نعتمد على البطاريات بكثرة وهذا الإعتماد في تزايد مستمر، وذلك لتشغيل معظم الأجهزة بدايًة من الآلات الحاسبة ولعب الأطفال وصولًا إلى أجهزة الواديو والسيارات، وغيرها من الأجهزة الأخرى، وقد أصبحت بطاريات الليثيوم من البطاريات شائعة الإستخدام في الآونة الأخيرة، خاصًة في السيارات الكهربائية، لذلك دعونا نتعرف على بطاريات الليثيوم واستخداماتها في السيارات الكهربائية بشكل أكبر خلال هذا المقال.
ما هي بطاريات الليثيوم
هي من البطاريات القابلة لإعادة الشحن والتي يتم استخدامها في أجهزة الهاتف الذكي وأجهزة الحاسوب، وكذلك تستخدم في بعض السيارات الحديثة، وذلك لخفة وزنها وقدرتها على تخزين كميات كبيرة من الطاقة.
أسباب استخدام الليثيوم في البطاريات
تم استخدام الليثيوم في بطاريات السيارات لسببين أساسيين، أولهما أنه أخف فلز معروف وجهد اختزاله القياسي هو الأصغر بالنسبة لباقي الفلزات الأخرى، كما ويحتوي الغلاف المعدني للبطارية على ثلاث رقائق ملفوفة بشكل حلزوني.
استخدامات بطاريات الليثيوم في السيارات
يتم استخدام بطاريات الليثيوم في السيارات الكهربائية، وهي البطاريات الأكثر استخدامًا في تلك السيارات، والتي يزداد استخدامها في السيارات بسبب الإرتفاع المتزايد في أسعار الوقود العادي.
أسعار بطاريات الليثيوم
تعد أسعار بطاريات الليثيوم مرتفعة جدًا مقارنًة مع أي نوع أخر، و لكن يجب أن لا ننسى أن مواصفات بطاريات الليثيوم حتى الآن لم تحققها أي نوع أخر من البطاريات، حيث إن بطاريات الليثيوم تعد أفضل البطاريات حتى الآن.
عيوب بطاريات الليثيوم
تعد بطاريات الليثيوم معروفة بالأضرار التي تتسبب بها في حالة تجاوزها للحد الأقصى لشحنها المسموح، و هذا يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها أو انفجارها في بعض الأحيان، لهذا السبب فإن استعمال منظم شحن ذو جودة عالية مع بطاريات الليثيوم في نظام الطاقة الشمسية أمر لا غنى عنه، خاصًة و أن الجهد الذي يأتي من الألواح عادًة ما يتجاوز بكثير جهد شحن البطاريات.
أنواع بطاريات الليثيوم التي تستخدمها السيارات الكهربائية
يمكن تقسيم الليثيوم في بطاريات السيارات إلى ثلاثة أنواع مختلفة يتم استخدامها في السيارات الكهربائية، ولكل نوع مميزاته واستخداماته المتنوعة، وهذه الأنواع تتمثل في:
بطاريات الليثيوم غير القابلة للشحن
تعرف هذه البطاريات بالبطاريات الأولية، وهي غير قابلة للشحن، حيث يستخدم معدن الليثيوم كمصعد (قطب موجب)، وتتألف من مزيج من العناصر عالية الحساسية والمذيبات منخفضة اللزوجة. تتميز بطاريات الليثيوم غير القابلة للشحن بكمية الطاقة المخزنة فيها، وقلة وزنها وصغر حجمها وعمرها الطويل، بالإضافة إلى قدرتها على تحمل درجات حرارة عالية نسبيًا تتراوح بين 60 إلى 85 درجة مئوية.
يتم استخدام هذه النوعية من البطاريات في العديد من المجالات التي تتطلب بطاريات ذات عمر طويل، وذات تفريغ بطيء للطاقة، مثل أجهزة ضبط نبضات القلب، والساعات والآلات الحاسبة والكاميرات وأجهزة إنذار الحرائق، وأقفال السيارات عن بعد.
