لاحظ الكثير منا أن البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي نستخدمها كل يوم، كما هو الحال في أجهزة الكمبيوتر المحمولة بهواتفنا، والأجهزة الأخرى تفقد الكثير من طاقتها بعد فترة. هذا يعني أنها لا تدوم طويلاً كما فعلت عندما كانت جديدة، لكنها تشحن بسرعة وتستمر لوقت أقل، مما قد يؤدي في النهاية إلى تقليل عمر بطاريتك. قد يكون هذا بسبب جودة تصنيع البطارية ، ولكن حتى لو تم تصنيعها من قبل شركة محترمة، فقد يكون ذلك بسبب الطريقة التي تعمل بها بعض البطاريات. على سبيل المثال بطاريات الليثيوم أيون، التي تُستخدم في معظم الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة اليوم ، تفقد طاقتها بمرور الوقت، ويستخدم بعض الأشخاص بطاريات معيبة أثناء استخدام تلك البطاريات.
في هذه الحالة، دعنا نلقي نظرة على بعض أهم الأسباب التي تجعل البطارية القابلة لإعادة الشحن لا تعمل كما ينبغي وكيفية تجنبها للحفاظ على البطارية في حالة جيدة لأطول فترة ممكنة.
أنواع البطاريات
أولاً، نود أن نقول إن هذا المقال لا يتعلق ببطاريات الهواتف الذكية. بدلاً من ذلك، يتعلق الأمر بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن بشكل عام. توجد أنواع مختلفة من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، ولكل منها استخدام مختلف ومقدار مختلف من الوقت الذي تدوم فيه.
بشكل عام ، تتكون البطارية من خلية واحدة أو أكثر ، وتتمثل مهمتها الرئيسية في تخزين الطاقة الكهربائية ثم إطلاقها بحيث يمكن استخدامها لتشغيل الأجهزة والمعدات المختلفة عند الحاجة. أول بطارية صنعها الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا في عام 1800.
كانت بطارية بسيطة ذات قطبين كهربائيين وإلكتروليت. تتدفق الإلكترونات عبر الإلكتروليت من القطب الموجب إلى القطب السالب ، مما يؤدي إلى القطب السالب للخلية. عندما يصنع جهد ما ، يتدفق تيار كهربائي عبر البطارية.
هناك نوعان رئيسيان من البطاريات: البطاريات التي لا يمكن إعادة شحنها والأخرى التي يمكن إعادة شحنها. لن نتحدث عن النوع الأول اليوم ، ولكن سنتحدث عن النوع الثاني ، والذي يحتوي على العديد من الأنواع الفرعية ، مثل:
بطاريات النيكل والكادميوم
تعد بطاريات النيكل والكادميوم من أقدم أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن التي لا تزال مستخدمة حتى اليوم. يمكن تفريغها وشحنها مرة واحدة يوميًا لمدة ثلاث سنوات قبل أن تبدأ في الانهيار.
بطاريات هيدريد النيكل
هذا النوع من بطاريات النيكل-الهيدروجين جديد جدًا. على الرغم من أن البطارية باهظة الثمن ، إلا أنها تتمتع بعمر طويل يصل إلى 1000 دورة شحن ويمكن أن تحمل طاقة أكبر بكثير من بطاريات النيكل والكادميوم. يستخدم في الغالب في الأقمار الصناعية والتطبيقات الأخرى في الفضاء.
بطاريات الليثيوم
على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون تكلف حوالي 40٪ أكثر من بطاريات النيكل ، إلا أنها أكثر أنواع البطاريات شيوعًا المستخدمة في الإلكترونيات مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. وذلك لأن بطاريات الليثيوم أيون صغيرة وذات سعة كبيرة ويمكن أن تصل إلى الفولتية العالية جدًا. يصل إلى 3.6 فولت ، وهو ثلاثة أضعاف جهد بطاريات النيكل والكادميوم والنيكل هيدريد. أيضًا ، لا تواجه بطاريات الليثيوم أيون العديد من المشكلات مثل بطاريات النيكل ، مثل تأثير الذاكرة والتفريغ الذاتي ، كما سنرى في الأسطر القليلة التالية.
ما الذي يجعل البطاريات القابلة لإعادة الشحن تتعطل
1- تأثير الذاكرة
يحدث هذا التأثير ، المسمى “تأثير الذاكرة” ، في بعض البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، مثل بطاريات النيكل والكادميوم والنيكل هيدريد ، عندما يقوم المستخدم بإعادة شحن البطارية قبل تفريغها بالكامل. قد يتسبب هذا في تكوين البطارية لشكل من الذاكرة يجعلها تعمل بشكل مختلف. في كل مرة يتم فيها شحن البطارية ، تستهلك نفس القدر من الطاقة لملئها. هذا يعني أنها ستمر بنفس دورة الشحن نصف المكتملة في المرة التالية التي يتم شحنها فيها.
