.

تم تطوير بطاريات هيدريد معدن النيكل لتحل محل بطاريات النيكل والكادميوم. بنفس الأبعاد ، لديهم سعة أكبر بنسبة 20٪ وخالية من تأثير الذاكرة ، لذا يمكن شحنها في أي حالة. ومع ذلك ، إذا تم تخزين بطارية NiMH وهي فارغة جزئيًا لمدة تزيد عن 30 يومًا ، فيجب تفريغها بالكامل قبل الاستخدام ثم شحنها بالكامل مرة أخرى.

من الضروري تخزين بطاريات هيدريد النيكل والمعدن في حالة مشحونة جزئيًا ، حوالي 40٪ من سعتها الاسمية. قبل شحن البطاريات الجديدة للاستخدام ، من المفيد تدريبها عن طريق تفريغها بالكامل وشحنها 4-5 مرات ، ثم تكون سعة عمل البطاريات أكبر من بدون هذا التدريب.

تتشابه ظروف الشحن مع النيكل والكادميوم - عند تيار 0.1 درجة مئوية ، سيستمر الشحن من 15 إلى 16 ساعة في الوقت المناسب ، وهذه التوصيات قياسية لجميع مصنعي بطاريات هيدريد النيكل والمعدن ؛ مثل بطاريات النيكل والكادميوم ، فإن بطاريات هيدريد معدن النيكل حساسة للسخونة الزائدة ولا ينبغي السماح لها بالتسخين فوق 50 درجة.

يتم شحن البطاريات من هذا النوع بتيار مباشر بجهد 1.4 إلى 1.6 فولت لكل خلية بطارية ، وتعتبر بطارية بجهد 0.9 فولت فارغة تمامًا ، كما أن التفريغ الإضافي سيكون ضارًا بالبطارية.

عندما تكون بطارية هيدريد النيكل والمعدن مشحونة بالكامل تقريبًا ، تبدأ في التسخين أكثر لأن طاقة المصدر لم تعد تدعم التفاعل الكيميائي للشحنة ، وإذا كان تيار الشحن مرتفعًا بدرجة كافية ، تبدأ درجة حرارة البطارية لترتفع بشكل حاد بعد اكتمال عملية التمهيد. لذلك ، من خلال تثبيت مستشعر درجة الحرارة ، يمكنك مراقبة حالة الشحن بينما لا تزيد درجة الحرارة القصوى المسموح بها عن +60 درجة. تتوفر شواحن خاصة لشحن بطاريات هيدريد النيكل والمعدن.

بطارية النيكل والزنك لها جهد اسمي يبلغ 1.6 فولت ، أي لشحنها ، تحتاج إلى تطبيق 1.9 فولت عليها ، بتيار يبلغ 0.25 درجة مئوية. يمكن شحنها بالكامل في 12 ساعة بشاحن خاص ومن أي بلد. ليس لها تأثير على الذاكرة ، ولكن لإطالة عمر الخدمة ، وزيادة عدد دورات العمل لبطارية النيكل والزنك ، تحتاج فقط إلى الشحن 90٪ من طاقتها.

بخلاف ذلك ، فهي تشبه بطارية هيدريد معدن النيكل ، لكن جهد التفريغ هنا هو 1.2 فولت ، وعدد دورات التشغيل أقل بثلاث مرات. درجة الحرارة القصوى المسموح بها هي +40 درجة.

عادةً ما يتم شحن بطاريات الليثيوم أيون أولاً عند تيار ثابت من 0.2 درجة مئوية إلى 1 درجة مئوية بجهد من 4 إلى 4.2 فولت لمدة 40 دقيقة ، ثم بجهد ثابت يبلغ 4.2 فولت لكل خلية. إذا تم الشحن بتيار 1 درجة مئوية ، فإن الوقت اللازم لشحن بطارية الليثيوم أيون بالكامل سيكون 2-3 ساعات فقط.

إذا تجاوز جهد الشحن 4.2 فولت ، فسيتم تقليل عمر بطارية Li-ion. بالإضافة إلى ذلك ، لا يُنصح بشدة بإعادة شحن بطاريات الليثيوم أيون. هذا يؤدي إلى حقيقة أن معدن الليثيوم يترسب على القطب السالب ويتم إطلاق الأكسجين بنشاط على الأنود ، ونتيجة لذلك يمكن أن يحدث تسرب حراري ، وزيادة الضغط داخل علبة البطارية ، وهذا يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في ضغط.

وبالتالي ، فمن الآمن والملائم شحن بطارية Li-ion بطريقة لا يتجاوز الجهد فيها القيمة الموصى بها من قبل الشركة المصنعة للبطارية.

تحتوي بعض بطاريات الليثيوم أيون على دوائر حماية تحمي خلية الليثيوم أيون من الشحن الزائد ، ويتم تشغيل الحماية عندما تصل درجة حرارة البطارية إلى +90 درجة. تحتوي بعض البطاريات على مفتاح ميكانيكي مدمج يستجيب للضغط الزائد في علبة البطارية.

في كثير من الأحيان ، يراقب نظام المراقبة المدمج في بطارية ليثيوم أيون قيمة جهد شحن الإدخال ، وعندما تقع القيمة ضمن النطاق المسموح به ، تبدأ عملية الشحن ؛ إذا تم تجاوز الحد الأقصى للجهد أو أقل من القيمة المنخفضة المسموح بها ، فلن يبدأ الشحن ببساطة.

ومع ذلك ، يجب أن تكون حريصًا في عملية شحن بطاريات الليثيوم ، ومراقبة الجهد والتيار. في الأساس ، غالبًا ما يحتوي أي جهاز يستخدم بطارية ليثيوم أيون على شاحن مدمج أو يأتي مع شاحن خارجي.

لا تختلف بطاريات الليثيوم بوليمر في طريقة الشحن عن بطاريات الليثيوم أيون.الفرق الوحيد هو أن بطارية الليثيوم بوليمر تحتوي على إلكتروليت شبيه بالهلام ، وليس سائلًا ، وحتى عند زيادة الشحن أو السخونة الزائدة ، فإنها لا تنفجر مثل نظيرتها الليثيوم أيون ، بل تتضخم فقط. هذا ما يفسر اتجاه الإزاحة من سوق بطاريات الليثيوم أيون الليثيوم بوليمر.

اقرأ أيضًا في هذا الموضوع: كيف تعمل البطاريات وتعمل؟