مقارنة بين بطاريات السيارات التقليدية والليثيوم

مع تقدم التكنولوجيا، باتت بطاريات السيارات تلعب دورًا متزايد الأهمية في حياتنا اليومية، فهي تستخدم لتشغيل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة كما تستعمل في تزويد السيارات الكهربائية بالطاقة، فهي تعد شريان الحياة للعديد من الأجهزة الحديثة، ومن بين الأنواع المختلفة التي توجد منها تحظى بطاريات الليثيوم بشعبية كبيرة، في هذه المقالة على موقع بيلارا كارز سنستعرض الفروقات بين بطاريات الليثيوم والبطاريات التقليدية ونبرز ميزاتها وفوائدها الفريدة.

مقارنة بين بطاريات السيارات التقليدية والليثيوم

من الضروري أن نعرف الاختلاف الأساسي بين بطاريات السيارات الليثيوم والتقليدية، ومن أبرز الاختلافات ما يلي:

• البطاريات التقليدية المعروفة أيضًا بالبطاريات ذات الاستخدام الواحد أو البطاريات الأولية لا يمكن إعادة شحنها، بمجرد نفاد طاقتها يجب التخلص منها واستبدالها. 
• أما بطاريات الليثيوم فهي قابلة لإعادة الشحن مما يعني أنه يمكن استخدامها عدة مرات دون فقدان كفاءتها، تعتبر قدرة هذا النوع من البطاريات على إعادة الشحن واستخدامها مجددًا ميزة هامة.

كثافة طاقة عالية

أحد الدوافع الرئيسية وراء انتشار بطاريات الليثيوم هو ارتفاع كثافة الطاقة، ببساطة يعني ذلك أن بطاريات الليثيوم قادرة على تخزين كمية كبيرة من الطاقة في حزمة صغيرة وخفيفة. 

في المقابل تعتبر البطاريات التقليدية أكبر حجمًا وأكثر ثقلًا، بالرغم من أنها تحتوي على كثافة طاقة أقل بكثير، نظرًا لكثافتها العالية فهي تعتبر مناسبة جدًا للأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، حيث يمكن استخدامها لفترات زمنية طويلة.

العمر الطويل

علاوةً على ذلك تتمتع بطاريات السيارات الليثيوم بعمر أطول مقارنةً بالتقليدية فالبطاريات التقليدية قد تدوم لبضعة مئات من دورات الشحن والتفريغ بينما يمكن لبطاريات الليثيوم عادةً أن تتحمل آلاف الدورات، هذا العمر الطويل يجعل بطاريات الليثيوم خيارًا اقتصاديًا على المدى البعيد، حيث لا تحتاج إلى استبدالها بشكل متكرر كما أنها تميل إلى الاحتفاظ بشحنها بشكل أفضل عندما لا تكون قيد الاستخدام مما يضمن توفرها دائمًا عند الحاجة.

انخفاض معدل التفريغ الذاتي

الاختلاف الرئيسي الثاني هو متوسط التفريغ الذاتي للبطاريتين، فالنوع العادي يتسم بمعدل تفريغ عالي نسبيًا مما يعني أنها تفقد شحنتها حتى عند عدم استعمالها، في المقابل تتمتع بطاريات الليثيوم بمعدل تفريغ أدنى بكثير. 

هذه الصفة تجعل بطاريات الليثيوم مثالية للأجهزة التي تستخدم بشكل متقطع مثل مصابيح الطوارئ أو مصادر الطاقة الاحتياطية، يمكنك الاعتماد على هذا النوع للبقاء مشحونة لفترة طويلة، لذا ستكون جاهزة دائمًا عند الحاجة إليها.

إجراءات أمنية مشددة

بجانب ذلك تعد السلامة من العوامل الهامة عند المقارنة بين بطاريات الليثيوم والتقليدية، ومنها:

• بطارية الليثيوم: تعد أكثر أمانًا ومصاحبة للبيئة وتتسم بمقاومة أكبر للانسكابات والانفجارات ومع هذا ينبغي التنويه إلى أن النوع المصنوع من الليثيوم لا تزال تحمل مخاطر إذا لم تعالج بشكل مضبوط وتتطلب رعاية وتخزين مناسبين.
• بينما البطارية العادية: وبالتحديد التي تشتمل على المعادن الثقيلة مثل الرصاص أو الزئبق يمكن أن تضر بالصحة والبيئة.

