مواصفات البطاريات

تبعا لمقالتنا حول الخصائص الرئيسية للبطاريات الـ 18650 ، ستجد أدناه الخصائص والمواصفات الأقل شهرة ، والتي تعد مهمة أيضًا إذا كنت ترغب في تحسين اختيارك . كالمقاومة الداخلية ، وتراجع الجهد (الفولتية) ، والجهد المقنن ، والتركيبة الكيميائية ، ومعدل التفريغ كل هذة المسميات ستكون واضحة بالنسبة لك .

مقالتنا هذة ليست ذات اهمية كبية عند اختيارك للبطاريات الخاصة بك ، فقد قمنا بتغطية هذا الموضوع بالتفصيل في مقالتنا السابقة . تستهدف هذه المقالة المهووسين بالتقنية ممن لديهم رغبة في معرفة آليات معينة ودقيقة ، وأولئك الذين يتطلعون إلى تحسين تجربة الـ vaping باستخدام المودات الميكانيكية . لحسن الحظ ، من الممكن أن تتمتع بتجربة فيب رائعة و ممتعة من دون أن يكون لديك أي فكرة عما سنتكلم عنه الان! . ستصادف بعض المصطلحات التي قد تكون سمعت بها ، والتي غالبًا ما يتم خلطها أو تفسيرها بشكل غير صحيح . لن تمنحك قراءة هذه المقالة أي مؤهلات في الهندسة الكهروكيميائية ، ولكنها ستوضح لك بعض المفاهيم ، التي ستتيح لك فرصة تحسين اختيار البطاريات واستخدامها .

المقاومة الداخلية

المقاومة الداخلية للبطارية … للوهلة الاولى يبدو الأمر غير منطقي كون البطارية هي من تقوم بتوليد الكهرباء ، فكيف يمكن أن تقاوم تدفق التيار؟ البطارية تولد الجهد فعلا ، وفي داخل البطارية يوجد بالفعل مقاومة . وهي قابلية المواد المعدنية الموصلة للكهرباء على مقاومة مرور التيار الكهربائي (الالكترونات) . وفي الواقع إن البطارية تفقد جزءاً من الطاقة بسبب التفاعلات الكيميائية التي تحدث بداخلها ويسمى هذا الفقد بالمقاومة الداخلية .

هذه المقاومة الداخلية منخفضة جدًا حيث يتم قياسها بالمللي أوم أو الألف من الأوم ، ومع ذلك لها تأثير كبير على تشغيل البطارية . إنها مسؤولة أولاً عن ارتفاع درجة حرارة البطارية عند استخدامها . البطارية التي تحتوي مكوناتها على توصيل مثالي ، بدون مقاومة ، لن تسخن! وكما رأينا في مقالتنا حول الخصائص الرئيسية للبطارية ، فإن درجة حرارة التشغيل هي التي تحدد الـ MDC الخاص بالبطارية. فكلما انخفضت المقاومة الداخلية ، قلت درجة الحرارة ، وكان ذلك أفضل .

على العكس من ذلك ، كلما زادت المقاومة الداخلية للبطارية ، زادت درجة تسخينها وانخفض أداؤها. هذا هو المبدأ العام لتقييم حالة البطارية . تتمتع البطارية الجديدة بمقاومة داخلية تبلغ 50 مللي أوم أو أقل ، وقد تتمتع البطارية المستخدمة بمقاومة داخلية تبلغ 300 أو 500 مللي أوم . يمكن لبعض أجهزة الشحن مثل Opus BT-C3100 v2.2 (في الصورة أعلاه) أو Nitecore SC4 إجراء هذا القياس بدقة . لذلك يمكنك قياس المقاومة الداخلية للبطاريات عندما تكون جديدة ، وإذا بدأت تشعر بأن أداؤها قد انخفض ، بأمكانك اجراء هذا القياس للتأكد .

المقاومة الداخلية مسؤولة أيضًا عن ظاهرة تُعرف باسم “انخفاض الجهد”.

