ما هي أنواع البطاريات الموجودة حاليًا في السوق وما هي خصائصها؟
تشمل بطاريات الليثيوم الست على وجه التحديد: أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2) ، وأكسيد المنغنيز الليثيوم (LiMn2O4) ، وأكسيد المنغنيز الليثيوم والنيكل والكوبالت (LiNiMnCoO2 أو NMC) ، أو النيكل الليثيوم الكوبالت ألومينات (LiNiCoAlO2)فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4)، تيتانات الليثيوم (Li4Ti5O12).
أكسيد الكوبالت الليثيوم (LiCoO2)
تجعل طاقتها النوعية العالية أكسيد الكوبالت الليثيوم خيارًا شائعًا للهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية. تتكون البطارية من كاثود أكسيد الكوبالت وأنود الكربون الجرافيت. يحتوي الكاثود على هيكل متعدد الطبقات. أثناء التفريغ ، تتحرك أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى الكاثود ، بينما يكون اتجاه التدفق معاكسًا أثناء عملية الشحن. يحتوي الكاثود على هيكل متعدد الطبقات. أثناء التفريغ ، تتحرك أيونات الليثيوم من القطب الموجب إلى القطب السالب ؛ عند الشحن ، يتدفق التدفق من الكاثود إلى الأنود.
تتمثل عيوب أكسيد الكوبالت الليثيوم في قصر العمر نسبيًا واستقرار حراري منخفض وقدرة تحميل محدودة (طاقة محددة). يعتبر أكسيد الكوبالت الليثيوم ممتازًا من حيث الطاقة النوعية العالية ، ولكن يمكنه فقط توفير الأداء العام من حيث خصائص الطاقة والسلامة ودورة الحياة.
البطاريات المستخدمة في الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة هي بطاريات ليثيوم أيون ، تُعرف أيضًا باسم بطاريات الليثيوم 3C. تحتاج بطاريات الليثيوم 3C إلى الخضوع لاختبار الأداء الأساسي واختبار الأداء الكهروكيميائي واختبار الأداء البيئي واختبار أداء السلامة. في الاختبار ، يمكن استخدام وحدات الإبرة الدقيقة ذات الشظايا عالية التيار كوسيط اتصال لنقل الإشارات الحالية وتوصيلها. في ناقل الحركة الحالي ، يمكن لوحدة إبرة مجهرية شظية عالية التيار أن تمر من 1-50A ، ويكون الاتصال مستقرًا بدون توهين ، وقدرة التيار الزائد قوية ؛ هناك أيضًا حلول جيدة في الملاعب الصغيرة ، في نطاق 0.15 مم -0.4 مم ، يمكن لهذه الوحدة الحفاظ على اتصال ثابت ، وعدم وجود دبوس عالق ، وإبرة مستمرة ؛ تتميز وحدة الإبرة الدقيقة ذات الشظايا عالية التيار بمتوسط عمر خدمة يبلغ 20 واط ، ويمكن استخدامها للاتصال بموصل FPC الذكر بنوع مسنن ونوع مدبب للاتصال بالمقعد الأنثوي ، ومعدل العائد يصل إلى 99.8 ٪.
أكسيد المنغنيز الليثيوم (LiMn2O4)
يمكن تفريغ بطاريات أكسيد المنغنيز الليثيوم بتيار 20-30 أمبير ولها تراكم معتدل للحرارة. من الممكن أيضًا تطبيق نبضة تحميل تصل إلى 50A1 ثانية. سيؤدي الحمل العالي المستمر في هذا التيار إلى تراكم الحرارة ، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة البطارية 80 درجة مئوية (176 درجة فهرنهايت). يستخدم منجنات الليثيوم في الأدوات الكهربائية ، والمعدات الطبية ، والمركبات الهجينة والكهربائية النقية. يتبلور كاثود منغنات الليثيوم ليشكل هيكلًا ثلاثي الأبعاد يتشكل بعد التكوين. يوفر الإسبنيل مقاومة كهربائية منخفضة ، ولكن لديه طاقة نوعية أقل من أكسيد الكوبالت الليثيوم.
قدرة أكسيد المنغنيز الليثيوم أقل بحوالي الثلث من أكسيد الليثيوم الكوبالت. تسمح مرونة التصميم للمهندسين باختيار زيادة عمر البطارية إلى الحد الأقصى أو زيادة الحد الأقصى للحمل الحالي (طاقة محددة) أو السعة (طاقة محددة).
أكسيد المنغنيز والنيكل والكوبالت (LiNiMnCoO2 أو NMC)
أحد أكثر أنظمة أيونات الليثيوم نجاحًا هو مزيج الكاثود من كوبالت النيكل والمنغنيز (NMC). على غرار منغنات الليثيوم ، يمكن تخصيص هذا النظام لاستخدامه كبطارية طاقة أو بطارية طاقة. NMC هي البطارية المفضلة للأدوات الكهربائية والدراجات الكهربائية وأنظمة الطاقة الكهربائية الأخرى. تتمتع NMC بأداء عام جيد وأداء متميز من حيث الطاقة المحددة. هذه البطارية هي الخيار الأول للسيارات الكهربائية وتتميز بأقل معدل تسخين ذاتي.
فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4)
يتمتع فوسفات الليثيوم بأداء كهروكيميائي جيد ومقاومة منخفضة. يتم تحقيق ذلك من خلال مواد كاثود الفوسفات النانوية. المزايا الرئيسية هي دورة حياة طويلة وطويلة التصنيف عالية ؛ استقرار حراري جيد ، سلامة معززة وتحمل سوء المعاملة. إذا تم الاحتفاظ بفوسفات الليثيوم بجهد عالٍ لفترة طويلة ، فإنه يكون أكثر مقاومة لجميع ظروف الشحن ولديه ضغط أقل من أنظمة الليثيوم أيون الأخرى. العيب هو أن الجهد الاسمي المنخفض للبطارية 3.2 فولت يجعل الطاقة المحددة أقل من بطارية الليثيوم أيون المشبعة بالكوبالت.
