لوحظ مؤخراً انخفاض حاد في درجة الحرارة، مع أن البطارية كانت مشحونة بالكامل بعد الشحن، إلا أنها كانت تنفد طاقتها بعد الاستخدام. في هذه الحالة، دعونا نتحدث عن العلاقة بين البطارية ودرجة الحرارة:
Iتُستخدم بطاريات الليثيوم في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة، أي أقل من 4درجة مئويةسيؤدي ذلك أيضًا إلى تقليل عمر البطارية، بل إن بعض بطاريات الليثيوم الأصلية قد لا تُشحن في بيئات ذات درجات حرارة منخفضة. لكن لا داعي للقلق، فهذا وضع مؤقت، يختلف عن الاستخدام في بيئات ذات درجات حرارة عالية. فبمجرد ارتفاع درجة الحرارة، ستسخن جزيئات البطارية، وستستعيد البطارية طاقتها السابقة فورًا. وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة حركة الأنيونات والكاتيونات في الخلية الأولية، وزاد معدل اكتساب وفقدان الإلكترونات على القطبين، وبالتالي زاد التيار.
تأثير درجة الحرارة على المقاومة الداخلية للبطارية في حالةميزان الشاحناتهندسة
عند التفريغ في درجة حرارة محيطة تبلغ 0درجة مئويةحوالي 30درجة مئويةتنخفض المقاومة الداخلية للبطارية مع ارتفاع درجة الحرارة. وعلى العكس، عندما تنخفض درجة حرارة البطارية، تزداد مقاومتها الداخلية تدريجيًا، وتتغير المقاومة الداخلية للبطارية خطيًا مع درجة الحرارة. لذلك، تقع درجة حرارة تشغيل تفريغ البطارية ضمن نطاق 0.درجة مئويةحوالي 30درجة مئويةتتميز الموصلية الكهربائية للإلكتروليت بالجودة العالية، كما أن سرعة انتشار أيونات الهيدروجين والكبريتات فيه إلى المادة الفعالة عالية أيضًا. وهذا لا يُحسّن فقط من تأثير الاستقطاب التركيزي، بل يُحسّن أيضًا من سرعة تفاعل القطب، مما يزيد من فعالية التأثير الكهروكيميائي.نيكيؤدي الاستقطاب الكيميائي إلى زيادة سعة تفريغ البطارية.
عندما تنخفض درجة الحرارة المحيطة إلى ما دون الصفردرجة مئويةستزداد المقاومة الداخلية بنسبة 15% تقريبًا لكل 10درجة مئويةانخفاض درجة الحرارة. ونظرًا لزيادة لزوجة محلول حمض الكبريتيك، ستزداد المقاومة النوعية لهذا المحلول، مما سيزيد من تأثير استقطاب الأقطاب الكهربائية. وبالتالي، ستنخفض سعة البطارية بشكل ملحوظ.
تأثيرTدرجة الحرارةCالشحن وDيتم شحنها
كرر دورة التفريغ والشحن بجهد ثابت منخفض. في المرحلة الأولى، لا تكون درجة حرارة البطارية مرتفعة بسبب التوصيل الحراري. إذا تكررت دورة الشحن والتفريغ، سترتفع درجة حرارة المحلول الإلكتروليتي بشكل كبير.
في حالة الشحن عند درجة حرارة منخفضة، تنخفض كثافة تيار الانتشار بشكل ملحوظ، بينما لا تنخفض كثافة تيار التبادل كثيرًا، مما يؤدي إلى زيادة استقطاب التركيز، الأمر الذي سيؤدي إلى انخفاض كفاءة الشحن. من ناحية أخرى، فإن تشبع كبريتات الرصاص المفرغة الأخيرة عند درجة حرارة منخفضة يزيد من مقاومة تفاعل شحن وتفريغ البطارية، مما يقلل من كفاءة الشحن بشكل أكبر.
إذا تم شحن البطارية في درجة حرارة محيطة أعلى من 10درجة مئويةيؤدي ذلك إلى تقليل الاستقطاب بشكل ملحوظ، وتحسين معدل ذوبان كبريتات الرصاص وقابليتها للذوبان. بالإضافة إلى ذلك، يزداد معدل انتشار الأكسجين عند درجات حرارة أعلى، مما يُحسّن كفاءة شحن وتفريغ البطارية تحت تأثير هذه العوامل مجتمعة.
تاريخ النشر: 16 سبتمبر 2022