بطارية كهربائية

بطارية
خلايا وبطاريات مختلفة (من أعلى اليسار إلى أسفل اليمين): بطاريتان AA ، وبطارية واحدة D ، وبطارية واحدة لراديو الهواة ، وبطاريتان 9 فولت (PP3)، وبطاريتان AAA ، وبطارية واحدة C ، وبطارية واحدة لكاميرا الفيديو ، وبطارية واحدة للهاتف اللاسلكي
يكتبمصدر الطاقة
مبدأ العملالتفاعلات الكهروكيميائية ، القوة الدافعة الكهربائية
الإنتاج الأول 1800
الرمز الالكتروني

الرمز الذي يشير إلى البطارية في مخطط الدائرة . نشأ هذا الرمز كرسم تخطيطي لأقدم نوع من البطاريات، وهو البطارية الفولتية .

البطارية الكهربائية هي مصدر للطاقة الكهربائية يتكون من خلية أو أكثر من الخلايا الكهروكيميائية ذات التوصيلات الخارجية [1] لتشغيل الأجهزة الكهربائية . عندما تقوم البطارية بتزويد الطاقة، يكون طرفها الموجب هو الكاثود وطرفها السالب هو الأنود . [2] الطرف الذي يحمل علامة السالب هو مصدر الإلكترونات التي ستتدفق عبر دائرة كهربائية خارجية إلى الطرف الموجب. عندما يتم توصيل البطارية بحمل كهربائي خارجي، يحول تفاعل الأكسدة والاختزال المتفاعلات عالية الطاقة إلى منتجات ذات طاقة أقل، ويتم توصيل فرق الطاقة الحرة إلى الدائرة الخارجية كطاقة كهربائية. تاريخيًا، كان مصطلح "البطارية" يشير على وجه التحديد إلى جهاز مكون من خلايا متعددة؛ ومع ذلك، تطور الاستخدام ليشمل الأجهزة المكونة من خلية واحدة. [3]

تُستخدم البطاريات الأولية (الاستخدام الفردي أو "القابلة للتخلص منها") مرة واحدة ثم يتم التخلص منها ، حيث تتغير مواد الأقطاب الكهربائية بشكل لا رجعة فيه أثناء التفريغ؛ ومن الأمثلة الشائعة على ذلك البطارية القلوية المستخدمة في المصابيح الكهربائية والعديد من الأجهزة الإلكترونية المحمولة. يمكن تفريغ البطاريات الثانوية (القابلة لإعادة الشحن) وإعادة شحنها عدة مرات باستخدام تيار كهربائي مطبق؛ ويمكن استعادة التركيب الأصلي للأقطاب الكهربائية عن طريق التيار العكسي. تشمل الأمثلة بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة في المركبات وبطاريات الليثيوم أيون المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية المحمولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة .

تأتي البطاريات بأشكال وأحجام عديدة، من الخلايا المصغرة المستخدمة لتشغيل أجهزة السمع والساعات اليدوية إلى بنوك البطاريات الضخمة بحجم الغرف التي توفر الطاقة الاحتياطية أو الطارئة لمبادلات الهاتف ومراكز بيانات الكمبيوتر . تتمتع البطاريات بطاقة نوعية أقل بكثير (طاقة لكل وحدة كتلة) من الوقود الشائع مثل البنزين. في السيارات، يتم تعويض هذا إلى حد ما من خلال الكفاءة الأعلى للمحركات الكهربائية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى عمل ميكانيكي، مقارنة بمحركات الاحتراق.

تاريخ

اختراع

استخدم بنيامين فرانكلين مصطلح "البطارية" لأول مرة في عام 1749 عندما كان يجري تجارب على الكهرباء باستخدام مجموعة من مكثفات جرة ليدن المرتبطة. [4] قام فرانكلين بتجميع عدد من الجرار في ما وصفه بأنه "بطارية"، مستخدمًا المصطلح العسكري للأسلحة التي تعمل معًا. [5] من خلال مضاعفة عدد الأوعية الحاملة، يمكن تخزين شحنة أقوى، وستكون المزيد من الطاقة متاحة عند التفريغ.

قام الفيزيائي الإيطالي أليساندرو فولتا ببناء ووصف أول بطارية كهروكيميائية، وهي البطارية الفولتية ، في عام 1800. [6] كانت هذه عبارة عن كومة من صفائح النحاس والزنك، مفصولة بأقراص ورقية مبللة بالمحلول الملحي، والتي يمكنها إنتاج تيار ثابت لفترة طويلة من الزمن. لم يفهم فولتا أن الجهد كان بسبب تفاعلات كيميائية. لقد اعتقد أن خلاياه كانت مصدرًا لا ينضب للطاقة، [7] وأن تأثيرات التآكل المرتبطة بالأقطاب الكهربائية كانت مجرد إزعاج، وليس نتيجة لا مفر منها لتشغيلها، كما أظهر مايكل فاراداي في عام 1834. [8]

على الرغم من أن البطاريات المبكرة كانت ذات قيمة كبيرة للأغراض التجريبية، [9] إلا أن جهدها كان يتقلب في الممارسة العملية ولم تتمكن من توفير تيار كبير لفترة طويلة. كانت خلية دانييل ، التي اخترعها الكيميائي البريطاني جون فريدريك دانييل في عام 1836 ، أول مصدر عملي للكهرباء ، وأصبحت معيارًا صناعيًا وشهدت تبنيًا واسع النطاق كمصدر للطاقة لشبكات التلغراف الكهربائية . [10] كانت تتكون من وعاء نحاسي مملوء بمحلول كبريتات النحاس ، حيث تم غمر وعاء فخاري غير مطلي مملوء بحمض الكبريتيك وقطب زنك فيه. [11]

استخدمت هذه الخلايا الرطبة إلكتروليتات سائلة، كانت عرضة للتسرب والانسكاب إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح. استخدم العديد منها أوعية زجاجية لحمل مكوناتها، مما جعلها هشة وخطيرة محتملة. جعلت هذه الخصائص الخلايا الرطبة غير مناسبة للأجهزة المحمولة. قرب نهاية القرن التاسع عشر، أدى اختراع بطاريات الخلايا الجافة ، التي حلت محل الإلكتروليت السائل بعجينة، إلى جعل الأجهزة الكهربائية المحمولة عملية. [12]

استخدمت البطاريات في أجهزة الأنابيب المفرغة تاريخيًا خلية رطبة للبطارية "أ" (لتوفير الطاقة للخيوط) وخلية جافة للبطارية "ب" (لتوفير جهد اللوحة). [ بحاجة لمصدر ]

التطورات الجارية

بين عامي 2010 و2018، نما الطلب السنوي على البطاريات بنسبة 30%، ليصل إلى إجمالي 180  جيجاوات ساعة في عام 2018. ومن المتوقع أن يتم الحفاظ على معدل النمو عند حوالي 25%، ليصل الطلب إلى 2600 جيجاوات ساعة في عام 2030. بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تؤدي تخفيضات التكلفة إلى زيادة الطلب إلى ما يصل إلى 3562 جيجاوات ساعة. [13]

تشمل الأسباب المهمة لهذا المعدل المرتفع من النمو في صناعة البطاريات الكهربائية كهربة النقل، والنشر على نطاق واسع في شبكات الكهرباء، بدعم من مبادرات إزالة الكربون . [13]

البطاريات الكهربائية الموزعة، مثل تلك المستخدمة في المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات ( من المركبة إلى الشبكة )، وفي تخزين الطاقة المنزلية ، مع القياس الذكي والمتصلة بالشبكات الذكية للاستجابة للطلب ، هي مشاركين نشطين في شبكات إمداد الطاقة الذكية. [14] تضيف الطرق الجديدة لإعادة الاستخدام، مثل الاستخدام المتدرج للبطاريات المستخدمة جزئيًا، إلى الفائدة الإجمالية للبطاريات الكهربائية، وتقلل من تكاليف تخزين الطاقة، وتقلل أيضًا من تأثيرات التلوث / الانبعاثات بسبب العمر الأطول. في الاستخدام المتدرج للبطاريات، يتم إعادة استخدام البطاريات الكهربائية للمركبات التي تقل سعة بطاريتها إلى أقل من 80٪، عادةً بعد خدمة تتراوح من 5 إلى 8 سنوات، لاستخدامها كمصدر احتياطي أو لأنظمة تخزين الطاقة المتجددة. [15]

تتضمن عملية تخزين الطاقة على نطاق الشبكة استخدام البطاريات على نطاق واسع لجمع وتخزين الطاقة من الشبكة أو محطة توليد الطاقة ثم تفريغ تلك الطاقة في وقت لاحق لتوفير الكهرباء أو خدمات الشبكة الأخرى عند الحاجة. يعد تخزين الطاقة على نطاق الشبكة (سواء كان جاهزًا للاستخدام أو موزعًا) مكونات مهمة لشبكات إمداد الطاقة الذكية. [16]

الكيمياء ومبادئها

خلية فولتية لأغراض العرض التوضيحي. في هذا المثال، يتم ربط نصفي الخليتين بواسطة جسر ملحي يسمح بنقل الأيونات.

تحول البطاريات الطاقة الكيميائية مباشرة إلى طاقة كهربائية . في كثير من الحالات، تكون الطاقة الكهربائية المنبعثة هي الفرق في طاقات التماسك [17] أو الرابطة للمعادن أو الأكاسيد أو الجزيئات التي تخضع للتفاعل الكهروكيميائي. على سبيل المثال، يمكن تخزين الطاقة في Zn أو Li، وهما معادن عالية الطاقة لأنها غير مستقرة بواسطة رابطة الإلكترون d، على عكس المعادن الانتقالية . تم تصميم البطاريات بحيث يمكن أن يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال المواتي من حيث الطاقة فقط عندما تتحرك الإلكترونات عبر الجزء الخارجي من الدائرة.

