بطاريات الليثيوم أيون مقابل بطاريات NiMH

ما هو الفرق الجوهري بين بطاريات الليثيوم وبطاريات هيدريد النيكل-المعدن؟

التطبيقات الأكثر شيوعًا كمثال:

بطاريات الليثيوم مناسبة أكثر للهواتف المحمولة.

في الكاميرات الرقمية، يكون التيار اللحظي ضخمًا في الكاميرات الرقمية. لذلك، فإن استهلاك الطاقة أكبر بكثير من الهاتف الخلوي. يجب أن نستخدم بطاريات هيدريد النيكل المعدني في الكاميرات الرقمية.

ما هي بطارية الليثيوم أيون؟

بطارية ليثيوم أيون هي أيضاً بطارية قابلة لإعادة الشحن. تحتوي على كاثود مصنوع من أكسيد فلز الليثيوم وأنود مصنوع عادةً من الجرافيت. مقارنة ببطاريات NiMH، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بكثافة طاقة أعلى. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بعمر افتراضي طويل جداً يتراوح بين 300 و500 دورة شحن. تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون في العديد من المنتجات، بما في ذلك السيارات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة وما إلى ذلك.

ما هي بطارية NiMH？

على غرار العملية الكيميائية لبطاريات NiCd، يستخدم القطب الموجب هيدروكسيد النيكل. وبدلاً من الكادميوم، يُصنع القطب السالب من سبيكة تمتص الهيدروجين. بالمقارنة مع بطاريات NiCd، يمكن أن تتمتع بطاريات NiMH بسعة أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات وكثافة طاقة أعلى.

مزايا بطارية NiMH وعيوبها

المزايا

• كثافة طاقة عالية

تتميز بطاريات NiMH بكثافة طاقة عالية. يبلغ متوسط سعتها 2200 مللي أمبير في الساعة. وهي أكثر من 1500 مللي أمبير في الساعة الموجودة في بطاريات الليثيوم أيون. عندما تدخل إلى بطاريات NiMH مقابل بطاريات الليثيوم، فهذا هو الفرق الأول الذي تحتاج إلى معرفته.

• توافق جيد

يمكنك تشغيل عشرة أجهزة باستخدام بطارية NiMH مع حزمة واحدة. إن بطاريات NiMH ذات حجم قياسي، لذا يمكن استخدامها مع أي جهاز يستخدم مقاس AAA أو AA. تختلف أحجام بطاريات NiMH عن بطاريات الليثيوم أيون. فهي تعتمد على الطراز أو الشركة المصنعة للجهاز.

• أمن جيد

وهي أكثر أماناً من بطاريات الليثيوم أيون لأنها تحتوي على مواد أقل نشاطاً. يمكن لبطاريات الليثيوم أيون أن تنفجر إذا تم شحنها بشكل زائد أو إذا حدث قصر في الدائرة الكهربائية. هذا هو الفرق في السلامة بين بطاريات NiMH وبطاريات الليثيوم أيون.

• قابل للتفريغ بالكامل

لا يزال من الممكن شحنها عندما تصل بطاريات NiMH إلى 0 شحن. ومع ذلك، يجب ألا تتعرض للقطبية العكسية؛ وإلا فقد تتلف.

العيوب

• معدل التفريغ الذاتي العالي

تسدد بطاريات NiMH جزءًا كبيرًا من شحنها الشهري. يبلغ هذا الرقم حوالي 5% في الأسبوع الأول بعد الشحن وحوالي 50% في الشهر الأول. هناك العديد من أنواع معدل التفريغ الذاتي المنخفض. وهي أقل موثوقية من بطاريات NiMH القياسية ولكنها ذات سعات أعلى.

• غير موثوقة للأجهزة منخفضة التحميل

لا يوصى باستخدام بطاريات NiMH في أجهزة مثل الساعات. فهي ستفقد شحنتها بشكل أسرع بسبب التفريغ الذاتي من الشحن. وبدلاً من ذلك، استخدم البطاريات القلوية أو الليثيوم أو بطاريات الليثيوم أيون.