بطاريات الليثيوم أيون
وهي أحد أنواع البطاريات القابلة للشحن والتي تختلف عن البطاريات الأولية، من ناحية أنها تستخدم مركبات الليثيوم بدلًا من فلز الليثيوم كقطب لها، تتميز هذه البطاريات بتفريغها البطيء وسرعة شحنها مقارنةً ببطاريات النيكل والكادميوم، مما يجعلها مناسبة للإستخدام في العديد من المجالات.
كما وتتميز بكثافة طاقية عالية جعلتها في قائمة أفضل البطاريات في مجال الحواسيب المحمولة والهواتف النقالة، وتتوافر مجموعة واسعة ومتنوعة من هذه البطاريات لكل منها مجال استخدامه. تكمن أبرز مشكلات بطاريات الليثيوم أيون في محدودية تحملها للتيار الكهربائي والجهد لذا يجب الانتباه جيدًا، بالإضافة إلى كونها أكثر كلفة من نظائرها المصنعة من النيكل أو الكادميوم. يتوقف عمر بطاريات الليثيوم أيون على عدد مرات الشحن والتفريغ وسرعة التفريغ، وتتراوح عدد مرات التفريغ الوسطية التي تتحملها البطارية بين 500 إلى 1000 مرة فقط، ويعد هذا الأمر أحد عيوبها الظاهرة.
بطاريات الليثيوم بوليمير
وهي نوع من البطاريات المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية، والتي استطاعت خلال فترة من الزمن إثبات نجاحها عند التفكير بجهاز يتطلب العمل لوقت طويل وطاقة عالية، وكونها تعتمد على الليثيوم فهي كما تحدثنا أخف وزنًا وأصغر حجمًا من البطاريات الأخرى، وتتميز بقدرات عالية ومعدلات تفريغ منخفضة. وتعد من أبرز مشكلات بطاريات الليثيوم بوليمير هو قصر عمرها، حيث أنها تصبح غير صالحة للإستخدام بعد حوالي 150 إلى 250 دورة شحن وتفريغ، لذا فإنها تحتاج إلى عناية فائقة عند الشحن والتفريغ والإستخدام. وتعتبر خطرة في بعض الأحيان كونها يمكن أن تسبب انفجارات أو حرائق عند ثقبها، لذا تُرفق عادًة بتعليمات تحذيرية لأخذ الإحتياط الدائم.
أفضل أنواع بطاريات السيارات الكهربائية
لا تستخدم السيارات الكهربائية بطاريات الليثيوم فقط، ولكن توجد العديد من البطاريات التي يمكن استخدامها في السيارات الكهربائية، وسوف نتحدث عن أفضل هذه البطاريات خلال السطور القادمة.
بطارية النيكل Ni-MH
وهي من البطاريات التي تُستخدم في السيارات الكهربائية الهجينة ( سيارات الهايبرد)، وتعرف أيضًا باسم بطاريات هيدريد معدن النيكل، وتتميز بأنها ذات عمر طويل، ولكن يوجد بها عيب وحيد يتمثل في أن معدل التفريغ الذاتي أعلى من غيرها من البطاريات.
بطارية الليثيوم أيون Li-ion
وهي من أفضل بطاريات السيارات الكهربائية، تحتوي على خلايا من أيونات الليثيوم من القطب السالب إلى القطب الموجب عبر المحلول الكهربائي أثناء التفريغ، وتعود الأيونات إلى القطب السالب عند الشحن مرة أخرى.
البطارية الصلبة Solid- State battery
تعد هذه البطارية من أنواع البطاريات الحديثة والمتطورة، التي تتميز بالحفاظ على الشحن لمدة طويلة كما يتم شحنها بشكل سريع. تعتمد هذه البطارية على الأقطاب الصلبة، كما أن وسط الناقل صلب، والذي يتكون من مواد السيراميك والبوليمرات الصلبة، وهو بديل عن المحلول الموجود في بطاريات الليثيوم أيون.
اقرأ أيضًا: بطاريات الليثيوم كيف تعمل ونصائح لاطالة عمرها