تتكون البطارية من عدد من الخلايا الفولتية . تتكون كل خلية من نصفي خلية متصلين على التوالي بواسطة إلكتروليت موصل يحتوي على كاتيونات معدنية . يتضمن نصف الخلية الأول إلكتروليت والقطب السالب، وهو القطب الذي تهاجر إليه الأنيونات (الأيونات المشحونة سلبًا)؛ ويتضمن نصف الخلية الآخر إلكتروليتًا والقطب الموجب، والذي تهاجر إليه الكاتيونات ( الأيونات المشحونة إيجابيًا ). يتم اختزال الكاتيونات (تضاف الإلكترونات) عند الكاثود، بينما تتأكسد ذرات المعدن (تتم إزالة الإلكترونات) عند الأنود. [18] تستخدم بعض الخلايا إلكتروليتات مختلفة لكل نصف خلية؛ ثم يتم استخدام فاصل لمنع اختلاط الإلكتروليتات مع السماح للأيونات بالتدفق بين نصف الخلايا لإكمال الدائرة الكهربائية.

كل نصف خلية لديه قوة دافعة كهربائية ( emf ، تقاس بالفولت) بالنسبة لمعيار . القوة الدافعة الكهربائية الصافية للخلية هي الفرق بين القوى الدافعة الكهربائية لنصف خلاياها. [19] وبالتالي، إذا كانت الأقطاب الكهربائية لها قوى دافعة كهربائية و ، فإن القوة الدافعة الكهربائية الصافية هي ؛ بعبارة أخرى، القوة الدافعة الكهربائية الصافية هي الفرق بين إمكانات الاختزال لنصف التفاعلات . [20]

القوة الدافعة الكهربائية أو عبر أطراف الخلية تُعرف باسم الجهد الطرفي (الفرق) وتُقاس بالفولت . [21] يُطلق على الجهد الطرفي للخلية التي لا تشحن ولا تفرغ جهد الدائرة المفتوحة ويساوي القوة الدافعة الكهربائية للخلية. وبسبب المقاومة الداخلية، [22] يكون الجهد الطرفي للخلية التي تفرغ أصغر في المقدار من جهد الدائرة المفتوحة ويتجاوز الجهد الطرفي للخلية التي تشحن جهد الدائرة المفتوحة. [23] تتمتع الخلية المثالية بمقاومة داخلية لا تذكر، لذلك ستحافظ على جهد طرفي ثابت حتى تنفد، ثم تنخفض إلى الصفر. إذا حافظت هذه الخلية على 1.5 فولت وأنتجت شحنة قدرها كولومب واحد ، فعند التفريغ الكامل، ستؤدي 1.5 جول من العمل. [ 21] في الخلايا الفعلية، تزداد المقاومة الداخلية تحت التفريغ [22] وينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة أيضًا تحت التفريغ. إذا تم رسم الجهد والمقاومة مقابل الوقت، فإن الرسوم البيانية الناتجة تكون عادةً منحنى؛ يختلف شكل المنحنى وفقًا للكيمياء والترتيب الداخلي المستخدم.

يعتمد الجهد المتولد عبر أطراف الخلية على الطاقة المنطلقة من التفاعلات الكيميائية لأقطابها الكهربائية والإلكتروليت. تمتلك الخلايا القلوية وخلايا الزنك والكربون كيمياء مختلفة، ولكن تقريبًا نفس القوة الدافعة الكهربائية التي تبلغ 1.5 فولت؛ وبالمثل تمتلك خلايا النيكل والكادميوم هيدريد المعادن كيمياء مختلفة، ولكن تقريبًا نفس القوة الدافعة الكهربائية التي تبلغ 1.2 فولت. [24] تمنح التغيرات في الجهد الكهروكيميائي العالي في تفاعلات مركبات الليثيوم خلايا الليثيوم قوة دافعة كهربائية تبلغ 3 فولت أو أكثر. [25]

يمكن لأي سائل أو جسم رطب تقريبًا يحتوي على ما يكفي من الأيونات ليكون موصلًا للكهرباء أن يعمل كمحلول كهربائي للخلية. وكنوع من الإبداع أو إثبات علمي، من الممكن إدخال قطبين كهربائيين مصنوعين من معادن مختلفة في ليمونة ، [ 26] وبطاطس، [27] وما إلى ذلك وتوليد كميات صغيرة من الكهرباء.

يمكن صنع كومة من الخلايا الفولتية من قطعتين معدنيتين (مثل النيكل والبنس ) وقطعة من منشفة ورقية مغموسة في ماء مالح . تولد مثل هذه الكومة جهدًا منخفضًا للغاية، ولكن عندما يتم تكديس العديد منها على التوالي ، فيمكنها استبدال البطاريات العادية لفترة قصيرة. [28]

أنواع

البطاريات الأولية والثانوية

من الأعلى إلى الأسفل: بطارية كبيرة 3R12 بقوة 4.5 فولت ، وخلية D ، وخلية C ، وخلية AA ، وخلية AAA ، وخلية AAAA ، وبطارية A23 ، وبطارية PP3 بقوة 9 فولت ، وزوج من خلايا الأزرار (CR2032 وLR44)

تصنف البطاريات إلى أشكال أولية وثانوية:

  • تم تصميم البطاريات الأولية بحيث يتم استخدامها حتى استنفاد طاقتها ثم التخلص منها. تفاعلاتها الكيميائية غير قابلة للعكس بشكل عام، لذا لا يمكن إعادة شحنها. عندما يتم استنفاد إمداد المتفاعلات في البطارية، تتوقف البطارية عن إنتاج التيار وتصبح عديمة الفائدة. [29]
  • يمكن إعادة شحن البطاريات الثانوية ؛ أي أنه يمكن عكس تفاعلاتها الكيميائية عن طريق تطبيق تيار كهربائي على الخلية. يؤدي هذا إلى تجديد المتفاعلات الكيميائية الأصلية، بحيث يمكن استخدامها وإعادة شحنها واستخدامها مرة أخرى عدة مرات. [30]

تم استعادة بعض أنواع البطاريات الأولية المستخدمة، على سبيل المثال، في دوائر التلغراف ، إلى التشغيل عن طريق استبدال الأقطاب الكهربائية. [31] لا يمكن إعادة شحن البطاريات الثانوية إلى أجل غير مسمى بسبب تبديد المواد النشطة وفقدان الإلكتروليت والتآكل الداخلي.

يمكن للبطاريات الأولية أو الخلايا الأولية إنتاج التيار فور تجميعها. تُستخدم هذه البطاريات عادةً في الأجهزة المحمولة التي تستنزف تيارًا منخفضًا، أو تُستخدم بشكل متقطع فقط، أو تُستخدم بعيدًا عن مصدر طاقة بديل، كما هو الحال في دوائر الإنذار والاتصالات حيث تتوفر الطاقة الكهربائية الأخرى بشكل متقطع فقط. لا يمكن إعادة شحن الخلايا الأولية التي تُستعمل لمرة واحدة بشكل موثوق، نظرًا لأن التفاعلات الكيميائية لا يمكن عكسها بسهولة وقد لا تعود المواد النشطة إلى أشكالها الأصلية. يوصي مصنعو البطاريات بعدم محاولة إعادة شحن الخلايا الأولية. [32] بشكل عام، تتمتع هذه الخلايا بكثافة طاقة أعلى من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، [33] ولكن البطاريات التي تُستعمل لمرة واحدة لا تعمل بشكل جيد في التطبيقات ذات الاستنزاف العالي مع أحمال أقل من 75 أوم (75 Ω). تشمل الأنواع الشائعة من البطاريات التي تُستعمل لمرة واحدة بطاريات الزنك والكربون والبطاريات القلوية .

يجب شحن البطاريات الثانوية، المعروفة أيضًا باسم الخلايا الثانوية ، أو البطاريات القابلة لإعادة الشحن ، قبل الاستخدام الأول؛ وعادةً ما يتم تجميعها بمواد نشطة في حالة التفريغ. يتم شحن البطاريات القابلة لإعادة الشحن (أو إعادة شحنها) عن طريق تطبيق تيار كهربائي، والذي يعكس التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء التفريغ/الاستخدام. تسمى الأجهزة التي توفر التيار المناسب بالشواحن. أقدم شكل من أشكال البطاريات القابلة لإعادة الشحن هو بطارية الرصاص الحمضية ، والتي تستخدم على نطاق واسع في تطبيقات السيارات والقوارب . تحتوي هذه التقنية على إلكتروليت سائل في حاوية غير مغلقة، مما يتطلب إبقاء البطارية في وضع مستقيم وأن تكون المنطقة جيدة التهوية لضمان تشتيت غاز الهيدروجين الذي تنتجه أثناء الشحن الزائد . بطارية الرصاص الحمضية ثقيلة نسبيًا بالنسبة لكمية الطاقة الكهربائية التي يمكنها توفيرها. تجعلها تكلفة تصنيعها المنخفضة ومستويات تيارها المرتفعة شائعة حيث تكون سعتها (أكثر من 10 أمبير تقريبًا) أكثر أهمية من قضايا الوزن والمناولة. أحد التطبيقات الشائعة هو بطارية السيارة الحديثة ، والتي يمكنها بشكل عام توصيل تيار ذروة يبلغ 450 أمبير .

