كيف تؤثر الاختلافات في درجة الحرارة على أداء الشحن وتفريغ بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن؟

في درجات حرارة منخفضة ، بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن تجربة تباطؤ في العمليات الكهروكيميائية داخل البطارية أثناء عملية الشحن. مع انخفاض درجة الحرارة ، تنخفض تنقل الأيونات في المنحل بالكهرباء ، مما يجعل من الصعب على الأيونات أن تتحرك بين الكاثود وأنود. وهذا يؤدي إلى مقاومة داخلية أعلى وتقليل الكفاءة أثناء الشحن. في بعض الحالات ، قد يزداد وقت الشحن بشكل كبير ، مما يؤدي إلى دورات الشحن الممتدة التي ليست مثالية للحفاظ على صحة البطارية المثلى. عند محاولة الشحن إلى درجات حرارة أقل بكثير من النطاق الذي أوصت به الشركة المصنعة (حوالي 0 درجة مئوية إلى 10 درجة مئوية) ، قد تفشل البطارية في الشحن بالكامل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن البيئة الباردة تمنع التفاعلات الكيميائية اللازمة لتخزين الطاقة في البطارية ، ويمكن أن تسبب الشحن الزائد في الظروف الباردة أضرارًا دائمة للخلية.

عندما يتم تفريغ بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن في الظروف الباردة ، فإن الأداء الكلي يتعرض للخطر بشكل كبير. تزيد درجة الحرارة المنخفضة من المقاومة الداخلية للبطارية ، مما يقلل بدوره من كفاءتها في توفير الطاقة. نتيجة لذلك ، قد لا توفر البطارية كمية كاملة من الطاقة التي يحتاجها الجهاز ، مما يقلل من وقت التشغيل (أو وقت التشغيل). مع استمرار انخفاض درجة الحرارة ، سيبدأ جهد البطارية في الانخفاض بسرعة أكبر ، وسيواجه الجهاز فقدان طاقة أكثر وضوحًا أثناء الاستخدام. يمكن أن يتسبب هذا التأثير في إيقاف تشغيل الجهاز بشكل غير متوقع أو يقلل من الوظائف الكلية للمعدات التي تعمل بالبطارية. قد تتأثر التطبيقات التي تتطلب إنتاج طاقة عالية ، مثل أدوات الطاقة أو الأجهزة الطبية ، بشكل خاص بتقليل أداء التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة.

إن شحن بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن في درجات حرارة مرتفعة أمر ضار إلى حد كبير بأدائها وعمرها. مع ارتفاع درجة حرارة البطارية أثناء عملية الشحن ، تتسارع التفاعلات الكيميائية الداخلية ، مما يؤدي إلى ارتفاع معدلات توليد الغاز وتراكم الحرارة داخل البطارية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تبخير المنحل بالكهرباء أو تحلل ، مما يقلل من السعة الكلية للبطارية وكفاءتها. إذا كانت البطارية تحرز بشكل كبير ، فقد يؤدي ذلك إلى تمزق الغلاف أو تسرب المواد الداخلية ، مما قد يسبب أضرارًا لا رجعة فيه. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة أيضًا إلى انخفاض في عدد دورات الشحن التي يمكن أن تمر بها البطارية ، وبالتالي تقصير عمرها. الهرب الحراري هو خطر خطير آخر مرتبط بشحن درجات الحرارة العالية. يحدث هذا عندما تزيد درجة حرارة البطارية بشكل لا يمكن السيطرة عليها ، مما يتسبب في تفاعل سلسلة قد يؤدي إلى إطلاق الغازات الخطرة أو حتى النار. لتجنب هذه المخاطر ، من الأهمية بمكان الالتزام بدرجات حرارة الشحن الموصى بها ، وعادة ما تكون حوالي 10 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية ، واستخدام أجهزة الشحن مع ميزات تنظيم درجة الحرارة المدمجة.

في البيئات الساخنة ، تظهر بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن معدلًا أعلى من تفريغ الذات وقد تعاني من استنفاد سريع للطاقة المخزنة. تشير التفريغ الذاتي إلى الظاهرة حيث تفقد البطارية شحنتها حتى عندما لا تكون قيد الاستخدام ، وتسريع درجات الحرارة العالية هذه العملية. تؤدي المقاومة الداخلية المتزايدة بسبب الحرارة إلى تفريغ البطارية بسرعة أكبر وبشكل غير فعال ، والتي يمكن أن تقلل بشكل كبير من وقت التشغيل. تزيد درجات الحرارة المرتفعة من معدل تدهور مواد البطارية ، مما يزيد من قدرتها على تقديم طاقة موثوقة. تزيد الحرارة الداخلية المتولدة أثناء التفريغ من احتمال أن تصبح البطارية تضرارًا ، مما يؤدي إلى مشكلات مثل تورم البطارية والتسرب وتقليل الأداء الكلي.

لتحقيق الأداء الأمثل وطول العمر من بطاريات Ni-MH القابلة لإعادة الشحن ، من الضروري تشغيلها وتخزينها ضمن نطاق درجة حرارة محددة. عادة ما تكون درجة الحرارة المثالية لشحن وتفريغ بطاريات Ni-MH بين 10 درجة مئوية (50 درجة فهرنهايت) و 30 درجة مئوية (86 درجة فهرنهايت). في درجات الحرارة هذه ، تحدث التفاعلات الكيميائية الداخلية للبطارية بالمعدل الصحيح ، مما يضمن تخزين الطاقة الفعال وتسليم الطاقة. أسفل هذا النطاق ، قد لا تشحن البطارية بكفاءة أو قد تعاني من انخفاض السعة أثناء التفريغ ، بينما يزيد عن هذا النطاق ، يزيد خطر ارتفاع درجة الحرارة وفقدان السعة. يمكن أن يؤدي تخزين البطاريات في الظروف خارج هذا النطاق أيضًا إلى أضرار دائمة ، حيث قد يتجمد البرد الشديد من الإلكتروليت ، وقد يؤدي الحرارة المفرطة إلى تبخر بالكهرباء والتدهور الداخلي .