باتری لیتیوم یونی چیست و چگونه کار می‌کند؟

باتری لیتیوم یونی چیست ، خطرات استفاده از باتری لیتیوم یون چیست، چرا باتری لیتیومی آتش می‌گیرد و اینکه باتری لیتیوم یونی چگونه کار می‌کند؟ در این مطلب، به تمام این سوالات پاسخ داده می‌شود.

باتری لیتیوم یونی چیست و چه خطراتی دارد

قبل از اینکه، سراغ نحوه عملکرد باتری لیتیوم یونی برویم، بهتر است نظر شما را نسبت به حقیقتی نگران کننده در مورد این منبع ذخیره انرژی جلب نماییم. باتری‌‌های لیتیومی در عین مفید بودن، کالاهای خطرناکی هستند، در واقع می‌توان آن‌ها را با گازوئیل، گاز پروپان و سولفوریک اسید در یک رده قرار داد.

باتری لیتیوم یونی چیست و چه خطراتی دارد

در بعضی کشورها، مثل کانادا برای حمل و نقل باتری لیتیوم یونی فارغ از اینکه در بسته پلمپ شده یا در دستگاه‌های الکترونیکی نظیر لپ‌تاپ، دوربین عکاسی و… قرار داشته باشند، قوانین و مقررات ویژه‌ای وضع شده است.


بیشتر بخوانید: راهنمای جامع کار با باتری آیفون (قسمت اول)


هرچند اکثر باتری‌های لیتیوم یونی امن هستند، اما برخی از انواع باتری‌های لیتیومی ممکن است به آسانی داغ شده و آتش بگیرند. در چنین حالتی، آتش به وسایل اطراف نیز سرایت کرده و برای باتری آن وسایل نیز مشکل ایجاد می‌کند.

باتری‌های لیتیومی به دلیل خاصیت ویژه‌ای که دارند در صورت آتش گرفتن نه تنها به سادگی خاموش نمی‌شوند، بلکه مواد سمی را نیز به محیط انتشار خواهند داد. در چنین حالتی، با توجه به اینکه هواپیماها ممکن است امکانات خاموش کردن آتش برای تمام انواع باتری‌های لیتیوم یونی را در اختیار نداشته باشند، امکان بروز فاجعه انسانی وجود دارد.

برخی از حوادثی که در رابطه با باتری لیتیوم یونی گزارش شده است

  • آتش گرفتن خود به خود باتری لپ‌تاپ در قسمت بار هواپیما بر اثر گرم شدن
  • انفجار باتری لیتیوم یونی در یک مینی زیر دریایی آمریکایی
  • آتش گرفتن باتری دوربین عکاسی یک مسافر در هنگام عبور از گیت‌های مرزی
  • دود کردن و آتش گرفتن دو بسته باتری لیتیوم یونی در هنگام بازرسی
  • آتش گرفتن و دود کردن یک باتری لیتیوم یونی در هنگام پرواز هواپیما که در یک چراغ قوه قرار داشت،

بهتر است در ابتدا فرق باتری و سلول را توضیح دهیم. سلول یک واحد الکتروشیمیایی مستقل با داشتن یک الکترودهای مثبت و منفی است. از سوی دیگر، باتری عبارت است از وسیله‌ای که از دو یا چند سلول تشکیل شده باشد. باتری‌های AA و AAA در واقع، سلول هستند.

تفاوت باتری‌ لیتیوم یونی با باتری لیتیوم متال

باتری‌های لیتیوم متال معمولا غیر قابل شارژ بوده و با دارا بودن لیتیوم فلزی، معمولا با میزان ذخیره انرژی بالاتری نسبت به باتری‌های لیتیوم یون عرضه می‌شوند. این نوع باتری بیشتر در وسایلی نظیر، ماشین حساب، ساعت، کنترل ماشین اسباب بازی و… استفاده می‌شوند.