الفرق في الجهد

جهد تشغيل بطارية الليثيوم للطاقة العامة أدنى مقارنةً بالبطارية المألوفة، يصل هذا الجهد الخاص ببطارية الليثيوم أيون إلى 4.2 فولت بينما يعتبر أعلى جهد شحن لبطارية الليثيوم تقريباً حوالي 3.65 فولت، الجهد الاسمي للبطارية ذات الاستخدام الواحد هو 3.7 فولت بينما الجهد الاسمي لبطارية الليثيوم هو 3.2V.

أنواع بطاريات الليثيوم

تستخدم بطاريات السيارات الليثيوم لتخزين الطاقة الكهربائية في الأجهزة الإلكترونية بشكل فعال، حيث تعتمد بشكل كبير على معدن الليثيوم الذي يتميز بخفة وزنه، فهي تعتبر مميزة عن البطاريات التقليدية الأخرى لأنها يمكن إعادة شحنها مئات المرات دون أن تفقد كفاءتها وذلك بتكلفة منخفضة نسبيًا، وهناك عدة أنواع منها ما هو على الجانب التالي:

• بطاريات غير القابلة للشحن: تعمل باستخدام الليثيوم النقي وقد شاهدناها جميعًا في الساعات أو الآلات الحاسبة أو أجهزة الكمبيوتر المكتبية على شكل اسطواني معدني.
• بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) هي بطاريات قابلة للشحن تعتمد على مركبات الليثيوم وتستخدم على نطاق واسع في الهواتف الذكية والحواسيب والكاميرات وذلك بسبب عدد دورات الشحن الكبير الذي يمكن أن يتجاوز 500 دورة بكفاءة تصل إلى 80%.
• بطاريات الليثيوم بوليمر (Li-Po) تتميز بأنها أكثر كفاءة مقارنة بالأنواع السابقة ولكنها تمتلك عمرًا أقل وتكون تكلفتها أعلى.

تم تحسين بطاريات الليثيوم في السنوات الأخيرة لتخزين كميات كبيرة جدًا من الطاقة بسرعة فائقة وفي حجم صغير، حيث يحتاج شحن الهواتف الذكية الحديثة إلى أقل من ساعة ويتم شحن نصف البطارية في أقل من ثلاثين دقيقة، كما استطاع العلماء الأمريكيون تطوير نوع جديد من بطاريات الليثيوم يمكنه دفع سيارة لمسافة تتراوح بين 320 و 500 كيلومتر خلال عشر دقائق فقط.

أنواع البطاريات التقليدية 

تستعمل البطاريات الأولية مرة واحدة فحسب حتى تنفد تمامًا، وبعد ذلك يتم التخلص منها، ومن الأنواع الشهيرة لهذه البطاريات: 

• بطارية الزنك- كربون: تعتبر واحدة من أقدم أنواع البطاريات وأكثرها انتشارًا وغالبًا ما تستعمل في الأجهزة ذات الطاقة المنخفضة مثل الساعات وأجهزة التحكم عن بعد. 
• بطاريات الليثيوم: تتميز بارتفاع كثافة الطاقة الخاصة بها ومدة عمرها الطويلة وتستخدم في الأجهزة الإلكترونية الصغيرة مثل الساعات والكاميرات. 
• بطارية أكسيد الفضة: تقدم كثافة طاقة مرتفعة للغاية ومدة استخدام طويلة وتستعمل في الأجهزة الصغيرة مثل الساعات وأجهزة السمع.