تعبير

رسم خطي لخلية جافة: 1. غطاء نحاسي، 2. ختم بلاستيكي، 3. مساحة توسعة، 4. كرتون مسامي، 5. علبة زنك، 6. قضيب كربون، 7. خليط كيميائي

تم إنتاج العديد من أنواع الخلايا الكهروكيميائية، بعمليات كيميائية وتصميمات مختلفة، بما في ذلك الخلايا الجلفانية ، والخلايا الكهروليتية ، وخلايا الوقود ، وخلايا التدفق ، والأكوام الفولتية. [34]

تحتوي البطارية الرطبة على إلكتروليت سائل . ومن الأسماء الأخرى الخلية المغمورة ، لأن السائل يغطي جميع الأجزاء الداخلية أو الخلية المهواة ، لأن الغازات الناتجة أثناء التشغيل يمكن أن تتسرب إلى الهواء. كانت الخلايا الرطبة بمثابة مقدمة للخلايا الجافة وتستخدم عادةً كأداة تعليمية للكيمياء الكهربائية . يمكن بناؤها باستخدام لوازم المختبر الشائعة، مثل الأكواب ، لتوضيح كيفية عمل الخلايا الكهروكيميائية. يعد نوع معين من الخلايا الرطبة المعروف بخلية التركيز مهمًا في فهم التآكل . قد تكون الخلايا الرطبة خلايا أولية (غير قابلة لإعادة الشحن) أو خلايا ثانوية (قابلة لإعادة الشحن). في الأصل، تم بناء جميع البطاريات الأولية العملية مثل خلية دانييل كخلايا رطبة في وعاء زجاجي مفتوح من الأعلى. الخلايا الرطبة الأولية الأخرى هي خلية ليكلانش ، وخليّة جروف ، وخليّة بنسن ، وخلية حمض الكروميك ، وخلية كلارك ، وخلية ويستون . تم تكييف كيمياء خلية ليكلانش مع الخلايا الجافة الأولى. لا تزال الخلايا الرطبة تستخدم في بطاريات السيارات وفي الصناعة لتوفير الطاقة الاحتياطية لمعدات التبديل أو الاتصالات أو مصادر الطاقة غير المنقطعة الكبيرة ، ولكن في العديد من الأماكن تم استخدام البطاريات ذات الخلايا الهلامية بدلاً من ذلك. تستخدم هذه التطبيقات عادةً خلايا الرصاص الحمضية أو خلايا النيكل والكادميوم . بطاريات الملح المنصهر هي بطاريات أولية أو ثانوية تستخدم ملحًا منصهرًا كإلكتروليت. تعمل في درجات حرارة عالية ويجب عزلها جيدًا للاحتفاظ بالحرارة.

تستخدم الخلية الجافة إلكتروليت عجينة، مع رطوبة كافية فقط للسماح بتدفق التيار. على عكس الخلية الرطبة، يمكن للخلية الجافة أن تعمل في أي اتجاه دون انسكاب، حيث لا تحتوي على سائل حر، مما يجعلها مناسبة للمعدات المحمولة. وبالمقارنة، كانت الخلايا الرطبة الأولى عبارة عن حاويات زجاجية هشة مع قضبان رصاص معلقة من الأعلى المفتوح وتحتاج إلى معالجة دقيقة لتجنب الانسكاب. لم تحقق بطاريات الرصاص الحمضية سلامة وقابلية نقل الخلية الجافة حتى تطوير بطارية الهلام . الخلية الجافة الشائعة هي بطارية الزنك والكربون ، والتي تسمى أحيانًا خلية Leclanché الجافة ، بجهد اسمي يبلغ 1.5 فولت ، وهو نفس جهد البطارية القلوية (نظرًا لأن كلاهما يستخدم نفس تركيبة الزنك وثاني أكسيد المنغنيز ). تتكون الخلية الجافة القياسية من أنود الزنك ، عادةً في شكل وعاء أسطواني، مع كاثود كربوني في شكل قضيب مركزي. الإلكتروليت هو كلوريد الأمونيوم في شكل عجينة بجوار أنود الزنك. يتم شغل المساحة المتبقية بين الإلكتروليت وكاثود الكربون بواسطة عجينة ثانية تتكون من كلوريد الأمونيوم وثاني أكسيد المنغنيز، حيث يعمل الأخير كمزيل للاستقطاب . في بعض التصميمات، يتم استبدال كلوريد الأمونيوم بكلوريد الزنك .

يمكن تخزين البطارية الاحتياطية غير مجمعة (غير نشطة ولا توفر أي طاقة) لفترة طويلة (ربما سنوات). عندما تكون هناك حاجة إلى البطارية، يتم تجميعها (على سبيل المثال، عن طريق إضافة إلكتروليت)؛ بمجرد تجميعها، يتم شحن البطارية وتكون جاهزة للعمل. على سبيل المثال، قد يتم تنشيط بطارية لصمام المدفعية الإلكتروني عن طريق تأثير إطلاق النار من بندقية. يؤدي التسارع إلى كسر كبسولة من الإلكتروليت التي تنشط البطارية وتغذي دوائر الصمام. عادة ما تكون البطاريات الاحتياطية مصممة لعمر خدمة قصير (ثوانٍ أو دقائق) بعد تخزين طويل (سنوات). تصبح البطارية المنشطة بالماء للأجهزة المحيطية أو التطبيقات العسكرية نشطة عند غمرها في الماء.

في 28 فبراير 2017، أصدرت جامعة تكساس في أوستن بيانًا صحفيًا حول نوع جديد من بطاريات الحالة الصلبة ، طوره فريق بقيادة مخترع بطاريات الليثيوم أيون جون جود إنوف ، "يمكن أن يؤدي إلى بطاريات قابلة لإعادة الشحن أكثر أمانًا وأسرع شحنًا وأطول عمرًا للأجهزة المحمولة والسيارات الكهربائية وتخزين الطاقة الثابتة". [35] ويقال أيضًا أن بطارية الحالة الصلبة "تتمتع بكثافة طاقة أعلى بثلاثة أضعاف"، مما يزيد من عمرها الافتراضي في المركبات الكهربائية، على سبيل المثال. يجب أن تكون أيضًا أكثر سلامة من الناحية البيئية لأن التكنولوجيا تستخدم مواد أقل تكلفة وصديقة للأرض مثل الصوديوم المستخرج من مياه البحر. كما أن لديها عمرًا أطول بكثير. [36]

طورت شركة سوني بطارية بيولوجية تولد الكهرباء من السكر بطريقة تشبه العمليات التي تتم في الكائنات الحية. تولد البطارية الكهرباء من خلال استخدام الإنزيمات التي تعمل على تكسير الكربوهيدرات. [37]

تعد بطارية الرصاص الحمضية المنظمة بصمام مغلق (بطارية VRLA) شائعة الاستخدام في صناعة السيارات كبديل لخلية الرصاص الحمضية الرطبة. تستخدم بطارية VRLA إلكتروليت حمض الكبريتيك المثبت ، مما يقلل من فرصة التسرب ويطيل العمر الافتراضي . [38] تعمل بطاريات VRLA على تثبيت الإلكتروليت. النوعان هما:

تشمل البطاريات المحمولة الأخرى القابلة لإعادة الشحن عدة أنواع من "الخلايا الجافة" المغلقة، والتي تعد مفيدة في تطبيقات مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة . تشمل خلايا هذا النوع (حسب زيادة كثافة الطاقة والتكلفة) خلايا النيكل والكادميوم (NiCd) والنيكل والزنك (NiZn) والنيكل وهيدريد المعدن (NiMH) وخلايا الليثيوم أيون (Li-ion). تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بأعلى حصة في سوق الخلايا الجافة القابلة لإعادة الشحن. حلت بطاريات النيكل والهيدريد المعدني محل بطاريات النيكل والكادميوم في معظم التطبيقات نظرًا لقدرتها العالية، ولكن لا يزال استخدام بطاريات النيكل والكادميوم قائمًا في الأدوات الكهربائية وأجهزة الراديو ثنائية الاتجاه والمعدات الطبية .

في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، شملت التطورات بطاريات ذات إلكترونيات مدمجة مثل USBCELL ، والتي تسمح بشحن بطارية AA من خلال موصل USB ، وبطاريات nanoball التي تسمح بمعدل تفريغ أكبر بنحو 100 مرة من البطاريات الحالية، ومجموعات بطاريات ذكية مزودة بمراقبين لحالة الشحن ودوائر حماية للبطارية تمنع التلف الناتج عن الإفراط في التفريغ. يسمح التفريغ الذاتي المنخفض (LSD) بشحن الخلايا الثانوية قبل الشحن.

تم استخدام بطاريات الليثيوم والكبريت في أطول رحلة طيران تعمل بالطاقة الشمسية وأعلى ارتفاع لها. [39]

الدرجات الاستهلاكية والصناعية

يتم تصنيع البطاريات من جميع الأنواع في درجات استهلاكية وصناعية. قد تستخدم البطاريات الصناعية الأكثر تكلفة مواد كيميائية توفر نسبة طاقة إلى حجم أعلى، ولديها تفريغ ذاتي أقل وبالتالي عمر أطول عند عدم الاستخدام، ومقاومة أكبر للتسرب، على سبيل المثال، القدرة على التعامل مع درجات الحرارة والرطوبة المرتفعة المرتبطة بالتعقيم بالأوتوكلاف الطبي. [40]

الجمع والإدارة

يتم إدخال البطاريات ذات التنسيق القياسي في حامل البطارية في الجهاز الذي يستخدمها. عندما لا يستخدم الجهاز بطاريات ذات تنسيق قياسي، يتم دمجها عادةً في حزمة بطارية مخصصة تحتوي على بطاريات متعددة بالإضافة إلى ميزات مثل نظام إدارة البطارية وعازل البطارية الذي يضمن شحن البطاريات الموجودة بالداخل وتفريغها بالتساوي.

المقاسات

تتراوح البطاريات الأولية المتاحة بسهولة للمستهلكين من الخلايا الصغيرة التي تستخدم في الساعات الكهربائية، إلى الخلايا رقم 6 المستخدمة في دوائر الإشارة أو غيرها من التطبيقات طويلة الأمد. تصنع الخلايا الثانوية بأحجام كبيرة للغاية؛ يمكن للبطاريات الكبيرة جدًا تشغيل غواصة أو تثبيت شبكة كهربائية والمساعدة في تسوية الأحمال القصوى.

