آموزش باتری ها | بخش هشتم – باتری لیتیوم پلیمر

در قسمت پایانی آموزش باتری ها، قصد داریم در مورد باتری لیتیوم پلیمر صحبت کنیم. ساختار و ویژگی ها، نحوه شارژ و دشارژ و نهایتا شیوه نگهداری اون رو بررسی خواهیم کرد. همچنین چارتی به زبان اصلی برای مشخصات فنی بعضی از باتری ها معرفی می کنیم و چند روش برای احیا باتری های مرده بیان می کنیم. برای مطالعه مطالب قبلی مربوط به باتری‌ها می‌توانید از اینجا اقدام کنید. همچنین توصیه می‌کنم قسمت قبلی این آموزش که در مورد باتری لیتیوم یون هست رو هم مرور کنید. با ما همراه باشید…

Lithium Polymer Battery (باتری لیتیوم پلیمر)

ساختار و ویژگی

باتری های لیتیوم پلیمر که به Li Poly یا Lipo نیز مشهورند، شبیه به باتریهای لیتیم یون هستند. تفاوت اصلی باتری های لیتیوم پلیمر با لیتیوم یون در نوع الکترولیت به کار رفته در آن است. در باتری لیتیوم پلیمر از پلیمر های جامد به جای الکترولیت مایع باتری های لیتیوم یون استفاده شده است. باتری لیتیوم پلیمر مشابه باتری لیتیوم یون بر مبنای کاستن و افزودن یون های لیتیومی به الکترود های مثبت و منفی کار می کند.

باتریهای لیتیوم پلیمر بسیار سبک هستند و در برابر شارژ بیش از حد و نشت مواد شیمیایی نیز مقاومتر هستند. اما تولید آنها گرانتر از باتریهای لیتیم یون است و معمولا چگالی انرژی پایین تری دارند . باتریهای لیتیوم پلیمر بیشتر در وسایل الکترونیکی سبک وزن و گران قیمت مانند گوشیهای موبایل به کار می روند.

باتری های لیتیوم پلیمر به دلیل ساختار (انواع ورقه های پلیمری) که دارند، دارای انعطاف‌پذیری بیشتری هستند. این دسته از سلول ها با وزن کمتر، دارای ظرفیت نامی یکسان با معادل استوانه ایی خود هستند؛ البته قیمت نهایی این نوع باتری بالا تر از نوع معمولی است. باتری های پلیمری بیشتر بصورت pouch cell هستند.

بصورت عامه و تجاری این باتری ویژگی های تقریبا یکسانی دارند ولی با بررسی دقیق تر می توان فهمید که به دلیل ساختار پلیمری گسترده این نوع باتری، تنوع آن بسیار بیشتر است. این موضوع برای باتری های دیگر هم تا حدودی صدق می کند و اکثر موارد کاربر از آن بی اطلاع است.

بعضی از انواع خاص این نوع باتری در مقابل شرایط محیطی سخت مقاوم هستند ولی نوع تجاری آن معمولا به دلیل سبک تر بودن، جریان دهی بهتر و سیکل شارژ و دشارژ بیشتر  نسبت به باتری لیتیوم یون مورد استفاده قرار می گیرند. این باتری معمولا دارای جریان نشتی کمتری نسبت نوع معادل لیتیوم یون است.

نحوه شارژ و دشارژ

نحوه شارژ و دشارژ دقیقا مثل لیتیوم یون است. نکته کلی برای باتری های نوع pouch cell این است که این نوع باتری بعد از مدتی استفاده و شارژ و دشارژ کمی باد می کند، پس برای استفاده از آن در وسایل قابل حمل باید کمی فضای بیشتر در نظر گرفت. قابل ذکر است که این باد کردی تا حدی مجاز است و از آن به بعد خطر آسیب به برد الکترونیکی، نشت وانفجار را در پی دارد.

نگهداری

سلول‌های لیتیوم پلیمر مشکلاتی مشابه با سایر سلول‌های لیتیوم یون دارند. این امر به این معنی است که شارژ و تخلیه بیش‌ازحد، دمای بالا، اتصال کوتاه، ضربه و نفوذ می‌تواند باعث خرابی‌اساسی؛ شامل پاره شدن کیسه حاوی سلول‌ها، نشت الکترولیت و آتش‌سوزی می شود. قابل توجه است که به دلیل نوع الکترولیت موجود در باتری لیتیوم یون؛ خطر نشت و انفجار در شرایطی که دما محیط یا دمای بیرونی باتری بالاتر از 50 درجه باشد بیشتر از نوع لیتیوم پلیمر است.

در ضمن در صورت استفاده از نوع pouch cell حتما پوشش مناسبی برای آن در نظر بگیرید (در اکثر موارد خود باتری پوشش پلاستیکی یا آلومینیومی دارد). دلیل استفاده از پوشش جلوگیری از پاره شده کیسه اصلی است. پارگی کیسه این نوع باتری خطر انفجار دارد.

دلیل بوجود آمدن حالت “dead battery”

در صورت شارژ نکردن باتری برای مدت طولانی (معمولا بیشتر دو سال)، باتری ولتاژ صفر ولت را از خود نشان می دهد در این حالت باتری در اصطلاح “مرده” است. این اتفاق به دلیل تخلیه شدید باتری و کاهش سطح ولتاژ آن از حد مجاز یعنی EODV است که باعث کریستالیزه شدن ماده الکترولیت و اتصال کوتاه دو قطب باتری می شود.

نحوه احیا باتری مرده

اصولی ترین راه برای احیا مجدد باتری؛ اتصال منبع ولتاژی است که از لحاظ ولتاژ و جریان نامی، با باتری مرده برابر باشد. برای مثال؛ اگر باتری 1.2 ولت، 2.7 آمپر/ساعت بود، باید به یک باتری سالم و کاملا شارژ شده با مشخصات برابر وصل شود یا به یک منبع تغذیه متغییر با محدود کننده و تنظیم ولتاژ و جریان وصل شود.

در استفاده از منبع تغذیه متغییر برای اینکار؛ ابتدا ولتاژ خروجی منبع را بر اساس ولتاژ حالت فول شارژ باتری که در این مثال 1.4 ولت می شود با استفاده از مولتی متر تنظیم کرده و بعد از آن خروجی منبع را با رنج آمپر متر مولتی متر اتصال کوتاه کرده (دقت کنید که در این مرحله حتما ولوم جریان منبع در ابتدا بسته باشد) سپس به آرامی ولوم جریان باز می کنیم تا جریان خروجی منبع به جریان نامی باتری که در این مثال 2.7 آمپر/ساعت است برسد. بعد از این مراحل می توان به مدت 30 ثانیه منبع را به باتری وصل کرد تا باتری احیا شود.

توجه کنید که این روش برای باتری های کهنه و کارکرده جواب نمی دهد و فقط برای باتری های نسبتا نو و سالم که بر اثر انبار طولانی مدت یا قرار داشتن در مدارات الکترونیکی ولتاژ خروجی آن صفر ولت شده قابل استفاده است و بسته به شرایط باتری بین 80 تا 90 درصد ظرفیت نامی باتری را می توان احیا کرد. این روش برای تمامی انواع باتری ها قابل اجرا هست.

منبع پیشنهادی

تشکر از همراهی شما دوستان عزیز، با آموزش های دیگر در سایت رزدینو در خدمت شما هستیم.