يستخدم الليثيوم في صناعة البطاريات
يستخدم الليثيوم في صناعة البطاريات، وتعتبر البطاريات أداة هامة يستخدمها الكثيرون في حياتنا اليومية، فهي ضرورية في الهواتف الذكية والأجهزة الأخرى، وبسبب الاستخدام الواسع لها، يتساءل الكثيرون عن المواد المستخدمة في صناعة البطاريات، ويتساءل طلاب المدارس الإعدادية والثانوية أيضا عن المواد الكيميائية التي تدخل في صناعة البطارية، وسنوضح في هذه المقالة ما إذا كان الليثيوم يستخدم فيها أم لا.
يستخدم الليثيوم في صناعة البطاريات
غالبا ما يتم طرح هذا السؤال بصيغة صحيحة أو خاطئة، وفي هذه الفقرة سنقدم لكم الإجابة.
- الجواب هو أن العبارة صحيحة، حيث يستخدم الليثيوم في تصنيع بعض أنواع البطاريات
- هذه البطاريات معروفة بأسماء بطاريات الليثيوم وتستخدم في العديد من الأشكال الإلكترونية.
- ذلك لأنها تتميز بمسامات كهربائية عالية جدا، وتتمتع بصفات وزنها بشكل ملحوظ.
- تجمع هذه المادة بين اثنين من العوامل الهامة جدا في العملية الكهربائية، وهي الإنتاج الكهربائي العالي وانخفاض الوزن.
- هذا ما يجعلها قادرة على الدخول في معظم الأجهزة والتعامل بها بشكل سلس.
- تعتبر هذه البطاريات بديلا رائعا لبطاريات الرصاص والنيكل.
- تستخدم بشكل شائع في الأجهزة الإلكترونية المحمولة، وتعد هذه البطاريات أدوات أساسية في حياتنا اليومية.
- وتقلل من استخدام التيار الكهربائي المباشر، حيث توفر الجهد وتوصل التيار الكهربائي.
- وتعتبر تلك بطاريات مكونة من مجموعة من الخلايا الكهربائية، التي تعمل على توليد الكهرباء بشكل داخلي.
- من بين أشهر أنواع البطاريات التي تعمل بالليثيوم هي بطاريات السيارات التي توفر الطاقة اللازمة لتشغيل المحركات والحركة.
- وكذلك بطاريات الليثيوم المستخدمة في الأجهزة المحمولة في هذه الأيام.
خصائص الليثيوم الكهربائية
الليثيوم هو عنصر كيميائي مهم للغاية يتمتع بالعديد من الاستخدامات ويعتبر أحد أفضل العناصر، وتأتي بعض خصائص الليثيوم البارزة كما يلي.
- الليثيوم يتميز بأنه واحد من العناصر الفلزية القلوية.
- توجد معظمها في المجموعة الأولى من الجدول الدوري الحديث وخصوصا في الدورة الثانية.
- يتمتع عنصر الليثيوم بلون أبيض فضي نقي، ويكون من أقل العناصر كثافة في الظروف البيئية المحيطة.
- سواء كانت درجة الحرارة الجوية أو الضغط الجوي.
- عنصر الليثيوم غير موجود في الحالة الحرة بسبب النشاط الكيميائي الجديد الذي يتمتع به، بينما يتواجد عادة مع عناصر أخرى.
- ويعتبر أيضا من المواد الأمنة للإنسان، ولا يمكن أن يسممه إلا في حالة الاستنشاق أو التناول، لذلك ينصح بعدم مضغ البطاريات.
- ينصح أيضا بجعلها بعيدة عن متناول الأطفال.
مميزات بطاريات الليثيوم
تتمتع هذه البطاريات بالعديد من المزايا، ومن أهم المزايا الخاصة بها ما يلي.
- تعتبر بطاريات الليثيوم واحدة من البطاريات التي يمكن إعادة شحنها، وذلك لأنها تصنع من أقطاب الليثيوم والكربون الخفيفة الوزن.
- الليثيوم عنصر ذو تفاعل قوي، ولذلك يستخدم في تشكيل روابط ذرية عديدة وينتج كثافة وطاقة عالية جدا.
- والليثيوم لا يؤثر كثيرا على الذاكرة الخاصة بأجهزة الكمبيوتر أو الهاتف المحمول.
- لذلك يجب أن يتم تفريغها قبل شحنها، كما يحدث مع بعض أنواع البطاريات الأخرى.
- معظم البطاريات يجب أن يتم تفريغها بالكامل قبل إعادة شحنها، وهذا مختلف عن بطاريات الليثيوم.
- تتميز بطاريات الليثيوم بكثافة طاقة خاصة، فمعظم الأجهزة الكهربائية مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة تحتاج إلى شحن طويل الأمد واستهلاك طاقة أعلى.