اعتبارًا من عام 2017 ، تم بناء أكبر بطارية في العالم في جنوب أستراليا بواسطة شركة تسلا . يمكنها تخزين 129 ميجاوات في الساعة. [41] تم بناء بطارية في مقاطعة خبي بالصين، يمكنها تخزين 36 ميجاوات في الساعة من الكهرباء في عام 2013 بتكلفة 500 مليون دولار. [42] كانت هناك بطارية كبيرة أخرى، تتكون من خلايا Ni-Cd ، في فيربانكس، ألاسكا . غطت مساحة 2000 متر مربع (22000 قدم مربع) - أكبر من ملعب كرة القدم - ووزنها 1300 طن. تم تصنيعها بواسطة شركة ABB لتوفير طاقة احتياطية في حالة انقطاع التيار الكهربائي. يمكن للبطارية توفير 40 ميجاوات من الطاقة لمدة تصل إلى سبع دقائق. [43] تم استخدام بطاريات الصوديوم والكبريت لتخزين طاقة الرياح . [44] يعمل نظام بطارية 4.4 ميجاوات في الساعة يمكنه توصيل 11 ميجاوات لمدة 25 دقيقة على تثبيت ناتج مزرعة الرياح أواهي في هاواي. [45]

مقارنة

يتم تحديد العديد من خصائص الخلية المهمة، مثل الجهد، وكثافة الطاقة، وقابلية الاشتعال، وهياكل الخلية المتاحة، ونطاق درجة حرارة التشغيل ومدة الصلاحية، من خلال كيمياء البطارية. [46]

البطاريات الأساسية
كيمياء الأنود (-) الكاثود (+) الحد الأقصى للجهد النظري (فولت) الجهد الاسمي، العملي (فولت) الطاقة النوعية (كيلوجول/كجم) إعداد مدة الصلاحية عند 25 درجة مئوية، سعة 80% (أشهر)
الزنك والكربون الزنك ج 1.6 1.2 130 غير مكلفة. 18
كلوريد الزنك الزنك ج 1.5 وتعرف أيضًا باسم "الخدمة الشاقة"، وهي غير مكلفة.
قلوي (ثاني أكسيد الزنك والمنجنيز) الزنك أكسيد المنجنيز 2 1.5 1.15 400–590 كثافة طاقة معتدلة. مناسبة للاستخدامات ذات الاستهلاك العالي والمنخفض. 30
أكسيد النيكل (ثاني أكسيد الزنك والمنجنيز/أوكسيد النيكل) 1.7 كثافة طاقة معتدلة. جيدة للاستخدامات ذات الاستهلاك العالي للطاقة.
الليثيوم (أكسيد الليثيوم والنحاس) Li–CuO لي أكسيد النحاس 1.7 لم تعد تُصنع. تم استبدالها ببطاريات أكسيد الفضة ( نوع IEC "SR").
الليثيوم (ثنائي كبريتيد الليثيوم والحديد) LiFeS 2 لي فس 2 1.8 1.5 1070 غالية الثمن. تُستخدم في البطاريات الإضافية أو الإضافية. 337 [47]
الليثيوم (ثاني أكسيد الليثيوم والمنجنيز) LiMnO2 لي أكسيد المنجنيز 2 3.0 830–1010 غالية الثمن. تُستخدم فقط في الأجهزة عالية الاستهلاك أو لفترات صلاحية طويلة بسبب معدل التفريغ الذاتي المنخفض للغاية. عادةً ما يشير مصطلح "الليثيوم" وحده إلى هذا النوع من الكيمياء.
الليثيوم (فلوريد الليثيوم والكربون) Li–(CF) n لي (CF) ن 3.6 3.0 120
الليثيوم (أكسيد الليثيوم والكروم) Li–CrO 2 لي أكسيد الكروم 2 3.8 3.0 108
الليثيوم ( الليثيوم والسيليكون ) لي 22 سي 5
أكسيد الزئبق الزنك أكسيد الزئبق 1.34 1.2 استهلاك مرتفع وجهد ثابت. محظور في معظم البلدان بسبب المخاوف الصحية. 36
الزنك-الهواء الزنك أ 2 1.6 1.1 1590 [48] تستخدم غالبًا في أجهزة السمع.
كومة زامبوني الزنك فضة أو ذهب 0.8 عمر طويل جدًا. تيار منخفض جدًا (نانو أمبير، nA) >2000
أكسيد الفضة (الفضة والزنك) الزنك أغ 2 أ 1.85 1.5 470 غالي الثمن للغاية. يستخدم تجاريًا فقط في الخلايا "الزرية". 30
المغنيسيوم ملغ أكسيد المنجنيز 2 2.0 1.5 40
البطاريات الثانوية
كيمياء جهد الخلية الطاقة النوعية (كيلوجول/كجم) كثافة الطاقة (كيلوجول/لتر) تعليقات
النيكل والكادميوم 1.2 140 غير مكلف. استنزاف عالي/منخفض، كثافة طاقة معتدلة. يمكنه تحمل معدلات تفريغ عالية للغاية دون أي فقدان للسعة تقريبًا. معدل تفريغ ذاتي معتدل. خطر بيئي بسبب الكادميوم، أصبح استخدامه محظورًا تقريبًا في أوروبا.
الرصاص الحمضي 2.1 140 تكلفة معتدلة. كثافة طاقة معتدلة. معدل تفريغ ذاتي معتدل. معدلات التفريغ الأعلى تؤدي إلى خسارة كبيرة في السعة. خطر بيئي بسبب الرصاص. الاستخدام الشائع: بطاريات السيارات
النيكل والهيدروجين المعدني 1.2 360 غير مكلفة. تعمل بشكل أفضل من البطاريات القلوية في الأجهزة ذات الاستهلاك الأعلى. تتميز الكيمياء التقليدية بكثافة طاقة عالية، ولكنها أيضًا ذات معدل تفريغ ذاتي مرتفع. تتميز الكيمياء الحديثة بمعدل تفريغ ذاتي منخفض ، ولكنها أيضًا ذات كثافة طاقة أقل بنحو 25%.
تُستخدم في بعض السيارات.
النيكل والزنك 1.6 360 غير مكلفة إلى حد ما. جهاز تصريف عالي مناسب. معدل تفريغ ذاتي منخفض. جهد أقرب إلى الخلايا الأولية القلوية من الخلايا الثانوية الأخرى. لا توجد مكونات سامة. تم طرحه حديثًا في السوق (2009). لم يثبت سجله الحافل بعد. توافر محدود للحجم.
الزنك والفضة 1.86 1.5 460 حجم أصغر من نظيرتها من بطاريات الليثيوم أيون. باهظة الثمن للغاية بسبب الفضة. كثافة طاقة عالية جدًا. قدرة عالية جدًا على الاستنزاف. لسنوات عديدة اعتبرت قديمة بسبب ارتفاع أسعار الفضة. تعاني الخلية من الأكسدة إذا لم تستخدم. التفاعلات غير مفهومة تمامًا. الجهد الطرفي مستقر للغاية ولكنه ينخفض ​​فجأة إلى 1.5 فولت عند شحن 70-80٪ (يعتقد أن ذلك يرجع إلى وجود أكسيد فضي وأكسيد فضي في اللوحة الموجبة؛ يتم استهلاك أحدهما أولاً). تم استخدامه بدلاً من البطارية الأساسية (عربة القمر). يتم تطويره مرة أخرى كبديل لبطارية الليثيوم أيون.
ليفيبو 4 3.3 3.0 360 790 كيمياء الليثيوم والحديد والفوسفات.
أيون الليثيوم 3.6 460 غالية الثمن للغاية. كثافة طاقة عالية للغاية. لا تتوفر عادةً بأحجام بطاريات "شائعة". بطارية ليثيوم بوليمر شائعة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو والهواتف المحمولة. معدل تفريغ ذاتي منخفض للغاية. يتراوح الجهد الطرفي من 4.2 إلى 3.0 فولت أثناء التفريغ. متقلبة: هناك احتمال للانفجار إذا حدث ماس كهربائي أو سُمح لها بالسخونة الزائدة أو لم يتم تصنيعها وفقًا لمعايير جودة صارمة.

الأداء والقدرة والتفريغ

جهاز لفحص جهد البطارية

قد تختلف خصائص البطارية على مدار دورة التحميل ودورة الشحن الزائد وعلى مدار عمرها الافتراضي بسبب العديد من العوامل بما في ذلك الكيمياء الداخلية واستنزاف التيار ودرجة الحرارة. في درجات الحرارة المنخفضة، لا تستطيع البطارية توصيل الكثير من الطاقة. على هذا النحو، في المناخات الباردة، يقوم بعض أصحاب السيارات بتثبيت أجهزة تدفئة البطارية، وهي وسادات تدفئة كهربائية صغيرة تحافظ على دفء بطارية السيارة.

سعة البطارية هي مقدار الشحنة الكهربائية التي يمكنها توصيلها عند جهد لا ينخفض ​​عن الجهد الطرفي المحدد. كلما زادت مادة القطب الكهربائي الموجودة في الخلية، زادت سعتها. تتمتع الخلية الصغيرة بسعة أقل من الخلية الأكبر بنفس الكيمياء، على الرغم من أنها تطور نفس جهد الدائرة المفتوحة. [49] عادة ما يتم تحديد السعة بالأمبير في الساعة (A·h) (mAh للبطاريات الصغيرة). عادة ما يتم التعبير عن السعة المقدرة للبطارية على أنها حاصل ضرب 20 ساعة في التيار الذي يمكن لبطارية جديدة توفيره باستمرار لمدة 20 ساعة عند 20 درجة مئوية (68 درجة فهرنهايت)، مع البقاء أعلى من الجهد الطرفي المحدد لكل خلية. على سبيل المثال، يمكن للبطارية المقدرة عند 100 أمبير في الساعة توصيل 5 أمبير على مدى فترة 20 ساعة في درجة حرارة الغرفة . يعتمد جزء الشحنة المخزنة التي يمكن للبطارية توصيلها على عوامل متعددة، بما في ذلك كيمياء البطارية، ومعدل توصيل الشحنة (التيار)، والجهد الطرفي المطلوب، وفترة التخزين، ودرجة الحرارة المحيطة وعوامل أخرى. [49]

كلما زاد معدل التفريغ، كلما انخفضت السعة. [50] يتم تقريب العلاقة بين التيار ووقت التفريغ والسعة لبطارية الرصاص الحمضية (على مدى نطاق نموذجي لقيم التيار) بواسطة قانون بيوكيرت :

أين

هي السعة عند تفريغها بمعدل 1 أمبير.
هو التيار المسحوب من البطارية ( أ ).
هو مقدار الوقت (بالساعات) الذي تستطيع البطارية تحمله.
هو ثابت حول 1.3.

