EN
لینکەکانی پێشوەر
کاریگەری باتەریی لیتیۆم-ئایۆن بە شێوەیەکی زۆر سەر بە ئەو دەرژمارەیە کە دەرژمار دەکات بە ڕیاکسیۆنە کیمیاییە داخڵییەکانی. کاتێک دەرژمار بەرز دەبێتەوە تەنها ١٠ پلە سەنتیگراد لەسەر دەرژماری جۆراوە (ئەمە نزیکەی ٧٧°F)، ئایۆنەکانی داخڵدا ٤٠ تا ٥٠ ٪ خێراتر جوڵ دەکەن. ئەمەش باتەریەکە دەکات بەهتر کارلێک بکات بەڵام دەتوانێت هەندێک لە بەشەکان بەردەوام بچێتە دوو. شتەکان زۆر خراپ دەبن کاتێک گەرمتر دەبن لە ٧٠°C (نیزیکەی ١٥٨°F). لەم ساتەدا شتێک کە پێی دەوترێت ڕووکاری ئینتەرفەیسی ئەلیکترۆلایتی جامادار یان لاکە SEI دەست دەکات بە شکاندن. ئەم پۆشە پاراستنە بەهێزە زۆر گرنگە بۆ پاراستنی ئەلیکترۆدەکان، کەواتە کاتێک وەستان، باتەریەکە بەردەوام چالاکییەکەی دەلێت. لە کۆنەوا، هەوا سارد مشکلاتی تریش دروست دەکات. لەژێر ٥°C (نیزیکەی ٤١°F)، شلەکەی داخڵی باتەریەکە زۆر تەقیتر دەبێت، کە ئایۆنەکان قورستر دەبن لە جوڵاندن. ئەمە مانای ئەوەیە توانای داهاتوو کەم دەبێت، نزیکەی ١٥ تا ٣٠ ٪ کەمبوونەوە لەوەی کە باتەریەکە دەتوانێت بەڕاستی بابەت بکات.
کاتێک شلەکان دووبارە دەبنەوە، باترییەکان دواچاری چەندین کێشەی سەرسوڕهێنەر دەبن. لە نزیک -٢٠ پلەی سەدیگراد (-٤ فارنهایت) ئابوری دەستپێدەکات بە تەختبوون و لەوانەیە شێوەی شلەکی بۆ ماوەی ٣٠٠ تا ٥٠٠% زیاد بکات. لە هەمان کاتدا، توانای باتریەکە بۆ وەرگرتنی باركردن بە شێوەیەکی گەورە داکەوە بە نزیکەی ٦٠%. ئەم کێشانەی کۆبەکردنەوە بازدانی ناوەندی باترییەکە بەرز دەکاتەوە بۆ ماوەی ٢٠٠ تا ٤٠٠% لە مقایسە بە ژمارە سادەی دماي جوڵەی سەرەتایی. بەهۆی ئەمە، سیستەمی ٤٨ فۆلتی لیتیۆم-ئایۆن دەبێت زۆرتر تلاش بکات تەنها بۆ کارکردنی ڕاستەقینە. سەیرکردنی ژمارە سەربەخۆی کارایی لە ئۆتۆمبێلی کارەبایییەکانی کە لە دۆخی ئارتیک کاردەکەن، شتێکی ترسناکی تر دەردەخات. ئەو خولەکانەی دەڵێن نزیکەی یەکچوارەکی ڕەوشتی سەرەتاییان لەدەست دەدەن لە بەرامبەر ئەم هەموو کێشانە، لە گەڕدوونی ئالکترۆکیمیاوی چاپکراوە لە ساڵی ٢٠٢٣.
