كيف تُساهم عملية اللحام بين الخلايا في بناء بطاريات سيارات أقوى
2026-01-21 11:43محتويات
1.دور الوصلات في بطاريات السيارات
2.ما هي عملية اللحام بين الخلايا تحديداً؟
3.كيف تختلف عملية اللحام بين الخلايا عن الطرق القديمة؟
4.خطوة بخطوة: عملية اللحام بين الخلايا
5.لماذا تُحسّن الروابط القوية بين الخلايا عمر البطارية؟
6.تقليل المقاومة لتحسين الأداء
7.معالجة نقاط فشل البطارية الشائعة
8.معدات حديثة للحام بين الخلايا بشكل موثوق
دور الوصلات في بطاريات السيارات
معظم بطاريات السيارات هي بطاريات رصاص حمضية تتكون من عدة خلايا فردية متصلة ببعضها داخل غلاف واحد. تُنتج كل خلية حوالي 2 فولت، وتوصيلها على التوالي يُعطي 12 فولت اللازمة لتشغيل المحرك وتزويد الملحقات بالطاقة. تحمل الوصلات بين هذه الخلايا - المعروفة بالوصلات بين الخلايا - كامل التيار الذي تُوفره البطارية. إذا كانت هذه الوصلات ضعيفة أو رديئة الصنع، فإن البطارية تُعاني من ضعف الأداء، خاصةً تحت الأحمال العالية مثل بدء التشغيل في الأجواء الباردة أو تشغيل أنظمة كهربائية ثقيلة.
كثيرًا ما يلاحظ الناس مشاكل مثل بطء تشغيل المحرك، أو ضعف الإضاءة، أو نفاد شحن البطارية قبل الموعد المتوقع. في أغلب الأحيان، يعود السبب الرئيسي إلى جودة وصلات خلايا البطارية. فالوصلات القوية والموثوقة بين الخلايا هي التي تُحدث الفرق بين بطارية تدوم لسنوات وأخرى تتعطل قبل الأوان.
ما هي عملية اللحام بين الخلايا تحديداً؟
اللحام بين الخلايا هو عملية ربط دائمة بين القطب الموجب لخلية والقطب السالب للخلية المجاورة عبر ثقوب في جدران فاصل البطارية. ينتج عن ذلك مسار كهربائي صلب باستخدام الرصاص المنصهر الذي يبرد ويتصلب مكونًا رابطة معدنية ملتحمة. على عكس الوصلات الميكانيكية، يُشكل اللحام بين الخلايا قطعة معدنية واحدة متصلة عبر منطقة الوصل.
في صناعة بطاريات السيارات الحديثة، أصبح اللحام بين الخلايا هو الأسلوب القياسي لأنه يوفر وصلات متجانسة ومنخفضة المقاومة تتحمل الاهتزازات وتغيرات درجات الحرارة وتدفق التيار العالي. ويشير مصطلح "لحام الخلايا الداخلية" تحديدًا إلى تقنية اللحام هذه التي تربط الخلايا الداخلية معًا بإحكام.
كيف تختلف عملية اللحام بين الخلايا عن الطرق القديمة؟
كانت البطاريات القديمة تستخدم غالبًا طرق الصب على الشريط (COS) أو حرق الرصاص البسيط باستخدام شعلة. تربط هذه الطرق الخلايا عن طريق صهر أشرطة الرصاص فوق أطراف الخلية، ولكن قد تتشقق الوصلات أو تزداد مقاومتها أو لا يكتمل اندماجها بمرور الوقت. كما أن العمل اليدوي بالشعلة يختلف باختلاف مهارة المستخدم، مما يؤدي إلى جودة غير متسقة.
تُنتج عملية اللحام بين الخلايا، وخاصةً عند استخدام معدات مُتحكَّم بها، روابط أنظف وأعمق وأكثر تجانسًا. والنتيجة هي مقاومة داخلية أقل وقوة ميكانيكية أفضل. وقد تحوّل المصنّعون إلى اللحام بين الخلايا لأنه يُقلّل من معدلات الأعطال ويُحسّن موثوقية البطارية بشكل عام في ظروف القيادة الواقعية.
خطوة بخطوة: عملية اللحام بين الخلايا
تبدأ العملية بعلبة البطارية المملوءة مسبقًا بالألواح والفواصل المُجمّعة، وقد يُضاف الإلكتروليت أو لا يُضاف حسب خط الإنتاج. تُصنع ثقوب في الجدران الفاصلة بين الخلايا. يقوم العمال بوضع البطارية بدقة أسفل محطة اللحام.
تنزل الأقطاب الكهربائية أو رؤوس اللحام وتلامس أطراف التوصيل على جانبي الحاجز. تعمل نبضة كهربائية مضبوطة على صهر الرصاص، الذي يتدفق عبر الفتحة. يُدار التيار بعناية - عادةً بإعدادات طاقة أو تيار ثابتة - لتحقيق اندماج كامل دون احتراق أو فراغات. بمجرد أن يتصلب المصهور، يصبح الاتصال بين الخلايا كاملاً ودائماً.