تفقد البطاريات المشحونة (القابلة لإعادة الشحن أو التي تستخدم لمرة واحدة) شحنها عن طريق التفريغ الذاتي الداخلي بمرور الوقت على الرغم من عدم تفريغها، وذلك بسبب وجود تفاعلات جانبية غير قابلة للعكس بشكل عام تستهلك حاملات الشحن دون إنتاج تيار. يعتمد معدل التفريغ الذاتي على كيمياء البطارية وبنيتها، وعادة ما يستغرق ذلك من أشهر إلى سنوات لخسارة كبيرة. عند إعادة شحن البطاريات، تقلل التفاعلات الجانبية الإضافية من السعة لعمليات التفريغ اللاحقة. بعد إعادة شحن كافية، تفقد البطارية كل السعة وتتوقف عن إنتاج الطاقة. تتسبب خسائر الطاقة الداخلية والقيود المفروضة على معدل مرور الأيونات عبر الإلكتروليت في اختلاف كفاءة البطارية . فوق الحد الأدنى، يؤدي التفريغ بمعدل منخفض إلى توفير المزيد من سعة البطارية مقارنة بمعدل أعلى. يؤدي تركيب بطاريات بتصنيفات A·h متفاوتة إلى تغيير وقت التشغيل، ولكن ليس تشغيل الجهاز ما لم يتم تجاوز حدود الحمل. يمكن أن تؤدي الأحمال عالية الاستنزاف مثل الكاميرات الرقمية إلى تقليل السعة الإجمالية للبطاريات القابلة لإعادة الشحن أو التي تستخدم لمرة واحدة. على سبيل المثال، لن تتمكن البطارية المصنفة عند 2 أمبير في الساعة لمدة تفريغ 10 أو 20 ساعة من الحفاظ على تيار بقوة 1 أمبير لمدة ساعتين كاملتين كما تشير سعتها المعلنة.

معدل C هو مقياس لمعدل شحن البطارية أو تفريغها. يتم تعريفه على أنه التيار عبر البطارية مقسومًا على السحب النظري للتيار الذي ستوفر البطارية تحته سعتها الاسمية المقدرة في ساعة واحدة. [51] لها وحدات h −1 . نظرًا لفقدان المقاومة الداخلية والعمليات الكيميائية داخل الخلايا، نادرًا ما توفر البطارية سعة مقدرة باللوحة في ساعة واحدة فقط. عادةً، توجد السعة القصوى عند معدل C منخفض، والشحن أو التفريغ بمعدل C أعلى يقلل من العمر الافتراضي وسعتها للبطارية. غالبًا ما ينشر المصنعون أوراق بيانات تحتوي على رسوم بيانية توضح منحنيات السعة مقابل معدل C. يستخدم معدل C أيضًا كتصنيف للبطاريات للإشارة إلى الحد الأقصى للتيار الذي يمكن للبطارية توصيله بأمان في الدائرة. تصنف معايير البطاريات القابلة لإعادة الشحن عمومًا السعة ودورات الشحن على مدار 4 ساعات (0.25C) أو 8 ساعات (0.125C) أو وقت تفريغ أطول. قد يتم تصنيف الأنواع المخصصة لأغراض خاصة، مثل تلك الموجودة في مصدر الطاقة غير المنقطع للكمبيوتر ، من قبل الشركات المصنعة لفترات تفريغ أقل بكثير من ساعة واحدة (1C) ولكنها قد تعاني من عمر دورة محدود.

في عام 2009 تم إجراء تجربة على فوسفات الحديد الليثيوم ( LiFePO4)
4
) قدمت تقنية البطاريات
أسرع شحن وتوصيل للطاقة، حيث تفرغ كل طاقتها في حمولة في غضون 10 إلى 20 ثانية. [52] في عام 2024، تم عرض نموذج أولي لبطارية للسيارات الكهربائية يمكنها الشحن من 10% إلى 80% في خمس دقائق، [53] وزعمت شركة صينية أن بطاريات السيارات التي قدمتها تشحن من 10% إلى 80% في 10.5 دقيقة - أسرع البطاريات المتاحة - مقارنة بـ 15 دقيقة لشحن نصفها من تيسلا . [54]

عمر الحياة والقدرة على التحمل

بطارية كاميرا الفيديو التناظرية [أيون الليثيوم]

عمر البطارية (أو مدى الحياة) له معنيان للبطاريات القابلة لإعادة الشحن ولكن واحد فقط للبطاريات غير القابلة للشحن. يمكن استخدامه لوصف المدة التي يمكن أن يعمل فيها الجهاز ببطارية مشحونة بالكامل - وهذا ما يسمى أيضًا بشكل لا لبس فيه "التحمل". [55] بالنسبة للبطارية القابلة لإعادة الشحن، يمكن أيضًا استخدامه لعدد دورات الشحن / التفريغ الممكنة قبل أن تفشل الخلايا في العمل بشكل مرضٍ - وهذا ما يسمى أيضًا "عمر افتراضي". [56] يستخدم مصطلح العمر الافتراضي لوصف المدة التي ستحتفظ بها البطارية بأدائها بين التصنيع والاستخدام. تنخفض السعة المتاحة لجميع البطاريات مع انخفاض درجة الحرارة. على النقيض من معظم بطاريات اليوم، فإن بطاريات زامبوني ، التي تم اختراعها في عام 1812، تقدم عمر خدمة طويل جدًا بدون تجديد أو إعادة شحن، على الرغم من أنها يمكن أن توفر تيارًا ضئيلًا جدًا (نانومبير). كان جرس أكسفورد الكهربائي يرن بشكل مستمر تقريبًا منذ عام 1840 على زوج البطاريات الأصلي، والذي يُعتقد أنه بطاريات زامبوني. [ بحاجة لمصدر ]

تفقد البطاريات التي تستخدم لمرة واحدة عادةً ما بين 8% إلى 20% من شحنتها الأصلية سنويًا عند تخزينها في درجة حرارة الغرفة (20% إلى 30 درجة مئوية). [57] يُعرف هذا بمعدل "التفريغ الذاتي"، ويرجع ذلك إلى التفاعلات الكيميائية "الجانبية" غير المنتجة للتيار والتي تحدث داخل الخلية حتى عند عدم تطبيق أي حمل. يتم تقليل معدل التفاعلات الجانبية للبطاريات المخزنة في درجات حرارة منخفضة، على الرغم من أن بعضها يمكن أن يتلف عن طريق التجميد والتخزين في الثلاجة لن يطيل بشكل كبير من العمر الافتراضي ويخاطر بإتلاف التكثيف. [58] تفرغ البطاريات القديمة القابلة لإعادة الشحن ذاتيًا بشكل أسرع من البطاريات القلوية التي تستخدم لمرة واحدة، وخاصة البطاريات القائمة على النيكل؛ تفقد بطارية النيكل والكادميوم (NiCd) المشحونة حديثًا 10% من شحنتها في أول 24 ساعة، ثم تفرغ بعد ذلك بمعدل حوالي 10% شهريًا. ومع ذلك، فإن بطاريات النيكل هيدريد المعدن (NiMH) الأحدث ذات التفريغ الذاتي المنخفض وتصميمات الليثيوم الحديثة تظهر معدل تفريغ ذاتي أقل (ولكن لا يزال أعلى من البطاريات الأساسية).

تتغير التركيبة الكيميائية للمادة الفعالة على ألواح البطارية في كل دورة شحن وتفريغ؛ وقد تضيع المادة الفعالة بسبب التغيرات الفيزيائية في الحجم، مما يحد بشكل أكبر من عدد المرات التي يمكن فيها إعادة شحن البطارية. يتم تفريغ معظم البطاريات القائمة على النيكل جزئيًا عند شرائها، ويجب شحنها قبل الاستخدام الأول. [59] تكون بطاريات NiMH الأحدث جاهزة للاستخدام عند شرائها، ولا تفرغ سوى 15% في السنة. [60]

يحدث بعض التدهور في كل دورة شحن وتفريغ. يحدث التدهور عادةً بسبب هجرة الإلكتروليت بعيدًا عن الأقطاب الكهربائية أو بسبب انفصال المادة النشطة عن الأقطاب الكهربائية. يمكن شحن بطاريات NiMH منخفضة السعة (1700-2000 مللي أمبير في الساعة) حوالي 1000 مرة، بينما تدوم بطاريات NiMH عالية السعة (أعلى من 2500 مللي أمبير في الساعة) حوالي 500 دورة. [61] تميل بطاريات NiCd إلى أن تكون مصنفة لـ 1000 دورة قبل أن تزيد مقاومتها الداخلية بشكل دائم إلى ما يتجاوز القيم القابلة للاستخدام. يزيد الشحن السريع من تغييرات المكونات، مما يقصر من عمر البطارية. [61] إذا لم يتمكن الشاحن من اكتشاف متى يتم شحن البطارية بالكامل، فمن المحتمل أن يكون الشحن الزائد، مما يؤدي إلى إتلافها. [62]

قد تظهر خلايا النيكل والكادميوم، إذا تم استخدامها بطريقة متكررة معينة، انخفاضًا في السعة يسمى " تأثير الذاكرة ". [63] يمكن تجنب التأثير بممارسات بسيطة. تعاني خلايا النيكل والهيدروجين المعدني، على الرغم من تشابهها في الكيمياء، من تأثير الذاكرة بدرجة أقل. [64]