کاتێک باترییەکان زۆر کات لە جۆرە سووتەوەرەدا دەمێننەوە لە نزیک ٤٥ پلەی سەلیسیوس (ئەمە نزیکەی ١١٣ فارینهایتە)، خێرا دەوشێت وەک حاڵەتی سەرەکی. جیاتی ژیانیان تەقەکە لە دوو و نیو جار کورتر دەبێت وەک کاتێک لە شێوازی ئاساییدا پارێزراون. تاقیکردنەوەی نوێی ٢٠٢٣ لەسەر پیری هەسارەیی پیشانی دەدات: باترییەکان کە لەم پلەی سووتی بەرزەدا کاردەکەن، دەربارەی ١٥٪ ئاستیان دەکەون دوای تەنها ١٥٠ سایکلی بارکردن، لە کاتێکدا ئەوانەی کە لە پلەی سووتی دابەزین (نزیکەی ٢٥C) تەنها ٦٪ کەمبوون. و مەسەلەیەکی تر هەیە کە لە بنچینەکە دەگونجێت. کاتێک پلەی سووتی زیاتر لە ٤٠ پلەی سەلیسیوس بەرز دەبێت، لاوەکی SEI لە ناو ئەم باترییانە سێ جار خێتر ڕەوشت بەردەوام دەکات وەک ئاسایی. ئەمە واتای ئەوەیە کە یۆنە لیتیومی زیاتر دەبنەوە بەردەوام، کە بە ئاڕاستەی کەمکردنەوەی ماددەی بەکارهێنەرەکان لە ناو خانەکانی باتری.
کاتێک باترییەکان لە هەر زەویترین پلەی سەختیدا تەواو دەبن، شتێک لە ڕەفتاری یۆنەکانی لیتیۆمدا دەگۆڕێت. لە جێگەی چوون بۆ شوێنی ڕاستی خۆیان لە ناو ماددەی ئانۆد، دەست بە دروستکردنی شڵەی مەتالی لەسەر ڕووی باتری دەکەن. ئەوە چی دەبێت؟ ئەم شڵە مەتالییانە کێشەی دروست دەکەن. لە ڕاستیدا، ئەم شڵەیە شانسی کرتەی کورت بوون بەرز دەکاتەوە بە نزیکەی ٨٠٪، کە زۆر سەرسوڕهێنەرە. وەکو، ئەم شڵەیە باعث دەبن لەوەی توانای گشتی باتری زۆر بەخێرایی کەم بێت. لە سەرەنجام، ئێستا ئامرازی تشخیصی هەن کە نیشانە سەرەتایییەکانی دروستبوونی شڵە مەتالی دەربارە دەکەن پێش ئەوەی کێشەکە زۆر بد بێت. کۆمپانیاکانی کە ئەم کێشەیان هەیە، پێویستیان بە داڕشتنی یاسای زۆر سخت کردووە سەبارەت بە خێرایی تەواوکردنی باتری کاتێک دەمەزرێت. زۆربەیان خێرایی تەواوکردنی سەرەکیان دیاری کردووە کە زیاتر لە 0.2C نەبێت کاتێک پلەی گەرمی دەرەکی کەمتر لە پێنج پلەی سەنتیگراد بێت.
ڕفتاری گەرمی باترییە کۆمپیوتەرییەکانی لیتیۆم-ئایۆنی 48V زۆر جیاوازە بەپێی شوێنی بەکارهێنانیان. وەک نموونە، ئۆتۆمبێلە ئەلیکتریکییەکان، زۆربەی مۆدێلەکانی ئەمڕۆ بەرهەڵستی گەرمی شلەکە بەکاردێنە بۆ پاراستنی دابەشکراوەکانی باتری لەژێر 40 پلەی سەلیسیۆس لە کاتی ڕۆشتن لە شەقامە زۆر شەعیرەکان. ئەمە یارمەتی دەدات تا نزیکەی 98% لە توانای سەرەتایی باتری پارێزراو بێت، تەنانەت دوای 1000 سایکلی بارکردنی تەواو. بەڵام کە دەچینە سەر ئامێرەکانی خزنکردنی وزەی دووبارەبەرهەمهێنەر لە ناوچە شەودا، کێشەکە قورستر دەبن. ئەم سیستمانە ماوەیەکی درێژ دەخولێنە ناو دەمەزرینی دەوروبەری کە زیاتر لە 45 پلەی سەلیسیۆس دەگات. ئەنجامەکە؟ توانای باتری زۆر تەقەڵتر دەبێت، نزیکەی 12% زیاتر لە هاوشێوەکانی کە لە ناوچە ساردترەکان دا نیشتوون. بۆ جەنگیدان لەگەڵ ئەم کێشانە، دامەزرێنەران سیستەمی پێشکەوتووی بەڕێوبەرایەتی باتری، یان BMS بە کورتی، پێشخستووە. ئەم سیستەمە زیرەکانە خێرایی بارکردن بە شێوەی ئۆتۆماتیک دەگۆڕن و مەکانیزمی ساردکەرەوە دەبەخشێنن هەر کاتێک کە هەر یەکێک لە سێلەکان دەست بە گەرمبوون دەکات، بە شێوەی گشتی لە نزیک 35 پلەی سەلیسیۆس. خەڵکی داهێنەری پیشەسازی ئەمە وەک تەکنەلۆجیایەکی زۆر گرنگ دەبینن بۆ درێژکردنەوەی جێگیری باتری لە ناوچە شێواوەکان.
