المؤشرات الأساسية للبطاريات القابلة لإعادة الشحن

1. أداء السلامة

البطاريات التي لا تستوفي معايير السلامة المطلوبة غير مقبولة. وأهم هذه التأثيرات هي الانفجارات والتسربات. ويرتبط حدوث الانفجارات والتسربات بشكل رئيسي بالضغط الداخلي للبطارية، وبنيتها، وتصميم عملية التشغيل (مثل عطل صمام الأمان، وعدم وجود دوائر حماية لبطاريات أيونات الليثيوم، وما إلى ذلك)، بالإضافة إلى التشغيل غير الصحيح المحظور تمامًا (مثل إشعال البطارية في النار).

2. القدرة

إجمالي كمية الكهرباء التي يمكن للبطارية إطلاقها في ظل ظروف تفريغ معينة. وفقًا لمعايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) والمعايير الوطنية، تُقاس السعة المقدرة لبطاريات النيكل والكادميوم والنيكل والهيدروجين بكمية الكهرباء المنبعثة عند شحنها عند 0.1 درجة مئوية لمدة 16 ساعة وتفريغها عند جهد يتراوح بين 0.2 درجة مئوية و1.0 فولت في ظل ظروف 20 ± 50 درجة مئوية، ويُعبر عنها بالـ C. أما السعة المقدرة لبطارية الليثيوم أيون فهي كمية الكهرباء المنبعثة عند شحنها لمدة 3 ساعات في درجة حرارة الغرفة، وتيار ثابت (1 درجة مئوية)، وجهد ثابت (4.2 فولت)، ثم تفريغها عند جهد يتراوح بين 0.2 درجة مئوية و2.75 فولت. وحدتا سعة البطارية هما مللي أمبير/ساعة وآه/ساعة (1 أمبير/ساعة = 1000 مللي أمبير/ساعة).

باستخدام بطارية النيكل الهيدروجينية القابلة لإعادة الشحن AA2300mAh كمثال، فهذا يشير إلى أن البطارية مشحونة بمقدار 230 مللي أمبير (0.1 درجة مئوية) لمدة 16 ساعة ثم يتم شحنها بمقدار 460 مللي أمبير (0.2 درجة مئوية)

عند تفريغها إلى 1.0 فولت، يبلغ إجمالي وقت التفريغ 5 ساعات، وتبلغ كمية الكهرباء المنبعثة 2300 مللي أمبير/ساعة. وبالمثل، عند تفريغها بتيار 230 مللي أمبير/ساعة، يبلغ وقت التفريغ حوالي 10 ساعات.

3. المقاومة الداخلية

تشير المقاومة الداخلية للبطارية إلى المقاومة التي يختبرها التيار المتدفق عبرها. تتميز البطاريات القابلة لإعادة الشحن بصغر حجمها، مما يتطلب استخدام أجهزة متخصصة لقياس نتائج دقيقة. المقاومة الداخلية المعروفة للبطارية هي المقاومة الداخلية في حالة الشحن، حتى بعد شحنها بالكامل (وهي تُقابل المقاومة الداخلية في حالة التفريغ، والتي تُشير إلى المقاومة الداخلية بعد تفريغ البطارية بالكامل. بشكل عام، تكون المقاومة الداخلية في حالة التفريغ أكبر منها في حالة الشحن وأقل استقرارًا). كلما زادت المقاومة الداخلية للبطارية، زاد استهلاكها للطاقة وانخفضت كفاءتها. تُولّد البطاريات ذات المقاومة الداخلية العالية حرارة كبيرة أثناء الشحن، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة حرارتها. يؤثر ذلك على البطاريات وأجهزة الشحن بشكل كبير. مع زيادة عدد مرات استخدام البطارية، تزداد المقاومة الداخلية للبطارية بدرجات متفاوتة بسبب استهلاك الإلكتروليت وانخفاض النشاط الكيميائي داخلها. كلما تدهورت جودة البطارية، زادت سرعة ارتفاع درجة حرارتها.

4. دورة الحياة

يشير عمر دورة الشحن إلى عدد مرات شحن البطارية وتفريغها المتكرر. يرتبط عمر البطارية وسعتها عكسيًا، حيث يصل عمر دورة شحن بطاريات النيكل والهيدروجين عادةً إلى أكثر من 500 مرة. أما البطاريات عالية السعة، فعمرها قصير نسبيًا، ولكنه قد يصل إلى أكثر من 200 دورة. ويرتبط عمر دورة الشحن ارتباطًا وثيقًا بظروف الشحن والتفريغ. فكلما زاد تيار الشحن (أي زادت سرعة الشحن)، قصر عمر دورة الشحن.

5. القدرة على الاحتفاظ بالشحنة

تشير قدرة الاحتفاظ بالشحنة، والمعروفة باسم التفريغ الذاتي، إلى قدرة البطارية على الحفاظ على كمية الكهرباء المخزنة في ظل ظروف بيئية معينة في حالة دائرة مفتوحة. يتم تحديد التفريغ الذاتي بشكل أساسي من خلال عوامل مختلفة مثل مواد البطارية وعمليات التصنيع وظروف التخزين. عادةً، كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد معدل التفريغ الذاتي. درجة معينة من التفريغ الذاتي للبطاريات القابلة لإعادة الشحن هي ظاهرة طبيعية. مع الأخذ في الاعتبار بطاريات النيكل والهيدروجين كمثال، ينص معيار IEC على أنه بعد شحن البطارية بالكامل، يجب تركها في دائرة مفتوحة لمدة 28 يومًا عند درجة حرارة 20 ± 5 درجة مئوية ورطوبة 65 ± 20٪. يجب ألا يقل وقت التفريغ عند 0.2 درجة مئوية عن 3 ساعات (أي يجب أن تكون الشحنة المتبقية أكبر من 60٪). التفريغ الذاتي لبطاريات الليثيوم أيون والبطاريات الجافة أصغر بكثير.