إرشادات السلامة

في إطار متصل حول الاطلاع على أنواع بطاريات السيارات، إليك بعض نصائح السلامة التي ينبغي الالتزام بها عند استخدام السيارات المزودة ببطاريات ليثيوم وهي كما يلي:

• التأكد من تركيب بطارية ليثيوم في السيارة بشكل صحيح وأن جميع التوصيلات محكمة وآمنة.
• تجنب تعريض البطارية لدرجات حرارة مرتفعة، حيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث تسرب حراري وإلحاق الضرر بالبطارية.
• استخدام نظام إدارة البطارية لمتابعة شحن البطارية وتفريغها والتحكم فيها مما يحول دون حدوث شحن زائد أو تفريغ زائد قد يؤديان إلى تلفها.
• بطاريات الليثيوم قابلة للتحسس ويجب التعامل معها بحذر، يجب عليك تجنب إسقاط البطارية أو ثقبها وعدم تعرضها للماء أو أي سوائل أخرى.
• قم باتباع التوجيهات والإرشادات التي تقدمها الشركة المصنعة لبطارية الليثيوم لضمان استخدامها بشكل آمن وصحيح.
• راقب حالة البطارية بشكل دوري بما في ذلك مستوى الشحن ودرجة الحرارة والأداء، إذا لاحظت أي انحرافات أو مشاكل فتوقف عن استخدام البطارية واطلب المساعدة من المختصين.

تحديات صناعة بطاريات ليثيوم للسيارات

في سياق حديثنا عن أنواع بطاريات السيارات، تشمل التحديات التي تواجه صناعة بطاريات الليثيوم حساسيتها لدرجات الحرارة المرتفعة التي قد تؤثر على أدائها وسلامتها، بطاريات الليثيوم معرضة لظاهرة التسرب الحراري مما قد يتسبب في ارتفاع درجات الحرارة واندلاع الحرائق خصوصًا عند التعرض لدرجات حرارة مرتفعة، يجب على الشركات أن تطور وتنتج بطاريات تتميز بخصائص أمان مدمجة لتفادي هذه الحوادث وأيضًا التأكد من أن البطاريات تعمل بشكل موثوق في مجموعة متنوعة من درجات الحرارة.

يشمل التحدي الآخر الذي تواجهه الشركات المصنعة لهذا النوع من البطاريات الحاجة إلى استثمارات ضخمة في البحث والتطوير لتحسين تكنولوجيا البطاريات، بالإضافة إلى الصعوبات في سلسلة استيراد هذه المواد مما قد يؤدي إلى زيادة تكلفة بطارية السيارة، هذا لأن المواد مثل الليثيوم والكوبالت والنيكل والمنغنيز تعتبر مكلفة ونادرة كما أن هناك تأثيرات بيئية سلبية نتيجة إنتاج البطاريات والتخلص منها، علاوةً على ذلك تواجه الشركات منافسة قوية في السوق ما يستوجب عليها تحقيق توازن بين تقديم بطاريات ذات جودة عالية تتناسب مع القدرة الشرائية للمستهلكين.

الأسئلة الشائعة

كم سنة تعيش بطارية الليثيوم؟

يصل عمر بطارية الليثيوم بدءً من 8 سنوات وحتى 12 سنة، بما يعادل تقريباً من 1500 دورة شحن وحتى 2500 دورة شحن.

ما هي عيوب بطاريات الليثيوم؟

من أكثر عيوب بطارية الليثيوم انتشاراً استغراق الكثير من الوقت لإتمام عملية الشحن والذي يصل من 12 ساعة وحتى 14 ساعة متواصلة.

ما هي أفضل أنواع بطاريات الليثيوم؟

من أفضل أنواع بطاريات الليثيوم هي بطاريات LFP التي تد الأكثر استخداماً ايضاً.

الخاتمة

في الختام، تعتبر بطاريات السيارات جزءًا أساسيًا في ضمان كفاءة وموثوقية السيارة، حيث توفر الطاقة اللازمة لتشغيل المحرك وتدعم الأنظمة الكهربائية الأخرى داخل المركبة، وهناك حاليًا العديد من الأنواع المختلفة من البطاريات المتاحة في السوق والتي تختلف في تصميمها وتقنياتها.