بعض خلايا البطارية لها أيضًا تأثير على الذاكرة. يحدث هذا عندما يتفاعل المعدن الموجود حول الأقطاب الكهربائية مع المنحل بالكهرباء لصنع الأملاح. من هناك ، تتم قراءة كل من عملية الشحن والجهد والتيار للشحنة ودرجة الحرارة.
لذلك ، إذا كنت تستخدم بطاريات النيكل والكادميوم ، فإن أفضل طريقة لتجنب تأثير الذاكرة هي الاستمرار في معايرة البطارية بحيث تستنزف طاقتها حتى يصبح لديها فولت واحد فقط لكل خلية ، ثم إعادة شحنها بالكامل. من الأفضل أيضًا إبعاده عن درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة. بدلا من ذلك ، يجب أن تحفظ في مكان بارد وجاف.
2- الشحن الكامل والتفريغ الكامل
يعتقد بعض الناس أنه يمكنك الاحتفاظ ببطارية قابلة لإعادة الشحن في حالة جيدة عن طريق شحنها بكامل طاقتها ، أو 100٪ ، ثم استخدامها حتى تنقطع الطاقة عنها ، أو 0٪. حسنًا ، قد يكون هذا صحيحًا بالنسبة لبعض أنواع البطاريات القديمة ، لكن هذا ليس صحيحًا بالنسبة لأنواع البطاريات الأحدث مثل بطارية الليثيوم أيون الموجودة في معظم الهواتف الذكية. تتعرض الأجزاء الداخلية لبطارية الليثيوم أيون للضغط بشكل أكبر عند شحنها بالكامل أو تفريغها بالكامل. أن يؤدي ارتفاع الضغط أو الحرارة إلى زيادة احتمالية تعرضه للحرق أو التلف.
كما قلنا سابقًا ، ليس لبطاريات الليثيوم أيون تأثير الذاكرة مثل بطاريات النيكل والكادميوم. لهذا السبب ، فإن أفضل طريقة للحفاظ على بطارية ليثيوم أيون تعمل بشكل جيد لفترة طويلة هي شحنها إلى 80-90٪ ، واستخدامها ، ثم البدء في إعادة شحنها قبل أن ينخفض مستوى طاقتها إلى حوالي 20٪.
3- زيادة الشحن
يعتقد الكثير من الناس أنه من الآمن ترك هواتفهم موصولة بالكهرباء لساعات بعد شحن البطارية بالكامل.
تحتوي بعض الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المتطورة بالفعل على ميزة تمنعها من الشحن الزائد. هذا يعني أنهم يتوقفون عن إرسال المزيد من الكهرباء إلى أقطاب البطارية بمجرد أن تصل الطاقة المخزنة إلى الحد الأقصى ويتم الشحن. أو ، لديهم ميزة الشحن التكيفي التي ترسل مستويات شحن الطاقة إلى البطارية على فترات منتظمة على مدى فترة زمنية أطول لإبطاء العملية.
هذه الطرق تضمن أن المستخدم آمن ، ولكن ماذا لو فشلت هذه الضمانات في إيقاف تدفق الكهرباء بعد إتمام الشحن؟ كيف سيغير هذا طريقة عمل البطارية وكم تدوم؟
عندما يتم توصيل بطارية ليثيوم أيون بمقبس كهربائي لشحنها ، على سبيل المثال ، ستسحب البطارية تيارًا ثابتًا حتى يصل الجهد داخل الخلايا إلى 4.2 فولت. بعد ذلك ، سيبقى الجهد ثابتًا وسيستمر شحن البطارية لفترة معينة من الوقت حتى يتم الشحن. إذا لم يتم قطع الكهرباء بعد انتهاء عملية الشحن ، فسيستمر تدفق المزيد من الكهرباء إلى البطارية. سيؤدي ذلك إلى ارتفاع الجهد داخل الخلايا ، مما يجعل البطارية أقل فاعلية ويقصر عمرها.
ستؤدي الطاقة الإضافية أيضًا إلى توليد المزيد والمزيد من الحرارة ، مما يغير التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل الخلايا. هذا يجعل البيئة الكيميائية داخل البطارية غير مستقرة ، مما قد يتسبب في تسرب الغازات من بعض أنواع البطاريات ، مثل بطاريات الليثيوم بوليمر ، وارتفاع الضغط داخل البطارية. كل هذا يقصر من عمر البطارية ويجعلها تعمل بشكل أقل. قد يتسبب أيضًا في حرقه أو كسره تمامًا.