- تنخفض معدلات التفريغ بالمقارنة مع الخلايا الأخرى التي تقبل الشحن.
- وإن صيانة بطاريات الليثيوم تعتبر نادرة، حيث نادرا ما تحتاج إلى عملية صيانة لتقوم بعملها.
- كما يتألف من خلايا ينتج منها كل خلية بايون الليثيوم بحوالي ثلاثة ونصف فولت وهو مسؤول عن الجهد الخلوي.
انواع بطاريات الليثيوم
تنقسم بطاريات الليثيوم إلى ثلاثة أصناف مختلفة، ولكل بطارية مميزاتها واستخداماتها المحددة، ومع ذلك، جميع البطاريات تعمل بفاعلية في المجال الذي تستخدم فيه.
بطاريات الليثيوم غير قابله الشحن
- تعرف تركب بطاريات باسم البطاريات الأولية.
- وهي غير قابلة للشحن ويتم استخدامها من معدن الليثيوم.
- تتكون من قطبين إيجابي وسالب وتتميز الطاقة المخزنة بها بأنها صغيرة.
- وتتمتع بحجم صغير وعمر طويل، بالإضافة إلى قدرتها على تحمل درجات حرارة عالية نسبيا.
- وعادة ما يتراوح درجة حرارة هذا النوع من البطاريات بين 60 إلى 85 درجة مئوية، ويستخدم في أجهزة تنظيم ضربات القلب، وكذلك في الساعات والآلات الحاسبة وأجهزة الإنذار والكاميرات.
بطاريات الليثيوم ايون
- تعتبر واحدة من البطاريات القابلة للشحن.
- وهي على عكس البطاريات غير القابلة للشحن التي ذكرناها في الفقرة السابقة.
- تستخدم مركبات الليثيوم فيها، وتتمتع هذه البطاريات بقدرة على التفريغ البطيء.
- وتتميز بسرعة الشحن مقارنة ببطاريات النيكل، وهذا يجعلها ممتازة في العديد من المجالات.
- تتميز بكثافة وطاقة عالية جدا، وهذا هو ما يجعلها مفضلة في مجال الهواتف المحمولة والحواسيب المحمولة.
- تعتبر أهم مشاكلها التي يعمل العلماء على حلها هي قدرتها المحدودة على تحمل التيار الكهربائي والجهد.
- لذلك يجب أن يتم التركيز عليها بشكل جيد لأنها أغلى تكلفة من أنواعها، ويتوقف عمرها على عدد مرات الشحن والتفريغ وسرعة التفريغ.
بطاريات الليثيوم بوليمير
- تعتبر واحدة من أنواع البطاريات المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية المختلفة.
- وتمكنت في وقت قصير جدا من إثبات نجاحها وقدرتها على العمل لفترة طويلة بطاقة عالية.
- تعتبر هذه البطاريات واحدة من أهم البطاريات الخفيفة الوزن والأصغر حجما، وتتميز بقوتها العالية ونقصها المنخفض.
- أحد أهم المشاكل المتعلقة ببطاريات العمر المحدودة التي تستمر لمدة 100 دورة أو أقل هو أنها لا تصلح للاستخدام بعد 150 إلى 250 دورة شحن.
- لذلك، يجب أن تتعامل معها بحذر شديد أثناء الشحن والتفريغ، فهي تعتبر من أنواع البطاريات الخطيرة في بعض الأحيان، حيث تحتوي على مكونات يمكن أن تتسبب في انفجارات وحرائق عند الثقب، لذلك يجب الاحتفاظ بها بسلامة تامة.
الفرق بين الليثيوم ايون والليثيوم بوليمر
كلاهما من أفضل أنواع البطاريات ويمكن شحنهما وتفريغهما، ولذلك سنوضح لكم الاختلافات الرئيسية بينهما.
- تتكون البطاريتين من قطبين موجب وسالب يطلق عليهما اسم المصعد والمهبط.
- وجميعهم لهم مركب كيميائي يعرف بالمحلول.
- هناك اختلاف بين بطاريات نوع المحول الكهربائي، حيث تعتمد بطاريات الليثيوم أيون على سائل محل.
- بطاريات الليثيوم بلومير تتكون من محلل جاف وصلب.
وصلنا إلى هنا، عزيزي القارئ، لشرح أهم المعلومات حول البطاريات والإجابة على سؤال استخدام الليثيوم في صناعتها، بالإضافة إلى توضيح مميزات بطاريات الليثيوم وتعريف خصائصها كأفضل المواد المستخدمة في صنع البطاريات. كما أوضحنا ضرورة اتخاذ الاحتياطات اللازمة عند استخدام البطاريات المختلفة وعرضنا استخدامات كل نوع منها.