يجب أن تتحمل بطاريات الرصاص الحمضية القابلة لإعادة الشحن للسيارات الإجهاد الناتج عن الاهتزاز والصدمات ونطاق درجات الحرارة. وبسبب هذه الضغوط وكبريتات ألواح الرصاص الخاصة بها، فإن القليل من بطاريات السيارات تدوم أكثر من ست سنوات من الاستخدام المنتظم. [65] تحتوي بطاريات بدء تشغيل السيارات ( SLI : بدء التشغيل والإضاءة والإشعال ) على العديد من الألواح الرقيقة لزيادة التيار إلى أقصى حد. بشكل عام، كلما كانت الألواح أكثر سمكًا، كلما طالت عمرها. وعادة ما يتم تفريغها قليلاً فقط قبل إعادة الشحن. تحتوي بطاريات الرصاص الحمضية "ذات الدورة العميقة" مثل تلك المستخدمة في عربات الجولف الكهربائية على ألواح أكثر سمكًا لإطالة عمرها. [66] الفائدة الرئيسية لبطارية الرصاص الحمضية هي تكلفتها المنخفضة؛ عيوبها الرئيسية هي الحجم الكبير والوزن لسعة وجهد معينين. لا ينبغي أبدًا تفريغ بطاريات الرصاص الحمضية إلى أقل من 20٪ من سعتها، [67] لأن المقاومة الداخلية ستسبب الحرارة والتلف عند إعادة شحنها. غالبًا ما تستخدم أنظمة الرصاص الحمضية ذات الدورة العميقة ضوء تحذير من انخفاض الشحن أو مفتاح قطع الطاقة عند انخفاض الشحن لمنع نوع الضرر الذي من شأنه أن يقلل من عمر البطارية. [68]

يمكن إطالة عمر البطارية عن طريق تخزين البطاريات في درجة حرارة منخفضة، كما هو الحال في الثلاجة أو الفريزر ، مما يبطئ التفاعلات الجانبية. يمكن أن يؤدي هذا التخزين إلى إطالة عمر البطاريات القلوية بنحو 5٪؛ يمكن للبطاريات القابلة لإعادة الشحن الاحتفاظ بشحنها لفترة أطول بكثير، اعتمادًا على النوع. [69] للوصول إلى أقصى جهد لها، يجب إعادة البطاريات إلى درجة حرارة الغرفة؛ تفريغ البطارية القلوية عند 250 مللي أمبير عند 0 درجة مئوية هو نصف كفاءة تفريغها عند 20 درجة مئوية. [33] لا توصي شركات تصنيع البطاريات القلوية مثل دوراسيل بتبريد البطاريات. [32]

المخاطر

البطارية بعد الانفجار

يحدث انفجار البطارية عادةً بسبب سوء الاستخدام أو العطل، مثل محاولة إعادة شحن بطارية أساسية (غير قابلة لإعادة الشحن)، أو حدوث ماس كهربائي .

عندما يتم إعادة شحن البطارية بمعدل مفرط، قد ينتج خليط غازي متفجر من الهيدروجين والأكسجين بشكل أسرع مما يمكن أن يهرب من داخل البطارية (على سبيل المثال من خلال فتحة تهوية مدمجة)، مما يؤدي إلى تراكم الضغط وانفجار غلاف البطارية في النهاية. في الحالات القصوى، قد تتناثر المواد الكيميائية للبطارية بعنف من الغلاف وتسبب الإصابة. يشير ملخص الخبراء للمشكلة إلى أن هذا النوع يستخدم "إلكتروليتات سائلة لنقل أيونات الليثيوم بين الأنود والكاثود. إذا تم شحن خلية البطارية بسرعة كبيرة، فقد يتسبب ذلك في حدوث ماس كهربائي، مما يؤدي إلى انفجارات وحرائق". [70] [71] من المرجح أن تنفجر بطاريات السيارات عندما تولد ماس كهربائي تيارات كبيرة جدًا. تنتج مثل هذه البطاريات الهيدروجين ، وهو متفجر للغاية، عندما يتم شحنها بشكل زائد (بسبب التحليل الكهربائي للماء في الإلكتروليت). أثناء الاستخدام العادي، تكون كمية الشحن الزائد صغيرة جدًا عادةً وتولد القليل من الهيدروجين، والذي يتبدد بسرعة. ومع ذلك، عند "بدء تشغيل" السيارة، يمكن للتيار العالي أن يسبب الانطلاق السريع لكميات كبيرة من الهيدروجين، والتي يمكن أن تشتعل بشكل انفجاري بواسطة شرارة قريبة، على سبيل المثال عند فصل كابل التوصيل .

قد يؤدي الشحن الزائد (محاولة شحن البطارية بما يتجاوز سعتها الكهربائية) أيضًا إلى انفجار البطارية، بالإضافة إلى التسرب أو التلف غير القابل للإصلاح. وقد يتسبب أيضًا في تلف الشاحن أو الجهاز الذي تُستخدم فيه البطارية المشحونة بشكل زائد لاحقًا.

قد يؤدي التخلص من البطارية عن طريق الحرق إلى حدوث انفجار حيث يتراكم البخار داخل العلبة المغلقة.

تسرب - بطارية قلوية تالفة

إن العديد من المواد الكيميائية الموجودة في البطاريات تسبب التآكل أو التسمم أو كليهما. وإذا حدث تسرب ، سواء بشكل تلقائي أو عن طريق الصدفة، فقد تكون المواد الكيميائية المنبعثة خطيرة. على سبيل المثال، تستخدم البطاريات التي تستخدم لمرة واحدة غالبًا "علبة" من الزنك كمتفاعل وكحاوية لحمل الكواشف الأخرى. وإذا تم تفريغ هذا النوع من البطاريات بشكل زائد، فقد تخرج الكواشف من خلال الورق المقوى والبلاستيك اللذين يشكلان بقية الحاوية. ومن الممكن أن يؤدي تسرب المواد الكيميائية النشطة إلى إتلاف أو تعطيل المعدات التي تزود البطاريات بالطاقة. ولهذا السبب، يوصي العديد من مصنعي الأجهزة الإلكترونية بإزالة البطاريات من الأجهزة التي لن تُستخدم لفترات طويلة من الزمن.

تستخدم العديد من أنواع البطاريات مواد سامة مثل الرصاص والزئبق والكادميوم كقطب كهربائي أو إلكتروليت. عندما تصل كل بطارية إلى نهاية عمرها الافتراضي، يجب التخلص منها لمنع الضرر البيئي. [ 72] البطاريات هي أحد أشكال النفايات الإلكترونية . تستعيد خدمات إعادة تدوير النفايات الإلكترونية المواد السامة، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك في البطاريات الجديدة. [73] من بين ما يقرب من ثلاثة مليارات بطارية يتم شراؤها سنويًا في الولايات المتحدة، ينتهي الأمر بحوالي 179000 طن في مكبات النفايات في جميع أنحاء البلاد. [74]

قد تكون البطاريات ضارة أو مميتة إذا تم ابتلاعها . [75] يمكن ابتلاع خلايا الأزرار الصغيرة ، وخاصة من قبل الأطفال الصغار. أثناء وجودها في الجهاز الهضمي، قد يؤدي التفريغ الكهربائي للبطارية إلى تلف الأنسجة؛ [76] يكون هذا الضرر خطيرًا في بعض الأحيان ويمكن أن يؤدي إلى الوفاة. لا تسبب بطاريات الأقراص المبتلعة عادةً مشاكل ما لم تستقر في الجهاز الهضمي . المكان الأكثر شيوعًا لاستقرار بطاريات الأقراص هو المريء، مما يؤدي إلى عواقب سريرية . من غير المرجح أن تستقر البطاريات التي تعبر المريء بنجاح في مكان آخر. إن احتمالية استقرار بطارية القرص في المريء تعتمد على عمر المريض وحجم البطارية. لا يعاني الأطفال الأكبر سنًا من مشاكل مع البطاريات الأصغر من 21-23 مم. قد يحدث نخر التسييل لأن هيدروكسيد الصوديوم يتولد عن التيار الذي تنتجه البطارية (عادةً عند الأنود). حدث الثقب بسرعة تصل إلى 6 ساعات بعد الابتلاع. [77]

لقد أضاف بعض مصنعي البطاريات طعمًا سيئًا إلى البطاريات لمنع بلعها. [78]

التشريعات والتنظيم

تتضمن التشريعات المتعلقة بالبطاريات الكهربائية مواضيع مثل التخلص الآمن منها وإعادة التدوير.

في الولايات المتحدة، حظر قانون إدارة البطاريات المحتوية على الزئبق والقابلة لإعادة الشحن لعام 1996 بيع البطاريات المحتوية على الزئبق، وفرض متطلبات وضع العلامات الموحدة على البطاريات القابلة لإعادة الشحن، وتطلب أن تكون البطاريات القابلة لإعادة الشحن قابلة للإزالة بسهولة. [79] تحظر كاليفورنيا ومدينة نيويورك التخلص من البطاريات القابلة لإعادة الشحن في النفايات الصلبة. [80] [81] تدير صناعة البطاريات القابلة لإعادة الشحن برامج إعادة تدوير على مستوى البلاد في الولايات المتحدة وكندا، مع نقاط تسليم لدى تجار التجزئة المحليين. [82]

تتضمن توجيهات البطاريات الصادرة عن الاتحاد الأوروبي متطلبات مماثلة، بالإضافة إلى اشتراط زيادة إعادة تدوير البطاريات وتعزيز البحث في طرق إعادة تدوير البطاريات المحسنة. [83] وفقًا لهذه التوجيهات، يجب وضع علامة "رمز التجميع" على جميع البطاريات التي سيتم بيعها داخل الاتحاد الأوروبي (سلة بعجلات مشطوبة). يجب أن تغطي هذه العلامة ما لا يقل عن 3% من سطح البطاريات المنشورية و1.5% من سطح البطاريات الأسطوانية. يجب وضع علامة مماثلة على جميع العبوات. [84]

استجابةً للحوادث والأعطال المبلغ عنها، وفي بعض الأحيان الاشتعال أو الانفجار، أصبحت عمليات استدعاء الأجهزة التي تستخدم بطاريات الليثيوم أيون أكثر شيوعًا في السنوات الأخيرة. [85] [86]