انخفاض الجهد

انخفاض الجهد هو الفرق بين جهد عند عدم التحميل والجهد عند التحميل في البطارية . إذا كان الجهد الكهربائي للبطارية 4.2 فولت عند الخمول ، فسوف ينخفض هذا الجهد مرة واحدة عند التحميل (بمجرد تزويد شيء ما بالطاقة) ، ويكون هذا الانخفاض في جهد الخارج أكثر وضوحًا مع زيادة التيار المطلوب . لذلك ، فإن انخفاض الجهد هو قيمة معبر عنها بالفولت ، تقيس هذا الانخفاض في الجهد بمجرد تشغيل البطارية .

لنأخذ مثالًا ملموسًا : بطارية سامسونج 25R مشحونة بالكامل (المقاومة الداخلية: 25 مللي أوم) لها جهد 4.2 فولت بمجرد توصيلها بدائرة تطلب 10 أمبير ، ينخفض جهدها إلى 4 فولت مع 15 أمبير ، ينخفض الجهد إلى 3.9 فولت ، 3.8 فولت عند 20 أمبير ، و 3.7 فولت عند 25 أمبير ، يتم استعادة الجهد إلى 4.2 فولت بمجرد إيقاف تشغيل الدائرة (بشرط ، أن الدائرة لم يتم إيقافها لفترة كافية حتى تتمكن البطارية من التفريغ بشكل كبير) . انخفاض الجهد هو 0.2 فولت ، 0.3 فولت ، 0.4 فولت ، وأخيراً 0.5 فولت على التوالي .

حساب انخفاض الجهد بسيط للغاية باستخدام الصيغة التالية ، والتي هي ببساطة قانون أوم :

نخفاض الجهد = (مقاومة البطارية الداخلية) × (التيار)

ستعلمنا هذه الصيغة الكثير!

أولاً ، كما ذكرنا سابقًا ، كلما زاد التيار (كلما زادت قوة vaping في حالتنا) ، زاد انخفاض الجهد. ومع ذلك ، يرتبط انخفاض الجهد أيضًا ارتباطًا مباشرًا بمقاومة البطارية الداخلية. كلما انخفضت هذه القيمة ، زاد انخفاض الجهد . في البطارية الفارغة ، تزداد المقاومة الداخلية ، وبالتالي يزداد انخفاض الجهد بشكل متناسب .

بالإضافة إلى ذلك ، لا يعتمد انخفاض الجهد على جهد (فولتية) البطارية ، والذي يحتفظ به طوال فترة التفريغ. إذا كان انخفاض الجهد 0.5 فولت ، فإن البطارية المشحونة وبوضع عدم التحميل يبلغ 4.2 فولت سيكون لها جهد 3.7 فولت بمجرد تشغيل الدائرة . عندما يتم تفريغها وينخفض جهد عدم التحميل إلى 3.7 فولت ، ينخفض جهد التحميل إلى 3.2 فولت … والعديد من المود بوكس لها خاصية قطع التيار ، والتي تعرض بعد ذلك رسالة “البطارية منخفضة” . وبالتالي فإن انخفاض الجهد له علاقة مباشرة بعمر البطارية!

يمكن للبطارية ذات الجهد المنخفض ، وبالتالي المقاومة الداخلية المنخفضة ، توفير المزيد من الطاقة ، وسيكون لها أيضًا عمر أطول . مع انخفاض الجهد 0.5 فولت ، سيتم التفريغ من 4.2 إلى 3.7 فولت في المود بوكس ، بينما مع انخفاض الجهد 0.1 ، سيتم التفريغ من 4.2 إلى 3.3 فولت ، لذلك ستحصل على عمر بطارية أطول بكثير. لقد ذكرنا في مقالتنا حول خصائص البطارية الرئيسية , أن سعة البطارية تقاس بتيار تفريغ منخفض للغاية . بسبب انخفاض الجهد . يتم استخدام تيار منخفض لقياس السعة من 4.2 إلى 2.8 فولت ، مع عدم وجود انخفاض بالجهد ، وإلا فسيتم إجراء القياس من 4.2 إلى 3.3 فولت لانخفاض الجهد بمقدار 0.5 فولت ، وسيكون القياس غير صحيح .

يمكنك أيضًا معرفة المقاومة الداخلية للبطارية إذا كنت تعرف انخفاض جهدها عند تيار معين: المقاومة الداخلية = (انخفاض الجهد) / (التيار). ومع ذلك ، يجب أن تكون قادرًا على قياس هاتين القيمتين بدقة كافية ، والتي هي عملية صعبة.