لەگەڵ یەکێک لە توێژینەوەکانی ساڵی ٢٠٢٣ کە سەرنجی بە ڕۆبۆتی ئامبار گرتبوو، دەرکەوت باترییەکانی ٤٨ فۆلت کە ڕۆژانە تەنھا لە -١٠ پلەی سەدیسیوسەوە بۆ ٥٠ پلەی سەدیسیوس دەگۆڕان، تەنھا دوو ساڵ و نیو دواتر نزیکەی ٢٥٪ ھێزیان لەدەست دەدا. ئەمە سێ جار زیاتر لە باترییەکانیش کە لە جۆری دابەزینی کۆنتڕۆڵکراودا مایەوە. کاتێک توێژەران ئەم باترییە شکاوەکانیان کرد بۆ شیکاری کردنی زیاتر، کێشەیەکی لەسەر داپۆشینی لیتیۆم دۆزییەوە کە ھەڵدەستی ماشینەکان لە ھەواوە سارد دەکرد، وەکوو کێشەی ھەڵچوونی جیاکەرەوەکان کاتێک پلەی گەرمی زۆر بەرز دەبوو. لە بەرامبەریدا، باترییە ھەنگاوییەکان کە لەگەڵ سیستەمی ڕێکخستنی گەرمی دروست کرابوون، ڕەنگە باشتر بەرگری بکەن. ئەم باترییانە ماددەی گۆڕانی فازی تایبەتیان تێدا بوو کە یارمەتی خۆی دا بۆ ئەوەی پێوەندی کارایان بە شێوەیەکی ناوبانگدار لە نزیکەی + یان - ٣٪ لە ماوەی ٢٠٠٠ چالاکردنی باردا بمێنێتەوە. ئەمە بە وردی دەریدەخات چەند گرنگە بۆ ھەڵگرتنی کۆنتڕۆڵی گەرمی بۆ باترییەکان کە لە ژینگەی سخت کار دەکەن.
کارکردن لەسەروو ٤٠°C دەبێتە هۆی بەهێزبوونی تێکشکان، کە ژیانی چاکردنەوە تا ٤٠٪ کەم دەکاتەوە لە مقایسە بە ٢٥°C (ناتور ٢٠٢٣). دماهەلی بەرز لاکەرەوەی SEI ناڕاست دەکات و تێکشکانی گەرمی دادەبەزێت، کە دەبێتە هۆی لەدەستدانی قابلیەتی گەشه نەکراو. لە ٤٥°C، لەوانەیە باترییەکان لە ٣٠٠ چاکردنەوەدا ١٥-٢٠٪ لە قابلیەتی سەرەتایی خۆی لەدەست بدات لەبەر شکانی کاتۆد و ئۆکسیدکردنی ئەلیکترۆلایت.
دماهەلی بەرز سێ ڕێگای سەرەکی شکست دابەزێنەر دەست پێدەکەن:
ئەم رەواکانی گەرمیدا دەتوانن زنجیرەیەکی خۆکار دروست بکەن. لێکۆلینەوەکان نیشاندەن کە هەموو ١٠°C زیادبوون لەسەر ٣٠°C، دوو ئەو بارە دەکات کە لیتیۆم لەسەر ئانۆد دەبەزێت—هۆکارێکی سەرەکی بۆ دەستپێکردنی تەندروستی گەرمی.