في 9 ديسمبر 2022، توصل البرلمان الأوروبي إلى اتفاق لإجبار الشركات المصنعة، اعتبارًا من عام 2026، على تصميم جميع الأجهزة الكهربائية المباعة في الاتحاد الأوروبي (والتي لا تُستخدم في الغالب في ظروف رطبة) بحيث يمكن للمستهلكين إزالة البطاريات واستبدالها بسهولة بأنفسهم. [87] [88]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ كرومبتون، تي آر (20 مارس 2000). كتاب مرجع البطارية (الطبعة الثالثة). نيونس. ص. المصطلحات 3. رقم ISBN 978-0-08-049995-6تم الاسترجاع بتاريخ 18 مارس 2016 .
  2. ^ بولينج، لينوس (1988). "15: تفاعلات الأكسدة والاختزال؛ التحليل الكهربائي". الكيمياء العامة . نيويورك: دار دوفر للنشر، ص 539. رقم ISBN 978-0-486-65622-9.
  3. ^ بيستويا، جيانفرانكو (25 يناير 2005). بطاريات للأجهزة المحمولة. إلسيفير. ص. 1. ISBN 978-0-08-045556-3تم الاسترجاع بتاريخ 18 مارس 2016 .
  4. ^ "تاريخ وتطور البطاريات". 30 أبريل 2015.
  5. ^ ""البطارية الكهربائية"" لجرار ليدن - الذكرى المئوية الثالثة لوفاة بنيامين فرانكلين". www.benfranklin300.org .
  6. ^ بيلس، ماري. سيرة حياة ألساندرو فولتا، مخترع البطارية. About.com. تم الاسترجاع في 7 أغسطس 2008
  7. ^ ستينر، آرثر. أليساندرو فولتا ولويجي جالفاني. مؤرشف من الأصل في 10 سبتمبر 2008 على موقع واي باك مشين (PDF). تم استرجاعه في 11 أغسطس 2008.
  8. ^ حقائق رائعة عن اختراع البطارية الكهربائية بواسطة ألساندرو فولتا في عام 1800. The Great Idea Finder. تم الاسترجاع في 11 أغسطس 2008
  9. ^ على سبيل المثال، في اكتشاف الكهرومغناطيسية في عام 1820
  10. ^ تاريخ البطاريات وتقنياتها وتطبيقاتها وتطويرها. MPower Solutions Ltd. تم الاسترجاع في 19 مارس 2007.
  11. ^ بورفون، جيرارد (10 سبتمبر 2012). "تاريخ الوحدات الكهربائية". رابطة S-EAU-S.
  12. ^ "بطارية كولومبيا الجافة". المعالم الكيميائية التاريخية الوطنية . الجمعية الكيميائية الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 23 فبراير 2013. تم الاسترجاع في 25 مارس 2013 .
  13. ^ بواسطة Brudermüller، Martin؛ Sobotka، Benedikt؛ Dominic، Waughray (سبتمبر 2019). تقرير Insight - رؤية لسلسلة قيمة البطاريات المستدامة في عام 2030: إطلاق العنان للإمكانات الكاملة لتعزيز التنمية المستدامة والتخفيف من تغير المناخ (PDF) (تقرير). المنتدى الاقتصادي العالمي والتحالف العالمي للبطاريات. ص 11، 29. تم الاسترجاع في 2 يونيو 2021 .
  14. ^ سيانو، بييرلويجي (2014). "الاستجابة للطلب والشبكات الذكية - دراسة استقصائية". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 30. إلسفير: 461-478. doi :10.1016/j.rser.2013.10.022. ISSN  1364-0321.
  15. ^ بان، ايه كيو؛ لي، اكس زد؛ شانغ، جيه؛ فينج، جيه اتش؛ تاو، واي بي؛ يي، جيه ال؛ يانغ، اكس؛ لي، سي؛ لياو، كيو كيو (2019). تطبيقات استخدام البطاريات من المركبات الكهربائية إلى أنظمة تخزين الطاقة الموزعة . المؤتمر الدولي لعام 2019 حول الطاقة الجديدة ونظام الطاقة المستقبلية (سلسلة مؤتمرات اي او بي: علوم الأرض والبيئة). المجلد 354. اي او بي للنشر المحدودة. doi : 10.1088/1755-1315/354/1/012012 . 012012.
  16. ^ Leisch, Jennifer E.; Chernyakhovskiy, Ilya (September 2019). Grid-Scale Battery Storage: Frequently Asked Questions (PDF) (Report). National Renewable Energy Laboratory (NREL) & greeningthegrid.org . تم الاسترجاع في 21 مايو 2021 .
  17. ^ Ashcroft, NW; Mermin (1976). Solid State Physics . ND Belmont, CA: Brooks/Cole.
  18. ^ دينجراندو 665.
  19. ^ ساسلو 338.
  20. ^ دينجراندو 666.
  21. ^ ab Knight 943.
  22. ^ ab Knight 976.
  23. ^ الجهد الطرفي. مرجع تيسكالي. أصله من موسوعة هتشينسون. تم استرجاعه في 7 أبريل 2007
  24. ^ دينجراندو 674.
  25. ^ دينجراندو 677.
  26. ^ "بطارية الليمون". ushistory.org . مؤرشف من الأصل في 9 مايو 2007. تم استرجاعه في 10 أبريل 2007 .
  27. ^ أنشطة ZOOM: ظاهرة بطارية البطاطس. تم الوصول إليه في 10 أبريل 2007.
  28. ^ Howstuffworks "تجارب البطارية: الكومة الفولتية". تم الوصول إليه في 10 أبريل 2007.
  29. ^ دينجراندو 675.
  30. ^ فينك، الفصل 11، القسم "البطاريات وخلايا الوقود".
  31. ^ فرانكلين ليونارد بوب ، الممارسة الحديثة للتلغراف الكهربائي، الطبعة الخامسة عشرة ، شركة دي فان نوستراند، نيويورك، 1899، ص 7-11. متوفر على أرشيف الإنترنت
  32. ^ ab Duracell: العناية بالبطارية. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2008.
  33. ^ دليل استخدام ثاني أكسيد المنغنيز القلوي (PDF). Energizer . تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2008.
  34. ^ "التركيز على الخلايا الكهروضوئية وخلايا الوقود: دراسة ومقارنة على شبكة الإنترنت" (PDF) . ص 1-2 . تم الاسترجاع في 14 مارس 2007 .
  35. ^ "مخترع بطارية ليثيوم أيون يقدم تقنية جديدة لبطاريات سريعة الشحن وغير قابلة للاشتعال". جامعة تكساس في أوستن . جامعة تكساس. 28 فبراير 2017. تم الاسترجاع في 15 مارس 2017 .
  36. ^ هيسلوب، مارتن (1 مارس 2017). "اختراق بطارية السيارة الكهربائية ذات الحالة الصلبة من مخترع بطارية الليثيوم أيون جون جود إنوف". أخبار الطاقة الأمريكية الشمالية . أخبار الطاقة الأمريكية . تم الاسترجاع في 15 مارس 2017. لكن حتى عمل جون جود إنوف لا يغير توقعاتي بأن السيارات الكهربائية ستستغرق 50 عامًا على الأقل للوصول إلى 70 إلى 80 في المائة من سوق السيارات العالمية.
  37. ^ سوني تطور بطارية حيوية تعمل بالسكر أرشيف 11 أكتوبر 2007 على موقع واي باك مشين . تاريخ الوصول 24 أغسطس 2007.
  38. ^ Dynasty VRLA Batteries and Their Application مؤرشف من الأصل في 6 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine . C&D Technologies, Inc. تم الاسترجاع في 26 أغسطس 2008.
  39. ^ آموس، ج. (24 أغسطس 2008) "طائرة تعمل بالطاقة الشمسية تسجل رقماً قياسياً في الطيران" بي بي سي نيوز
  40. ^ آدامز، لويس (نوفمبر 2015). "تزويد الطب في المستقبل بالطاقة: قرارات حاسمة بشأن البطاريات في التطبيقات الطبية". ملخصات التصميم الطبي .
  41. ^ "إيلون ماسك يفوز بمراهنة بقيمة 50 مليون دولار مع بطارية عملاقة لجنوب أستراليا". سكاي نيوز . 24 نوفمبر 2017. تم الاسترجاع في 20 سبتمبر 2018 .
  42. ^ ديلو، كلاي (21 ديسمبر 2012). "الصين تبني أكبر بطارية في العالم، عملاق بحجم مبنى، بقوة 36 ميغاواط في الساعة | العلوم الشعبية". Popsci.com . تم الاسترجاع في 31 يوليو 2013 .
  43. ^ كونواي، إي. (2 سبتمبر 2008) "أكبر بطارية في العالم يتم تشغيلها في ألاسكا" Telegraph.co.uk
  44. ^ بييلو، د. (22 ديسمبر 2008) "تخزين النسيم: بطارية جديدة قد تجعل طاقة الرياح أكثر موثوقية" مجلة ساينتفك أمريكان
  45. ^ "Auwahi Wind | Energy Solutions | Sempra US Gas & Power, LLC". Semprausgp.com. مؤرشف من الأصل في 2 مايو 2014. تم الاسترجاع في 31 يوليو 2013 .
  46. ^ "كيف تعمل البطارية". فضولي . 25 فبراير 2016. مؤرشف من الأصل في 26 مارس 2022.
  47. ^ "دليل استخدام ثنائي كبريتيد الحديد الليثيوم" (PDF) . energizer.com . مؤرشف من الأصل (PDF) في 17 مارس 2006 . تم الاسترجاع 20 سبتمبر 2018 .
  48. ^ باستثناء كتلة مؤكسد الهواء.
  49. ^ ab Battery Knowledge – AA Portable Power Corp. تم استرجاعه في 16 أبريل 2007. تم أرشفته في 23 مايو 2007 على موقع Wayback Machine
  50. ^ "سعة البطارية". techlib.com .
  51. ^ دليل لفهم مواصفات البطارية، فريق المركبات الكهربائية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ديسمبر 2008
  52. ^ كانج، ب.؛ سيدر، ج. (2009). "مواد البطارية للشحن والتفريغ فائق السرعة". نيتشر . 458 (7235): 190-193. رمز Bibcode :2009Natur.458..190K. doi :10.1038/nature07853. PMID  19279634. S2CID  20592628.1:00–6:50 (صوت) أرشيف 22 فبراير 2012 على موقع Wayback Machine
  53. ^ "نموذج أولي لسيارة رياضية من إنتاج شركة كامبريدج ينقل الشحن فائق السرعة من المختبر إلى الطريق". جامعة كامبريدج. 1 يوليو 2024.
  54. ^ دا سيلفا، جواو (14 أغسطس 2024). "زيكر: شركة صينية للسيارات الكهربائية تدعي أنها تمتلك أسرع بطارية شحن في العالم". بي بي سي نيوز .
  55. ^ "اختبار دورة البطارية والتحمل". مركز جامعة شيفيلد للأبحاث في تخزين الطاقة الكهربائية وتطبيقاتها . 5 أكتوبر 2020.
  56. ^ "عمر البطارية". NREL - أبحاث النقل والتنقل . 30 مارس 2023.
  57. ^ التفريغ الذاتي للبطاريات. أطباء التآكل. تم الاسترجاع في 9 سبتمبر 2007
  58. ^ Tugend, Alina (10 November 2007). "في شراء البطاريات، قرارات كافية لاستنزاف طاقة الأرنب". صحيفة نيويورك تايمز . تم الاسترجاع في 6 يوليو 2024 .
  59. ^ Energizer Rechargeable Batteries and Chargers: Frequently Asked Questions Archived 9 فبراير 2009 at the Wayback Machine . Energizer . تم الاسترجاع في 3 فبراير 2009.
  60. ^ "eneloop, environmentally friendly and energy saving batteries | Panasonic eneloop". www.panasonic-eneloop.eu . مؤرشف من الأصل في 2 فبراير 2010.
  61. ^ نصائح حول البطاريات القابلة لإعادة الشحن. معلومات تقنية NIMH. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2007
  62. ^ أساطير البطارية مقابل حقائق البطارية. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2007
  63. ^ Filip M. Gieszczykiewicz. "Sci.Electronics FAQ: مزيد من معلومات البطارية". repairfaq.org .
  64. ^ RechargheableBatteryInfo.com، محرر (28 أكتوبر 2005)، ماذا يعني "تأثير الذاكرة"؟، مؤرشف من الأصل في 15 يوليو 2007 ، تم استرجاعه في 10 أغسطس 2007
  65. ^ ريتش، فينسنت (1994). التجارة الدولية للرصاص . كامبريدج: وودهيد. 129.
  66. ^ الأسئلة الشائعة حول بطاريات الدورة العميقة محفوظ في 22 يوليو 2010 على موقع Wayback Machine . Northern Arizona Wind & Sun . تم الاسترجاع في 3 فبراير 2009.
  67. ^ الأسئلة الشائعة حول السيارات والبطاريات ذات الدورة العميقة محفوظ في 6 نوفمبر 2020 على موقع Wayback Machine . شركة Rainbow Power Company . تم الاسترجاع في 3 فبراير 2009.
  68. ^ دليل البطارية ذات الدورة العميقة محفوظ في 17 فبراير 2009 على موقع Wayback Machine . Energy Matters . تم استرجاعه في 3 فبراير 2009.
  69. ^ اسأل ياهو: هل وضع البطاريات في الفريزر يجعلها تدوم لفترة أطول؟ تم أرشفة المقال في 27 أبريل 2006 على موقع واي باك مشين . تم استرجاعه في 7 مارس 2007.
  70. ^ هيسلوب، مارتن (1 مارس 2017). "اختراق في مجال بطاريات السيارات الكهربائية ذات الحالة الصلبة من مخترع بطاريات الليثيوم أيون جون جود إنوف". أخبار الطاقة الأمريكية الشمالية . أخبار الطاقة الأمريكية . تم الاسترجاع في 15 مارس 2017 .
  71. ^ "مخاطر البطارية". يوتيوب . تم الاسترجاع في 20 سبتمبر 2018 .
  72. ^ البطاريات. وكالة حماية البيئة. تم الاسترجاع في 11 سبتمبر 2007
  73. ^ إعادة تدوير البطاريات » Earth 911 أرشيف 12 أكتوبر 2008 على موقع Wayback Machine . تم استرجاعه في 9 سبتمبر 2007.
  74. ^ "مشرف سان فرانسيسكو يستهدف النفايات السامة للبطاريات". شبكة الأخبار البيئية (11 يوليو 2001).
  75. ^ "Product Safety DataSheet. Energizer (p. 2). Retrieved 9 September 2007" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 27 سبتمبر 2007. تم الاسترجاع في 9 سبتمبر 2007 .
  76. ^ "هل ابتلعت بطارية زر؟ | بطارية في الأنف أو الأذن؟". Poison.org. 3 مارس 2010. مؤرشف من الأصل في 16 أغسطس 2013. تم الاسترجاع في 26 يوليو 2013 .
  77. ^ Dire, Daniel J. (9 يونيو 2016)، Vearrier, David (محرر)، "ابتلاع بطارية القرص: الخلفية، الفسيولوجيا المرضية، علم الأوبئة" ، Medscape
  78. ^ طعمه المر يمنع تناوله، 25 أكتوبر 2021
  79. ^ "قانون إدارة البطاريات المحتوية على الزئبق والقابلة لإعادة الشحن" (PDF) . وكالة حماية البيئة . تم الاسترجاع في 15 فبراير 2021 .
  80. ^ "إعادة تدوير البطاريات في نيويورك... إنه القانون!". call2recycle.org. 31 أكتوبر 2013. تم الاسترجاع في 2 يونيو 2021 .
  81. ^ مشروع قانون رقم 1125 - قانون إعادة تدوير البطاريات القابلة لإعادة الشحن لعام 2006، ولاية كاليفورنيا (PDF) ، 2006 ، تم استرجاعه في 2 يونيو 2021
  82. ^ "Rechargeable Battery Recycling Corporation". www.rbrc.org . مؤرشف من الأصل في 12 أغسطس 2008 . تم الاسترجاع 15 يناير 2022 .
  83. ^ التخلص من البطاريات والمراكم المستهلكة. الاتحاد الأوروبي . تم استرجاعه في 27 يوليو 2009.
  84. ^ "المبادئ التوجيهية بشأن متطلبات وضع العلامات على البطاريات المحمولة في الاتحاد الأوروبي 2008" (PDF) . EPBA-EU. مؤرشف من الأصل (PDF) في 7 أكتوبر 2011.
  85. ^ Schweber, Bill (4 أغسطس 2015). "بطاريات الليثيوم: الإيجابيات والسلبيات". GlobalSpec . تم الاسترجاع في 15 مارس 2017 .
  86. ^ فاولر، سوزان (21 سبتمبر 2016). "سحب منتجات سامسونج – المشكلة مع بطاريات الليثيوم أيون". نيويورك تايمز . نيويورك . تم الاسترجاع في 15 مارس 2016 .
  87. ^ "البطاريات: اتفاق بشأن قواعد الاتحاد الأوروبي الجديدة للتصميم والإنتاج ومعالجة النفايات". أخبار البرلمان الأوروبي (بيان صحفي). البرلمان الأوروبي . 9 ديسمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 11 ديسمبر 2022 . تم الاسترجاع 11 ديسمبر 2022 .
  88. ^ "Neue EU-Regeln: Jeder soll Handy-Akkus selbst tauschen können" [قواعد الاتحاد الأوروبي الجديدة: يجب أن يكون الجميع قادرين على استبدال بطاريات الهواتف الذكية بأنفسهم]. فيرتشافت. دير شبيجل (في المانيا). 9 ديسمبر 2022. مؤرشفة من الأصلي في 11 ديسمبر 2022 . تم الاسترجاع في 11 ديسمبر 2022 .

