الفرق بين بطاريات الجهد العالي وبطاريات الجهد المنخفض

بالنسبة للمستهلكين، تشير البطاريات ذات الجهد العالي عمومًا إلى البطاريات ذات الجهد الكهربي الأعلى من 48 فولت، وهو ما يسمى البطاريات ذات الجهد العالي. في الواقع، هذا لا يمكن أن يقال خطأ أو صحيح. إذن ما الفرق بين بطاريات الجهد العالي وبطاريات الجهد المنخفض؟ بالنسبة لمصنعي بطاريات الليثيوم، هناك نوعان أساسيان من البطاريات ذات الجهد العالي، ولكل منهما متطلبات الاستخدام الخاصة به وتعريفات مختلفة، كما تختلف الاختلافات بين البطاريات ذات الجهد العالي والبطاريات ذات الجهد المنخفض. دعونا نلقي نظرة فاحصة:
بالنسبة لتطبيقات البطاريات عالية الطاقة، يمكن أن تكون بطاريات الليثيوم أيون هي البطارية الكيميائية المفضلة، ويرجع ذلك أساسًا إلى كثافتها العالية للطاقة. تستخدم السيارات الكهربائية والمركبات الكهربائية الهجينة اليوم بطاريات NiMH، وسيؤدي استخدام بطاريات الليثيوم أيون إلى زيادة كثافة تخزين الطاقة بنسبة 400%. ومع ذلك، من أجل الحفاظ على موثوقية بطاريات الليثيوم أيون من خلال آلاف دورات الشحن والتفريغ، يجب أن يواجه نظام البطارية العديد من التحديات التقنية.
يعتمد أداء بطاريات الليثيوم أيون على درجة حرارة البطارية وعمرها ومعدلات شحن وتفريغ البطارية وحالة الشحن (SOC). هذه العوامل ليست مستقلة. على سبيل المثال، بطاريات الليثيوم أيون سوف تولد حرارة أثناء التفريغ، وبالتالي زيادة تيار التفريغ. قد يؤدي هذا إلى حالة الهروب الحراري ويؤدي إلى أعطال كارثية. بالإضافة إلى ذلك، فإن شحن أو تفريغ بطاريات الليثيوم أيون بنسبة 100% من SOC سيقلل من قدرتها بسرعة. لذلك، يجب أن يقتصر تشغيل بطاريات الليثيوم أيون على نطاق SOC معين، مثل 20% إلى 80%، حيث تكون السعة المتاحة 60% فقط من السعة المحددة. علاوة على ذلك، تحتوي بطاريات الليثيوم أيون أيضًا على منحنى تفريغ مسطح، حيث قد يظهر تغير SOC بنسبة 1٪ فقط كفرق في الجهد يبلغ بضعة ميلي فولت. للاستفادة الكاملة من نطاق الجهد المتوفر للبطارية، يجب على نظام البطارية مراقبة جهد البطارية بدقة شديدة (والذي يتوافق مباشرة مع SOC).
أصبحت البطاريات القابلة لإعادة الشحن والتفريغ إحدى الضروريات اليومية التي لا غنى عنها في عصر المعلومات. وقد نجح تطبيقه على نطاق واسع في تحرير العديد من الأجهزة والأدوات الكهربائية التي كانت غير متحركة سابقًا، مما عزز التطور السريع للعديد من الصناعات مثل الإلكترونيات والمعلومات والنقل وما إلى ذلك. على الرغم من بدء استخدام بطاريات الليثيوم في السيارات الكهربائية، إلا أن كثافة تخزين الطاقة لبطاريات الليثيوم الأكثر تقدمًا لا تزال أقل من خمس كثافة وقود البنزين. ولذلك، فمن الملح تطوير مواد البطاريات ذات الأداء الأفضل.