عند زيادة شحن البطارية يرتفع الجهد الكهربائي وترتفع درجة الحرارة ، مما قد يؤدي إلى انفجار البطارية أو اشتعال النيران فيها. يعد هذا أمرًا خطيرًا على المستخدم ، لذلك يجب دائمًا إيقاف تشغيل البطاريات القابلة لإعادة الشحن عند شحنها بالكامل.
4) تفريغ الشحن الذاتي
التفريغ الذاتي هو ما يحدث للبطاريات القابلة لإعادة الشحن عندما تقلل التفاعلات الكيميائية بين الأقطاب الكهربائية المنفصلة من كمية الشحنات الكهربائية المخزنة في البطارية عند عدم استخدامها. هذا يجعل من الصعب على البطارية الوصول إلى الشحن الكامل عند استخدامها ويقصر عمرها بشكل عام.
يعتمد معدل التفريغ الذاتي للبطارية على عدد من الأشياء ، مثل نوع البطارية ومستوى الشحن وتيار الشحن ودرجة حرارة البيئة. بطاريات الليثيوم أيون ذاتية التفريغ بمعدل حوالي 2-3٪ شهريًا ، وهي أقل من الأنواع الأخرى. بطاريات النيكل والكادميوم تفريغ ذاتي بمعدل 15-20٪ شهريًا ، وبطاريات نيكل-هيدريد 30 ذاتية التفريغ بمعدل 30٪ شهريًا ، باستثناء بطاريات النيكل هيدريد منخفضة التفريغ الذاتي ، والتي يتم شحنها باستمرار بحيث يتراوح معدل تفريغها الذاتي من ب إلى ج.
يؤدي الاحتفاظ بالبطاريات القابلة لإعادة الشحن في درجات حرارة منخفضة إلى إبطاء معدل التفريغ الذاتي ، مما يوفر الطاقة التي تم تخزينها في البطارية في البداية.
5- زيادة درجة الحرارة
يؤدي تشغيل بطارية قابلة لإعادة الشحن في درجات حرارة عالية إلى تقليل المقاومة الكهربائية للبطارية ، وهي المقاومة التي يلتقي بها التيار الكهربائي أثناء تدفقه بين القطبين. يتيح ذلك للبطارية منح جهازك مزيدًا من الطاقة ، ولكن ماذا يفعل بكفاءة البطارية وعمرها؟
كما قلنا سابقًا ، فإن التفاعلات الكيميائية التي تحدث داخل البطارية تتأثر بدرجة الحرارة بالخارج ، خاصةً عندما ترتفع درجة الحرارة. هذا يقصر من عمر البطارية وعدد المرات التي يمكن شحنها قبل أن تتلف. إذا تم استخدامه عند 11.46 درجة مئوية ، فإن الدرجة المئوية تفقد حوالي 40٪ من عمرها الإنتاجي.
تقول معظم الشركات التي تصنع بطاريات قابلة لإعادة الشحن أنه يجب استخدام منتجاتها في درجة حرارة الغرفة أو حولها ، والتي تتراوح بين 20 درجة مئوية و 70 درجة مئوية. نظرًا لأن تشغيل البطارية أو شحنها في درجات حرارة خارج هذا النطاق سيحدث فرقًا كبيرًا في كيفية عملها بشكل جيد ، ويمكننا أن نرى هذا الاختلاف بين بطارية تعمل في درجات حرارة منخفضة وأخرى تعمل في درجات حرارة عالية.
6- انخفاض درجة الحرارة
علمنا أيضًا أن درجة الحرارة المحيطة لها تأثير كبير على عمر البطارية وأن ارتفاع درجة الحرارة سيقلل من المقاومة الكهربائية داخل البطارية. ومع ذلك ، فإن العكس هو الصحيح ، مما يعني أن استخدام بطارية قابلة لإعادة الشحن في درجات حرارة منخفضة للغاية وبرودة شديدة سيؤدي إلى ارتفاع المقاومة الكهربائية داخل البطارية. سيؤدي ذلك إلى تقليل كمية الطاقة المخزنة التي يمكن أن تعطيها البطارية لجهازك ، مما يعني أن البطارية ستموت عاجلاً.
لكن هذا سيزيد أيضًا من عدد دورات الشحن ، أو عدد المرات التي يمكنك فيها شحن البطارية واستنزافها قبل أن تستهلك تمامًا. هذا يعني أن الانخفاض الكبير في درجة الحرارة سيؤدي إلى إطالة عمر البطارية ، على الرغم من أنه سيقلل من وقت تشغيل البطارية وكفاءتها.
7- الشحن بشاحن غير ملائم
من الضروري استخدام الشاحن المناسب أثناء شحن البطارية للحفاظ على كفاءتها وحمايتها من التلف. هذا لأنه يجب أن يتطابق جهد الشاحن مع جهد البطارية لمنع الشحن الزائد.
اقرا المزيد من اخبار التكنلوجيا في موقعنا اخبار العراق.