خانەکانی لیتیۆم-ئایۆن دەست بە کێشەیەکی قورس دەکەن کاتێک پلەی گەرمی داخڵی دەگاتە نزیکەی ١٥٠ پلەی سەنتیگراد. لەو کاتەدا دەچنە ناو ئەو حاڵەتەی پێی دەوترێت تەندروستی گەرمی، کە دەبێتە زنجیرەیەکی ڕەوا کە گەرمی دروستکراو بە خێرایی زیاتر لەوەی کە دەتوانێت بچێتە دەرەوە. ئەنجامەکان؟ خانەکان ممکنە گازیان بەجێبهێڵن، ئاگر بکەن، یان تەنانەت بچنە شووشە لە ماوەی چەند چرکەیەکدا، لە ڕاپۆرتی چەندین زانکۆی پیشەسازی. سیستەمی بەڕێوبەری مۆدێرنی باتری بەڕاستی یارمەتی کەمکردنەوەی ئەم جۆرە کێشانە بووە. بەرهەمهێنەرەکان ڕاپۆرتی داگرتنی نزیکەی ٩٧% لەو جیاوازییانەوە داوە لە ساڵی ٢٠١٨ەوە، بەپێی هەواڵی پاشەکەوتی ئەنرژی لە ساڵی پێشوو. هەرچەندە، سیستەمی ٤٨ ڤولت بە تایبەتی تێکچوونی هەیە بۆ چەند سنورێکی هەڵەشەوە کە دەتوانن هەڵەیەکی زۆر خەمگین بن، لەوانە:
| هەلومەرجی مەترسی | هاوپیمانی دامەزراندن | دواتر |
|---|---|---|
| دروستکردنی جیاکەرەوە | 130°C | کرتەی کورتی ناوخۆیی |
| تێکشکاندنی ئالکترۆلایت | 200°C | گەشەکردنی شوولە |
| تێکشکاندنی کاتۆد | 250°C | ڕیه‌کدانی گازی زەررەوەند |
خاڵکردنی ئاکتیف و پشکنینی بەردەوامی گەرمی پێویستە تا لە ئەنجامە شێتانەکان لە هەموو جێگەیەک کە گەرمی بەرزە خۆپارێزی بکەن.
باتریە لیتیۆم-ئایۆنەکان زۆر بەهێز دەبنەوە کاتێک سارد دەبن، چونکە یۆنەکانی ناوەوە دژایەتی زیاتر دەبینن کاتێک پلەی گەرمی داودەچێت. کاتێک باسی شتێک دەکەین وەکو مینیوس ٢٠ پلەی سەلیسیۆس (کە نزیکەی مینیوس ٤ فارەنهایتە)، توانای باتری بە نزیکەی ٦٠% کەم دەبێت لەو کە ئاساییە لە پلەی گەرمی دەسکان. پلەی فولتیش کەم دەبێت، بە نزیکەی ٣٠% داودەچێت. ئەمە زۆر گرنگە بۆ شتەکانی وەک ئۆتۆمبێلە ئەلیکتریکییەکان یان سیستەمەکانی چەسبونی خۆری کە دوورن لە تۆڕ. ئەم ئامرازانە پێویستیان بە هێزی بەردەوام هەیە تەنانەت کاتێک هەوای سەختی زستانی دادەگرێت، بەڵام هەوای سارد ئەمە زۆر قورستر دەکات.