أخيرًا ، يعد الجهد سببًا آخر لتشويه قيم النبض pulse MDC التي يستعملها كثيرا شركات اعادة تغليف البطاريات . عندما تقرأ أن بطارية 3000 مللي أمبير مصممة لـ 40 أمبير ، عليك تذكر انخفاض الجهد هنا . مع بطارية ذات مقاومة داخلية تبلغ 25 ملي أوم مثل Samsung 25R من المثال السابق ، يكون الجهد المنخفض هو 1 فولت! لذلك ، بمجرد أن تبدأ بأستخدام السيجارة الالكترونية ، سينخفض جهد البطارية مباشرة إلى 3.2 فولت. مع المودات الميكانيكية ، لن تحصل على نصف الطاقة المتوقعة . وسيعرض المود الإلكتروني “بطارية منخفضة” على الفور . سبب آخر لفضح الادعائات التي تطرحها هذة الشركات .

الجهد او الفولطية

قد لا يكون المصطلح مألوفًا لك ، ومع ذلك فمن المحتمل جدًا أن تعرف قيمته : “3.7 فولت” مكتوب بوضوح على البطاريات المستخدمة في السجائر الاكترونية . رقم يبدو أنه خرج من العدم ، ويبدو أنه لم يتم استخدامه أبدًا ، ولكن يمكن رؤيته في كل مكان .

تعتمد هذه القيمة على المادة الكيميائية المستخدمة في البطارية . على سبيل المثال ، تحتوي بطاريات AA الصغيرة على جهد مقدر يبلغ 1.2 فولت بسبب استخدام المادة الكيميائية Ni-Mh . تتمتع بطاريات الفيب بجهد مقدر يبلغ 3.7 فولت أو 3.6 فولت لأنها تستخدم مادة الليثيوم . بهذه الطريقة ، يمكنك أيضًا تحديد نوع الكيمياء المستخدمة في البطارية بناءً على الفولتية المقدرة .

في الاستخدام ، هذه القيمة ليست ذات أهمية كبيرة بالنسبة لنا . إذا كنت ترغب في تخزين بطاريتك على النحو الأمثل لفترة طويلة عندما لا تكون قيد الاستخدام ، فقم بشحنها بالجهد المقدر لها للحفاظ عليها على النحو الأمثل. هذه القيمة هي أيضًا جهد التشغيل المثالي للبطارية. إذا قمت بشحن البطاريات الخاصة بك إلى 3.9 فولت وشحنها مرة أخرى بمجرد وصول جهدها إلى 3.5 فولت ، فسوف تقوم بإطالة عمرها التشغيلي بشكل كبير. أيضًا ، إذا قمت بتفريغ البطارية بتيار منخفض جدًا ، فسيشكل منحنى التفريغ ثباتًا حول هذه القيمة. لهذا السبب ، كما قلنا ، هذه القيمة ليست ذات فائدة عملية حقيقية في الاستخدام اليومي للسجائر الالكترونية ، لكن الان بت تعرف معلومات كافية عن موضوع البطاريات .

الكيمياء المستخدمة

في حين أن موضوع الجهد المقنن واضح إلى حد ما ، الإ ان موضوع الكيمياء… معقد اكثر ، مع المصطلحات التي غالبًا ما تستخدم من قبل بعض العلامات التجارية . قد تقرأ أن بطاريات “IMR” هي الأكثر أمانًا ، وأنه يجب عليك الابتعاد عن بطاريات “ICR” لأنها تشبه بطاريات Li-Po ، والتي تكون عرضة للاشتعال عند أدنى خلل . هذا صحيح ، وليس صحيحًا ، ونهدف هنا إلى التوضيح و إزالة هذا الالتباس .

المراجع الكيميائية للبطارية التي ستصادفها هي IFR و IMR و INR و ICR . الـ “I” تعني الليثيوم ، جميع بطارياتنا مصنوعة من الليثيوم ، وهو ليس بالامر السيء . الحرف “R” في النهاية يعني “دائري” ، يشير إلى بطارية مستديرة ، لا علاقة لها بالكيمياء! . وبالتالي ، فإن هذه الاختصارات ليست معايير كيميائية ثابتة . أخيرًا ، معاني الأحرف الموجودة في المنتصف ، الفوسفات في حالة الحرف “F” ، والمنغنيز في حالة “M” ، والنيكل في حالة “C” . دعونا الآن نلقي نظرة على ما يعنيه ذلك وما هي الآثار المترتبة على سلامة البطارية .

تعد جميع المواد الكيميائية بمثابة حل وسط بين السلامة والأداء . أما بالنسبة للسعة و MDC ، فستحصل اما على السلامة والقليل من الاداء او العكس. بمعنى آخر ، كلما ارتفع أداء المادة الكيميائية ، انخفضت سلامتها ، والعكس صحيح . يشير الأداء في هذه الحالة إلى الـ MDC . وتشير السلامة إلى ان الطارية ستنفجر أو تشتعل فيها النيران عند ارتفاع درجات الحرارة . لا توجد كيمياء “آمنة” تمامًا في حد ذاتها ، ولكن يمكن تصنيفها بناءً على هذه المعايير:

بطاريات الـ LFP (ليثيوم أيونات الفوسفات أو ليثيوم حديدوز الفوسفات) هي الأكثر أمانًا . إنها مستقرة جدًا ، ولكن الفولتية المقدرة هي 3.2 أو 3.3 فولت فقط ، للأسف هي لاتصلح لأستخدام الفيب . تليها بطاريات LMO (ليثيوم – أوكسيد المنغنيز) ، مرة أخرى ، لاتصلح لأستخدام الفيب .

البطاريات ذات أدنى مستوى من الأمان هي بطاريات LCO (كوبالت أوكسيد الليثيوم) ، والمعروفة باسم Li-Po (Lithium-Polymer) . يمكن ان تشتعل هذه البطاريات عند أدنى درجة حرارة ، كما أنها شديدة الحساسية للصدمات ، ويكون رد فعلها هو الأكثر دراماتيكية عند حدوثه ، ولكنها تقدم أفضل أداء . يجب استخدامها دائمًا مع دائرة أمان الكترونية .

فيما بينهما ، ستجد بطاريات NMC (نيكل – منجنيز – كوبالت) و NCA (نيكل – كوبالت – ألومنيوم). وبالتالي فإن الـ (NMC) هي الـ (LMO) اضيف لها الكوبالت في بطاريات Li-Po لتحسين الأداء. لهذا السبب ، تُعرف باسم “الهجينة” ، وهي مزيج من مركبين كيميائيين ، LMO و LCO. ينطبق نفس المبدأ على بطاريات NCA ، حيث يتم استبدال المنجنيز بالألمنيوم ، ولكنها متشابهة تمامًا وغالبًا ما تعتبر “هجينة” لهذا السبب.

بالعودة إلى بطاريات IMR و INR والبطاريات الأخرى ، فإن بطاريات IFR هي نفسها بطاريات LFP . حتى الآن ، هذا جيد جدًا ، لكن هذه البطاريات لا تقدم أداءً كافيًا للفيب ، وبالتالي فهي ليست ذات أهمية. تتميز IMR بالمنغنيز وبالتالي تشمل (LMOs) (ومن هنا اكتسبت IMR سمعتها من ناحية السلامة). تحتوي الـ INRs على النيكل ، وبالتالي تشمل الانواع الهجينة NMC و NCA. أخيرًا ، تحتوي ICRs على الكوبالت ، بما في ذلك NMC و NCA الهجينة ، بالإضافة إلى LCOs ، بطاريات LiPo التي تم الحديث عنها كثيرًا والتي منحت الـ ICR السمعة السيئة.

هذا هو السبب في أنك ستقرأ غالبًا أنه يجب عليك استخدام بطاريات IMR ، خاصة في المودات الميكانيكية ، والابتعاد عن بطاريات الـ ICR .هناك بعض الصحة في هذا الكلام ، ولكن ليس بالشكل الكامل . تتمتع بطاريات الـ IMR بسمعة طيبة لأنها تحتوي على الـ LMOs التي لا تستخدم في الفيب ، وتتمتع ICR بسمعة سيئة لأنها تشمل بطاريات LiPo التي تتعلق فقط بالبطاريات المدمجة ، ولكن ليس 18650s والبطاريات الأخرى القابلة للإزالة.

