لماذا تنتفخ مجموعات بطاريات الليثيوم وكيفية منع ذلك؟

محتويات

ماذا يحدث بالضبط عندما تنتفخ حزمة بطارية الليثيوم؟

عندما يلاحظ الناسمجموعة بطاريات الليثيومعندما يزداد سمك العلبة أو تبدأ بالانتفاخ، عادةً ما يُصابون بالذعر. التورم، المعروف أيضًا باسم الانتفاخ أو النفخ، يعني تراكم الغازات داخل الخلايا. في علبة بطارية الليثيوم العادية، يكون الكيس أو العلبة المعدنية مُحكم الإغلاق. بمجرد أن يتشكل الغاز ولا يجد مكانًا يتدفق إليه، يدفع الضغط الطبقات بعيدًا عن بعضها البعض وتتمدد العلبة بأكملها. في الحالات الشديدة، يمكن أن يتضاعف سمك العلبة أو حتى تنفتح.

الأسباب الأكثر شيوعًا للتورم في مجموعات بطاريات الليثيوم

نادرًا ما يحدث التورم لسبب واحد فقط. عادةً ما تتعاون عدة عوامل. والخبر السار هو أن معظم الحالات ناتجة عن عدد قليل من المحفزات المعروفة التي يسهل تجنبها بمجرد معرفتها.

الشحن الزائد – العدو رقم 1

الشحن الزائد هو السبب الأكثر شيوعًا. عندما يتجاوز الجهد 4.2 فولت - 4.25 فولت لكل خلية (حسب التركيب الكيميائي)، يبدأ الإلكتروليت بالتحلل. تُنتج هذه العملية، التي تُسمى تحلل الإلكتروليت، غازات مثل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والهيدروجين. حتى الشحن الزائد البسيط بمقدار 0.1 فولت، مع تكراره عدة مرات، سيملأ الخلية بالغاز ببطء. عادةً ما تكون الشواحن الرخيصة التي لا تحتوي على وصلة فصل مناسبة أو لوحات نظام إدارة البطاريات التالفة هي الأسباب الرئيسية.

أضرار التفريغ الزائد والتفريغ العميق

يؤدي تفريغ بطارية الليثيوم إلى ما دون جهدها الآمن (عادةً ما بين 2.5 و3.0 فولت لكل خلية) إلى إذابة مجمع التيار النحاسي. وعند إعادة شحنها لاحقًا، يمكن لأيونات النحاس أن تُشكل شجيرات تخترق الفاصل وتُسبب دوائر قصر كهربائية دقيقة. تُولد هذه الدوائر القصيرة الدقيقة حرارة وغازًا في كل دورة حتى تنتفخ البطارية بشكل واضح.

درجات الحرارة القصوى تُسرّع تراكم الغاز

تُسرّع درجة الحرارة المرتفعة جميع التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها تقريبًا داخل الخلية. فعند تجاوز 45 درجة مئوية أثناء الشحن أو التفريغ، يزداد نمو طبقة معهد إس إي آي وأكسدة الإلكتروليت بشكل ملحوظ، مما يُنتج غازًا بسرعة. كما أن الشحن عند درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية يُسبب ضررًا مماثلًا، إذ يُؤدي إلى طلاء الليثيوم على الأنود، والذي يُولّد أيضًا غازًا عند تفاعل المعدن المطلي لاحقًا.

الأضرار المادية والدوائر القصيرة الداخلية

قد يؤدي سقوط بطارية دراجة كهربائية، أو الإفراط في ربط براغي مجموعة أدوات كهربائية، أو اهتزاز المعدات الصناعية إلى سحق أو ثقب لفافة الجيلي بالداخل. حتى التشوه الطفيف قد يضغط على الكاثود والأنود معًا عبر الفاصل. ويؤدي قصر الدائرة الداخلي الناتج إلى حرارة موضعية شديدة وتكوين غاز سريع.

