ورقة مرجعية

شحن البطاريات

CC-CV لكل كيمياء، والخطأ الذي يشعل الحرائق

شحن البطاريات

لكل كيمياء فكرتها الخاصة عن «الامتلاء». يُشحن الليثيوم بالجهد ويُوقَف بالتيار — CC-CV: تيار ثابت حتى تبلغ الخلية جهدها المستهدف، ثم جهد ثابت حتى يتلاشى التيار. يُشحن النيكل بالتيار ويُوقَف برصد انخفاض الجهد أو ارتفاع الحرارة. يُشحن الرصاص الحمضي بالجهد ثم يُثبَّت هناك بلا حد. تطبيق قاعدة كيمياء على أخرى هو طريقة تدمير البطاريات. C هي سعة البطارية بالأمبير-ساعة، لذا 0.5 C على خلية 2000 mAh تعني 1 A.

الكيمياء	جهد الشحن لكل خلية	تيار الشحن	الإنهاء	نافذة الحرارة
Li-ion / LiPo (كوبالت)	4.20 V ±0.05	0.5–1 C	CC-CV: ثبّت 4.20 V، وتوقّف عندما ينخفض التيار إلى C/10–C/20	0–45 °C للشحن، −20…60 °C للتفريغ
LiPo "HV" / LiHV	4.35 V	0.5–1 C	نفس تناقص CC-CV — شاحن 4.20 V يتركها ببساطة ممتلئة جزئيًا	0–45 °C
LiFePO4 (LFP)	3.65 V كحد أقصى (3.55–3.60 نموذجيًا)	0.5–1 C	CC-CV، توقّف عند C/10. المنحنى المسطح يعني أن جهد الأطراف لا يكاد يخبرك بشيء عن حالة الشحن	0–45 °C للشحن، −20…60 °C للتفريغ
بطارية ليثيوم على التوالي	الخلايا × الرقم أعلاه	حسب تصنيف البطارية	موازنة لكل خلية. قد يبدو جهد البطارية صحيحًا وخلية واحدة عند 4.3 V بالفعل	مثل خلاياها
NiMH، شحن سريع	بلا جهد مستهدف (≈1.45–1.50 V/خلية أثناء الشحن)	0.5–1 C	−ΔV بمقدار 5–10 mV لكل خلية، أو dT/dt فوق 1–2 °C/min؛ ادعمه دائمًا بمؤقت وقاطع عند 50 °C	10–45 °C
NiMH، شحن بطيء	نفسه	C/10 لمدة 14–16 h	مؤقت فقط — انخفاض −ΔV أصغر من أن يُكشف تحت نحو 0.3 C	0–45 °C
NiMH، صيانة	نفسه	C/40 أو أقل	تقطير مستمر. C/20 فأكثر يطهو الخلية على مدى أيام	0–45 °C
NiCd	بلا جهد مستهدف	0.5–1 C	−ΔV بمقدار 10–20 mV لكل خلية — إشارة أقوى وأسهل مما يعطيه NiMH	0–45 °C
رصاص حمضي، مغمور	امتصاص 2.40–2.45 V/خلية (14.4–14.7 V على بطارية 12 V)، تعويم 2.25–2.30	0.1–0.2 C	ثبّت الامتصاص حتى ينخفض التيار إلى نحو C/50، ثم عُد إلى التعويم — الرصاص الحمضي هو الكيمياء الوحيدة التي تحب البقاء هناك	−20…50 °C، مع تعويض
رصاص حمضي، AGM	2.40–2.45 V/خلية دوري، تعويم 2.25–2.30	0.1–0.3 C	نفس الملف، لكنها مغلقة: الغاز الذي يطرده الشحن الزائد لا يعود أبدًا	−20…50 °C، مع تعويض
رصاص حمضي، جل	2.30–2.40 V/خلية دوري (سقف 14.4 V على 12 V)، تعويم 2.25–2.30	0.1–0.2 C	الأقل تحمّلًا للشحن الزائد بين الثلاثة — ملف AGM يجففها	−20…50 °C، مع تعويض
قلوية، CR2032، ليثيوم أولي	غير قابلة للشحن	—	لا شيء. هذه تنفّس غازًا أو تسرّب أو تنفجر	n/a

الأخطاء التي تشعل الحرائق. السطر الأول هو الذي لا يتوقعه أحد، لأن شيئًا لا يحدث في حينه.

الخطأ الشائع	ما يفعله فعلًا
شحن خلية ليثيوم تحت 0 °C	يترسب الليثيوم معدنًا على الأنود بدل أن يندمج فيه. تبقى التشعبات هناك وقد تخترق الفاصل بعد أسابيع، في درج، دون توصيل أي شيء. هذا هو الحريق المتأخر الكلاسيكي، والشحن نفسه بدا طبيعيًا تمامًا.
شحن الليثيوم بالتعويم أو التقطير	يجب أن يُنهي شاحن Li-ion أو LiFePO4 الشحن، لا أن يحوم. تثبيت خلية ممتلئة عند جهد CV يُبقي الترسب وتولّد الغاز مستمرين؛ لا يوجد مقابل ليثيومي لتعويم الرصاص الحمضي.
شاحن 4.2 V على بطارية LiFePO4	شحن زائد بـ 0.55 V لكل خلية، في كل دورة. بطارية LiFePO4 بتكوين 3S وشاحن Li-ion بتكوين 3S يتشاركان الموصل نفسه وليسا البطارية نفسها.
إنعاش خلية مفرّغة بعمق بالتيار الكامل	تحت نحو 2.5 V (2.0 V لـ LFP) يذوب مجمّع التيار النحاسي ثم يترسب مكوّنًا قصرًا داخليًا. اشحن مسبقًا بـ 0.05 C أو أقل؛ إن لم ترتفع إلى 3 V، أعد تدويرها.
بطارية على التوالي بلا BMS أو موازن	تتباعد الخلايا قليلًا في كل دورة. جهد أطراف البطارية متوسط، ويخفي الخلية الوحيدة التي تجاوزت حدها بالفعل.
شحن خلية منتفخة أو مثقوبة أو سبق أن سخنت بإفراط	الفاصل متضرر بالفعل. لا يوجد اختبار على الطاولة يجعل هذه الخلية آمنة مجددًا.
رصاص حمضي بلا تعويض حراري	نحو −3 إلى −5 mV/°C لكل خلية، أي نحو −20 mV/°C على بطارية 12 V. بلا تعويض، تُشحن البطارية في حجرة محرك ساخنة شحنًا زائدًا مزمنًا، وتلك التي في البرد لا تمتلئ أبدًا.
ترك الليثيوم مخزّنًا وهو ممتلئ	خزّن عند 3.7–3.8 V لكل خلية، نحو 50–60 %، وفي مكان بارد. بطارية تُترك عند 4.20 V لسنة تفقد سعتها نهائيًا.

يحتاج شاحن الليثيوم ثلاثة أشياء لا يمكنك إغفالها: حد جهد لكل خلية، وحد تيار، وحساس حرارة على الخلايا نفسها. اشحن على سطح غير قابل للاشتعال، لا دون مراقبة طوال الليل، ولا مغلقًا داخل علبة لا تترك للخلية المتنفّسة مخرجًا.

شحن البطاريات

شحن البطاريات

أوراق مرجعية أخرى