بالإضافة إلى ذلك ، تقوم العديد من العلامات التجارية بتسويق بطارياتها على أنها IMR ، كي تطمئن المستخدمين ، وسترى أن المعلومات التي قدمت عن الـ IMR و ICR والبطاريات الأخرى ليست ذات صلة في استخدام الفيب . علاوة على ذلك ، في حالة 18650 IMR الكلاسيكي ، يتم تذكيرك مرتين بأن البطارية مستديرة : عن طريق “R” في IMR ، و 0 في النهاية .

من الناحية العملية ، تُستخدم بطاريات LiPo للأجهزة ذات البطاريات المدمجة ، والهجينة للأجهزة ذات البطاريات القابلة للإزالة مثل 18650s. اختر بطارياتك بناءً على خصائصها ، ويمكنك ترك القصص حول IMR والبطاريات الأخرى خارج معايير الاختيار الخاصة بك.

معدل التفريغ

معدل التفريغ ، والمكتوب كـ “C” على البطاريات وعلى أوراق البيانات الفنية للشركات المصنعة ، هو رقم ناتج عن الحساب : MDC / السعة . يجب أن تكون الوحدات متشابهة ، لذا يجب أن تكون السعة في Ah (أمبير في الساعة) كون MDC بالأمبير.

كلما زاد الـ MDC للبطارية ، انخفضت سعتها ، وبالتالي زاد معدل تفريغها. يمكن أيضًا استخدام هذه القيمة لمقارنة أداء بطاريتين بنفس السعة : تلك ذات معدل تفريغ أعلى سيكون فيها الـ MDC أفضل .

معدل الشحن يتيح لك معرفة القيم الصحيحة لشحن البطارية. لمعرفة تيار الشحن لبطاريتك ، ما عليك فعله و الرجوع إلى ورقة البيانات الفنية الخاصة بها – ذكرنا هذا في مقالتنا حول شحن البطارية.

لمعرفة المزيد …

البطاريات موضوع ضخم , لقد كتبنا سلسلة من المقالات تبحث في هذا الموضوع .

• بقدر ما هو واضح ، يتطلب شحن البطارية بعض المعرفة وهو موضوع يستحق تخصيص مقال لمساعدتك على القيام بذلك بأمان وفعالية .
• شراء البطارية المناسبة أمرًا جيدًا ، ولكن الاحتفاظ بها لفترة أطول هو بالتأكيد أفضل! لهذا السبب ، قمنا بتجميع برنامج تعليمي شامل حول إطالة عمر خدمة البطاريات الخاصة بك .
• انخفاض في أداء البطارية أو تعرضها لصدمة أو تلف الغلاف الواقي امر ممكن ان يحدث بأي لحضة . من المهم معرفة وقت استبدال البطارية وكيفية التخلص منها .
• بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في معرفة المزيد ، تشرح مقالتنا حول الخصائص الرئيسية للبطارية كل ما تحتاج لمعرفته حول سعة البطارية والحد الأقصى لتيار التفريغ ، وكيف يتم تحديدها .
• أخيرًا ، إذا كنت أحد الأشخاص الذين يعتقدون أن تكوين البطارية التسلسلي / المتوازي أو مقاومة الداخلية للبطارية لها اهمية من حيث عمر البطارية أو التيار المستخرج من البطاريات في المود الالكتروني ، فإن مقالتنا حول اختيار البطاريات في المود الإلكتروني هي ما تبحث عنه .
• قبل ان نختم ، مقال خاص عن انفجار بطارية السجائر الإلكترونية. نظرًا الى ان وسائل الإعلام تتغذى على هذه القصص ، على الرغم من ندرة حدوثها ، فقد اعتقدنا أنه من المهم مراجعة هذا الموضوع الحساس ، وقبل كل شيء منع حدوثه لك.

لا تنسى ايضا!

• لاتستخدم البطارية بما يتجاوز مواصفاتها وطاقتها ، من أجل الحفاظ على سلامتك اولا وللحفاظ على عمر البطارية .
• احمل دائمًا البطاريات في حافظة حماية ؛ ترتبط معظم الحوادث النادرة التي تحدث بحمل البطاريات بطريقة غير محمية .
• استخدم فقط البطاريات التي في حالة ممتازة وخالية من الخدوش أو الصدمات .
• لا تقم ابدا برمي البطارية ، بل ضعها في حاوية إعادة تدوير المخصصة .