فهرس

  • دينجراندو، لوريل؛ وآخرون (2007). الكيمياء: المادة والتغير . نيويورك: جلينكو/ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-877237-5.الفصل 21 (ص 662-695) يتحدث عن الكيمياء الكهربائية.
  • فينك، دونالد جيه ؛ إتش واين بيتي (1978). الدليل القياسي للمهندسين الكهربائيين، الطبعة الحادية عشرة . نيويورك: ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-020974-9.
  • Knight, Randall D. (2004). الفيزياء للعلماء والمهندسين: نهج استراتيجي. سان فرانسيسكو: بيرسون للتعليم. ISBN 978-0-8053-8960-9.تحتوي الفصول من 28 إلى 31 (صفحات 879-995) على معلومات حول الجهد الكهربائي.
  • ليندن، ديفيد؛ توماس ب. ريدي (2001). دليل البطاريات. نيويورك: ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-135978-8.
  • ساسلو، واين م. (2002). الكهرباء والمغناطيسية والضوء . تورنتو: تومسون ليرنينج. ISBN 978-0-12-619455-5.تحتوي الفصول 8-9 (صفحات 336-418) على مزيد من المعلومات حول البطاريات.
  • تيرنر، جيمس مورتون. " مشحون: تاريخ البطاريات والدروس المستفادة من أجل مستقبل الطاقة النظيفة" (مطبعة جامعة واشنطن، 2022). مراجعة عبر الإنترنت
  • الوسائط المتعلقة بالبطاريات الكهربائية في ويكيميديا ​​كومنز
  • البطاريات غير القابلة لإعادة الشحن (تم أرشفتها في 22 أكتوبر 2013)
  • HowStuffWorks: كيف تعمل البطاريات
  • أنواع أخرى من خلايا البطارية
  • حزمة التدريس والتعلم DoITPoMS- "البطاريات"
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=البطارية_الكهربائية&oldid=1252037926"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate