ما العوامل المرتبطة بسعة البطارية؟

في الشتاء البارد، عندما نستخدم هواتفنا المحمولة في الخارج، نلاحظ أن طاقة البطارية تنفد أسرع مما هي عليه في الصيف؛ وبطاريات الشحن السريع تنفد أسرع من بطاريات الشحن البطيء. إذاً، ما هي العوامل المرتبطة بسعة بطاريتنا؟

1. درجة الحرارة

لدرجة الحرارة تأثير كبير على سعة البطارية. مع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد سعة البطارية. أولاً، يساهم ارتفاع درجة الحرارة في التفاعلات الكيميائية داخل البطارية، و الأيونات الليثيومية وتنطلق الأيونات الليثيومية بشكل أسرع، وبالتالي تزداد السعة المتاحة.

ثانيًا، في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، يصبح الإلكتروليت أكثر لزوجة، وتقل قابلية توصيل الأيونات الليثيومية، وتتفاقم مقاومة الأوم، والمقاومة التركيزية، والمقاومة الكهروكيميائية، مما يعيق دمج الأيونات الليثيومية.

وبالإضافة إلى ذلك، يتقلص ترتيب الشبكة في مواد الإلكترود الإيجابية والسلبية عند درجات الحرارة المنخفضة، وتُصبح قنوات إدخال وفصل أيونات الليثيوم أضيق، مما يتطلب طاقة أكبر لإكمال التفاعل، ما يؤدي إلى استقطاب كهروكيميائي. وعند درجات الحرارة المنخفضة، تتباطأ سرعة نقل الشحنة على سطح الإلكترود، تمامًا كما تنزلق العجلات على الطرق المجمدة، وتتراكم الأيونات على واجهة المواد مُسببة استقطاب التركيز.

2. معدل التفريغ

عندما ينخفض معدل تفريغ البطارية، فإن سعة البطارية تزداد أيضًا.

عند معدلات تفريغ منخفضة (مثل 0.2C)، يمتلك أيونات الليثيوم وقتًا أكبر للانفصال من مواد الإلكترود الإيجابية والسلبية، مما يقلل من خسائر الاستقطاب. ومع ذلك، عند معدلات تفريغ عالية (مثل 1C)، تهاجر أيونات الليثيوم بسرعة كبيرة، مما يمنع بعض المواد الفعالة من التفاعل بسرعة، ما يؤدي إلى انخفاض في كفاءة الاستخدام السعوي.

معدل التفريغ المنخفض يشبه الضغط بقوة على معجون الأسنان حتى يكاد ينتهي، ولكن إذا قمت بالضغط ببطء أكثر، يمكنك استخدامه لفترة أطول.

3. معدل الشحن

يقلل الشحن ببطء من تأثير التقطب داخل البطارية. كلما قل تيار الشحن، انتشرت أيونات الليثيوم بشكل أكثر اكتمالاً عبر مادة الإلكترود، مما يقلل من فقدان الطاقة. وببساطة، يسمح الشحن البطيء للبطارية بأن تُشحن بالكامل، مما يتيح لها توصيل طاقة أكثر.