الشيخوخة الطبيعية وحدود دورة الحياة

لكل بطارية ليثيوم عدد محدود من الدورات قبل أن تبدأ كيميائيتها بالتدهور. بعد 500-1000 دورة كاملة (حسب عمق التفريغ ودرجة الحرارة)، تزداد سماكة طبقة معهد إس إي آي ويتحلل الإلكتروليت ببطء. يُعد توليد الغاز جزءًا من عملية الشيخوخة الطبيعية. قد تبقى البطارية المعالجة جيدًا مسطحة لسنوات؛ بينما تبدأ البطارية المستخدمة بكثرة بالانسداد حتى لو لم تُساء معاملتها.

خلايا رديئة الجودة أو تجميع سيئ

غالبًا ما تحتوي الخلايا منخفضة الجودة على شوائب أو طلاء غير متساوٍ. تعمل هذه العيوب كمحفزات للتفاعلات الجانبية منذ اليوم الأول. سوء اللحام، أو تلوث الإلكتروليت، أو عدم وجود فتحات أمان في العبوات الرخيصة، يجعل التورم أمرًا شبه حتمي خلال السنة الأولى.

علامات التحذير المبكر التي لا يجب عليك تجاهلها أبدًا

استغل الفرصة مبكرًا، وسيبقى لديك وقتٌ للتحرك. ابحث عن:
• تشعر بأن العلبة دافئة بعد الاستخدام العادي
• انتفاخ طفيف على أحد الجانبين (مقارنة بالعبوة الجديدة)
• تقليل وقت التشغيل على الرغم من أن الجهد يقرأ بشكل طبيعي
• صوت هسهسة أو رائحة غير عادية
أي من هذه الأمور يعني أن مجموعة بطاريات الليثيوم تنتج الغاز بالفعل.

ماذا تفعل إذا كانت حزمة بطارية الليثيوم الخاصة بك منتفخة بالفعل

توقف عن استخدامها فورًا. انقل العبوة إلى مكان مقاوم للحريق بعيدًا عن المواد القابلة للاشتعال. لا تثقبها أو تضغط عليها أو تحاول شحنها مرة أخرى - فقد يؤدي ذلك إلى اشتعالها. فرّغ شحنتها ببطء حتى تصل إلى 0% إن أمكن (باستخدام مقاوم أو مفرغ مناسب)، ثم انقلها إلى منشأة إعادة تدوير معتمدة. لا ترمِ عبوة بطارية الليثيوم المنتفخة في سلة المهملات أبدًا.

طرق عملية لمنع انتفاخ حزمة بطارية الليثيوم

يمكن منع معظم التورمات باتباع عادات بسيطة:
• استخدم دائمًا الشاحن الأصلي أو الشاحن البديل المعتمد
• لا تترك العبوة على الشاحن لمدة أيام أبدًا
• قم بتخزينه عند نسبة شحن 30-50% في مكان بارد (15-25 درجة مئوية) إذا لم يتم استخدامه لأسابيع
• تجنب التفريغ الكامل؛ قم بإعادة الشحن عندما يتبقى لديك 20%
• يُحفظ بعيدًا عن أشعة الشمس المباشرة ولوحات عدادات السيارة في الصيف
• قم بفحص العبوة بصريًا كل بضعة أشهر

الأسئلة الشائعة السريعة حول انتفاخ بطاريات الليثيوم

س: هل من الآمن استخدام مجموعة بطاريات الليثيوم المنتفخة قليلاً؟
ج: لا. حتى التورم البسيط يعني بداية تلف داخلي. الاستخدام المستمر قد يؤدي إلى عطل مفاجئ أو حريق.

س: هل يمكنني إخراج الغاز والاستمرار في استخدامه؟
ج: أبدًا. يُطلق ثقب الأنبوب أبخرة إلكتروليتية قابلة للاشتعال، وغالبًا ما يُسبب حريقًا.

س: هل سيتوقف التورم إذا قمت بتخزينه فقط؟
ج: لا، تستمر التفاعلات الكيميائية ببطء حتى في حالة السكون.

س: كم من الوقت يستغرق الأمر حتى تنتفخ مجموعة بطاريات الليثيوم بعد سوء الاستخدام؟
ج: من بضعة أيام (شحن زائد شديد) إلى عدة أشهر (شحن زائد خفيف + حرارة).

فهم أسباب انتفاخ بطاريات الليثيوم يُساعدك على التعامل معها بشكل صحيح وتجنب المفاجآت غير السارة. تعامل معها بعناية أساسية وستدوم لسنوات طويلة.