تتعامل آلات اللحام الحديثة بين الخلايا مع عدة وصلات في آن واحد أو تتحرك بالتتابع عبر البطارية لتحقيق الكفاءة. تستغرق الدورة الكاملة لبطارية واحدة عادةً ثوانٍ معدودة عند تشغيلها آليًا بشكل صحيح.
لماذا تُحسّن الروابط القوية بين الخلايا عمر البطارية؟
تساهم اللحامات الجيدة بين خلايا البطارية بشكل مباشر في إطالة عمرها. فالوصلة المنصهرة الصلبة تقاوم الاهتزازات المستمرة الناتجة عن القيادة، مما يمنع ظهور الشقوق الدقيقة التي تزيد المقاومة تدريجيًا. وتؤدي المقاومة العالية إلى توليد حرارة أكبر أثناء الشحن أو التفريغ، مما يسرع من تآكل الألواح وتكوّن الكبريتات، وهما سببان رئيسيان لتلف البطارية.
كما تحافظ الوصلات الملحومة بين الخلايا علىمقاومة داخلية أقلطوال عمر البطارية، مما يضمن توفير الطاقة الكاملة لفترة أطول وإعادة شحنها بكفاءة أكبر. يلاحظ السائقون فترات أطول بين عمليات الاستبدال وانخفاضًا في الأعطال غير المتوقعة.
تقليل المقاومة لتحسين الأداء
تُعدّ المقاومة الداخلية مواصفة أساسية لأي بطارية سيارة. انخفاض المقاومة يعني قدرة البطارية على ضخ تيار أعلى بسرعة، وهو أمر بالغ الأهمية لتشغيل المحركات في الطقس البارد أو لتشغيل الملحقات عالية الاستهلاك. ويحقق اللحام بين الخلايا باستمرار نتائج مُرضية.قيم المقاومة أقل من 0.5 ملي أوم لكل وصلة، أفضل بكثير من العديد من الطرق التقليدية.
عندما تكون المقاومة منخفضة، تقل الطاقة المهدرة على شكل حرارة، ويقل انخفاض الجهد تحت الحمل. يدور محرك التشغيل بسرعة أكبر، وتبقى المصابيح أكثر سطوعًا، ولا يحتاج المولد إلى بذل جهد كبير لإعادة شحن البطارية. كل هذا يُترجم إلى أداء كهربائي أكثر سلاسة في القيادة اليومية.
معالجة نقاط فشل البطارية الشائعة
من أكثر أسباب تعطل بطاريات الرصاص الحمضية شيوعًا انقطاع أو ارتفاع مقاومة الوصلات بين الخلايا. يؤدي الاهتزاز إلى ارتخاء الوصلات الميكانيكية، كما تتسبب دورات التغير الحراري في إجهاد التمدد والانكماش. وقد تتسبب اللحامات الضعيفة في ظهور بقع ساخنة تنصهر أو تتأكسد داخليًا.
تُزيل اللحامات عالية الجودة بين الخلايا معظم هذه المخاطر. ينثني الرابط المعدني المنصهر مع الغلاف دون أن ينكسر، ويمنع غياب الفواصل الأكسدة. نادرًا ما تتعطل البطاريات ذات وصلات الخلايا الملحومة بشكل صحيح بسبب انقطاعات داخلية، مما يحول نمط العطل المعتاد إلى التآكل الطبيعي للألواح بدلاً من مشاكل التوصيل المبكرة.
معدات حديثة للحام بين الخلايا بشكل موثوق
تستخدم خطوط إنتاج البطاريات الحديثة آلات لحام متطورة بين الخلايا تجمع بين التحكم الدقيق وسير العمل العملي. وتُحقق الأنظمة شبه الآلية توازناً مثالياً للعديد من المصنّعين: حيث يقوم المشغل بوضع البطارية وبدء الدورة باستخدام دواسة قدم، ثم تتولى الآلة عملية اللحام تلقائياً وفقاً لمعايير يتم التحكم بها بواسطة الحاسوب.
يُعدّ الخيار القوي في هذه الفئة هوماكينة لحام الخلايا شبه الأوتوماتيكيةمن شركة أحسن-التكنولوجيا، مصممة خصيصاً لبطاريات السيارات فيمن 36 أمبير/ساعة إلى 200 أمبير/ساعةتتميز هذه الآلة بنطاقها الواسع، حيث تستخدم الضغط الهيدروليكي ونظام التحكم المنطقي القابل للبرمجة (وحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLC)) من شركة مياشي لضمان لحام دقيق ومتكرر. يعوض النظام تلقائيًا تقلبات الطاقة، ويضبط المعايير رقميًا، ويتضمن رؤوس لحام مصنوعة من سبائك متينة تدوم لفترة أطول من الرؤوس القياسية. بفضل أوضاع الطاقة والتيار الثابتة، تُنتج وصلات نظيفة وخالية من الفراغات، مع الحفاظ على سهولة التشغيل وكفاءته. بالنسبة للمصنعين الذين يسعون إلى تحسين الجودة والاتساق في الإنتاج المتوسط إلى العالي، توفر هذه الآلة أداءً موثوقًا دون تعقيدات التشغيل الآلي الكامل.