باتری لیتیوم یونی قابل شارژ بوده و از لیتیوم فلزی در آن استفاده نمی‌شود و معمولا میزان ذخیره انرژی پایین‌تر دارد. باتری لیتیوم پلیمر به عنوان یک نوع از باتری‌ لیتیوم یون در نظر گرفته می‌شود. باتری لیتیوم یونی معمولا در وسایلی نظیر، موبایل، خودروهای الکتریکی، لپ‌تاپ و تبلت استفاده می‌شوند.

دلیل احتمال بروز حادثه در باتری لیتیوم یون چیست

یکی از مهمترین دلایل گرم شدن بیش از حد باتری لیتیوم یون در حین پرواز و حمل نقل آن، اتصال کوتاه است. ممکن است به دلیل نزدیکی و اتصال این باتری‌ها با اشیایی نظیر، کلید و طلای زینتی و… اتصال کوتاه برقرار شده و موجب گرم شدن بیش از اندازه این باتری‌ها شود. در برخی مواقع نیز دکمه شروع به کار این وسایل به صورت اتفاقی زده می‌شود و به این صورت موجب گرم شدن بیش از حد آنها در قسمت بار می‌شوند.

منظور از وات ساعت در باتری لیتیوم یونی چیست

میزان ذخیره انرژی باتری لیتیوم یونی معمولا به صورت وات ساعت گزارش داده می‌شود. در صورتیکه باتری لیتیوم یون شما قبل از تاریخ اول ژانویه 2009 ساخته شده باشد، ممکن است که عدد وات ساعت بر روی آن درج نشده باشد.

منظور از وات ساعت در باتری لیتیوم یونی چیست

در این شرایط به دو صورت، امکان محاسبه میزان ذخیره انرژی باتری خود را دارید.

  1. اگر میزان ولتاژ و آمپر بر ساعت باتری را می‌دانید، کافیست این دو عدد را برای به دست آوردن میزان ذخیره انرژی بر حسب وات ساعت، در هم ضرب نمایید.
  2. اگر میزان ولتاژ و میلی آمپر بر ساعت باتری را می‌دانید، کافیست پس از ضرب کردن این دو عدد در هم، آن‌را بخش بر هزار کنید. در این حالت، میزان وات ساعت باتری را محاسبه نموده‌اید.

باتری لیتیوم یون چگونه کار می‌کند

ذخیره سازی و آزاد کردن انرژی باتری از طریق انتقال الکترون از یک سر به سر دیگر انجام می‌شود. این دو سر باتری، کاتد و آند نامیده می‌شوند. معمولا آند از کربن و کاتد از یک ترکیب شیمیایی نظیر، کبالت اکسید ساخته شده است. مایع درون باتری نیز الکترولیز خوانده می‌شود. این ماده بین دو الکترود باتری جریان دارد. در باتری‌های لیتیوم یون، این مایع حاوی یون‌های لیتیوم است.


بیشتر بخوانید: تعیین طول عمر باتری آیفون با محاسبه دقیق تعداد سیکل شارژ


زمانی که باتری در دستگاه قرار دارد، یون‌های لیتیوم با بار مثبت به سمت کاتد حرکت می‎کنند. با ازدیاد بار یون‌های مثبت در اطراف کاتد، این الکترود از آند، بار مثبت بیشتری پیدا می‌کند و بنابراین الکترون‌ها را به سمت خود می‌کشد. ذر هنگام حرکت الکترون‌ها به سمت کاتد، وسیله برقی مورد نظر را در بین این مدار قرار می‌دهیم. این مساله موجب ایجاد انرژی مورد نظر، برای کارایی وسیله مورد نظر می‌شود.

برای درک بهتر، کافیست فرض کنید به جای حرکت الکترون‌ها در بین این دو وسیله، آب جریان دارد و این آب برای چرخاندن پره‌های آبی استفاده می‌شود. در هنگام شارژ، با عوض شدن مسیر حرکت الکترون‌ها و جابه‌جایی یون‌های لیتیوم در الکترولیز، باتری برای استفاده بعدی شارژ می‌شود.

بیشتر بخوانید:

.

منابع: sustainable-nano ،gc



ارسال نظر (1 نظر)

    با سلام ایا باتری یون لیتیوم پاوربانک را میشود شوک داد؟
    18650 B

    0

    0
    پاسخ