کاتێک باترییەکان لە خوار دووری سفر (ئەمە ٣٢°F ئەو کەسانەی کە هێشتا فارینهایت بەکاردێنن) شارژ دەبن، دوو کێشەی گەورە ڕوودەدات. یەکەم، شتێک ڕوودەدات بە ناوی پلەی لیتیۆم کە لیتیۆمی مەتالیک لەسەر ئەندامی نەرەبەری باتری دەکەوێتەوە. ئەمە تەنها زۆر شڵەژنەرنیش نییە - توێژینەوەکانی زاکانی باتری دیاری کردووە کە هەر کاتێک ئەمە ڕووبدات، باتری نزیکەی ١٥ تا ٢٠% لە توانای گشتی خۆی بەردەوام دەلێژێت. دواتر کێشەی ئەلیکترۆلایت هەیە. لە سەرمای زۆر نزم وەک منیوس ٣٠ پلەی سەوزی، شلەکەی ناو باتری نزیکەی هەشت جار شلتر دەبێت لە حاڵەتی ئاساییدا. وەکوو هەوێت عسل بەناو قوزی بگورێنێت کاتێک دەبێت ئازاد بچوڵێتەوە. شلبوونی ئەلیکترۆلایت باش دەکات بۆ ئایۆنەکان کە ناتوانن بە شێوەیەکی ڕاستەقینە بچوڵێن، بۆیە باتری بە تەواوەتی شارژ ناکرێت. زۆربەی سیستەمەکانی باترییە پیشەسازییەکان لەگەڵ بنکەی گەرمکردن یان کۆنتڕۆڵکردنی سەرماوە بەرهەم هێنراون بۆ ئەوەی ئەم کێشەیە دابخشن. بەڵام شارژەرە ئاساییەکانی بەکارهێنەران؟ زۆربەی جاران هیچ تەواوچینەکانی وەزارەتیان نییە، کە ئەوەش دیاری دەکات بۆچی زۆر کەس باترییەکانیان دەجوڵێنەوە بەبێ ئەوەی تێبگەن.
ئازموونە دادوەرییەکان نیشاندەدەن کە کومودە تەرمی کۆنتڕۆڵکراو لە دامەزراندنی ئەنرژی قوتبووندا ژیانی سایکلی بەرزدەکاتەوە بە 23% لە سیستمە نەکۆنتڕۆڵکراوان
پەنچەی کارکردنی بەهێز بۆ باتەری لیتیۆم-ئاین ٤٨ڤ لە نێوان ٢٠°C بۆ ٣٠°C (٦٨°F بۆ ٨٦°F) دا دێت، هەروەها لە توێژینەوەکانی ساڵی ٢٠٢٥ دەرئەنجام دراوە لە بواری ئاسمانی کارەبایی. لە خوار ١٥°C، توانای بەکارهێنراو ٢٠% تا ٣٠% کەم دەبێت؛ کارکردنی ناوخۆیی لە سەرووی ٤٠°C چوارجار زیاتر لە گەرمی دەستکرد دووبارە دەبێتەوە.
BMS نوێتر سێنسۆرە گەرمیداری جیادار و ئالگۆریتمی گۆڕاندوو داخیل دەکات تا تواوایی گەرمی بپارێزێت. توێژینەوەیەکی ساڵی ٢٠٢١ لەسەر چەندلاکان نیشاندا کە BMS پێشکەوتوو ڕێژەی گەرمی نێوان باتەرییەکان بە ٥٨% کەم دەکاتەوە بەهۆی دابەشکردنی باری داینامیک و ڕێگریکردن لە ڕێژەی شارژ.
ئەندازیارانی نوێ ئەو ماددەی کۆنتڕۆڵکردنی گەرمی بەکاردێنن کە دەتوانن تا ١٤٠ تا ١٦٠ کیلۆجول بەیەک کیلۆگرام شت بکەنەوە کاتێک گەرمییەکە بەهۆشی زیاد دەبێت، هەمووی تێکەڵ کراوە بە لاوەکانی تەختی سیرامیکی کە تەنها گەرمی دابەزێنەری (٠٫٠٣ وات بە مەتر کەلفن) دەبێت. پلەتە ساردکەرەوەی شلەکانیش گەرمی کەم دەخەنەوە، بۆیە نرخی پۆلە دەرەکییەکان زیاتر لە ٥ پلەی سەدیگراد زیاد ناکات تەنانەت لە کاتی چارجکردنی خێرا ٢C دا کە لە تاقیکردنەوەی سەقامگرتنی گەرمیدا لە ساڵی دواتردا بەسەریدا چوو. هەموو ئەم بەشە جیاوازانە کار لەگەڵ یەک دەکەن بۆ ئەوەی باترییەکان باش بەردەوام بن بەپێی جۆرە جیاوازەکانی کەش و هەوای هەر ئەو شوێنەی کە بەکار دێن.