• مخرجات الجهد المنخفض

يمكن لكل خلية AA توفير 1.2 فولت فقط، بينما يمكن لخلايا Li-ion توفير 3.7 فولت.

• وقت الشحن الطويل

يتراوح وقت الشحن القياسي لبطاريات NiMH بين 10-12 ساعة. قد تتلف هذه الخلايا إذا تم شحنها بسرعة كبيرة. ويتراوح وقت شحن بطاريات الليثيوم أيون بين ساعة و3 ساعات تقريباً، حسب سعتها.

• حساس لدرجات الحرارة القصوى

سينخفض خرج بطاريات NiMH في درجات الحرارة القصوى. يمكن أن تتحمل بطاريات الليثيوم أيون درجات الحرارة هذه إلى حد معين.

مزايا بطارية ليثيوم أيون وعيوبها

المزايا

• موثوقة

تتميز هذه البطاريات بتفريغ ذاتي أقل بكثير من بطاريات NiMH. ويمكن استخدامها أيضاً في الأجهزة ذات التيار المنخفض مثل الساعات أو الساعات.

• صغيرة

هذه البطاريات أخف وزناً وأصغر من بطاريات NiMH. هذا هو الفرق في الشكل بين بطاريات الليثيوم أيون مقابل بطاريات NiMH.

• مخرجات الجهد العالي

يمكن لخلية واحدة إنتاج 3.7 فولت، بينما يمكن لخليتين من NiMH إنتاج 2.4 فولت فقط.

• شحن أسرع

يمكن شحن بطاريات الليثيوم أيون في غضون 1-3 ساعات، حسب السعة. وهذا أسرع من 10-12 ساعة المطلوبة لبطاريات NiMH. فيما يتعلق بوقت الشحن، هناك فرق شاسع بين بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات NiMH.

• متحمّل لدرجات الحرارة

يمكن لهذه الخلايا تحمل درجات حرارة أقل وبيئات أعلى من خلايا NiMH.

• كثافة طاقة أعلى

تتميز بطارية Li-ion بشحنة أعلى لكل جرام من بطارية NiMH.

العيوب

• سعة أقل

تبلغ سعة هذه الخلايا في المتوسط 1500 مللي أمبير في الساعة، مقارنةً بمتوسط 2200 مللي أمبير في الساعة لخلايا NiMH.

• غير متوافق

تقوم الشركات المصنعة لحزم البطاريات المختلفة بتصنيع أحجام مختلفة لحزم بطاريات الليثيوم أيون، لذا فهي متوافقة فقط مع مجموعة معينة من الأجهزة. تأتي بطاريات NiMHs بأحجام قياسية.

• أقل أماناً

يمكن أن تكون الأيونات نشطة للغاية. فهي تفاعلية للغاية ويمكنها توليد الكثير من الحرارة. تحتوي هذه الخلايا على دوائر. يمكن استخدامها لمراقبة درجة الحرارة والجهد. تعمل الدوائر على منع الخلايا من الانفجار.

• غير قابلة للشحن بالكامل

ستتسبب بطارية ليثيوم أيون مفرغة بالكامل في تلفها. يمكنك شحنها بالصدمات، لكنها ستفقد كفاءتها. يجب شحن هذا النوع من البطاريات 50% على الأقل.

بطارية Ni-MH مقابل بطارية Li-Ion، أيهما أفضل؟

بطاريات الليثيوم أيون أفضل من بطاريات NiMH على مقياس الأداء في معظم الفئات. تدوم بطاريات الليثيوم أيون خمس سنوات، أي أطول بمرتين أو ثلاث مرات من بطاريات NiMH، التي تدوم من سنتين إلى خمس سنوات فقط. كما أن بطارية الليثيوم أيون تشحن بشكل أسرع، ويمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى، وتدوم لفترة أطول من بطاريات NiMH. تُعدّ بطاريات NiMH أغلى من بطاريات الليثيوم أيون وتحتاج إلى صيانة قليلة.