لماذا تكون بطاريات الليثيوم "خائفة من البرد"؟

تواجه بطاريات الليثيوم انخفاضًا كبيرًا في الأداء في البيئات الباردة. ويرجع ذلك بشكل أساسي إلى الخصائص الأساسية للتفاعلات الكيميائية فيها. وتشمل القضايا الرئيسية ما يلي:

1. زيادة حادة في المقاومة الداخلية

عند درجات الحرارة المنخفضة، تزداد لزوجة المحلول الكهربائي ويتباطأ تنقل أيونات الليثيوم.
نتيجة لذلك، تزداد مقاومة البطارية الداخلية، مما يؤدي إلى:
انخفاض أسرع في الجهد أثناء التفريغ
انخفاض ملحوظ في السعة المتاحة

2. قبول شحن ضعيف

يمكن أن يكون شحن بطارية الليثيوم عند درجات حرارة منخفضة—وخاصة دون 0°م—أمرًا خطيرًا.
عندما لا تتمكن أيونات الليثيوم من الدخول في المعدن الموجب بسرعة كافية، فقد تتراكم على سطحه على هيئة ليثيوم معدني، مشكلةً ما يُعرف بالفرعيات الليثيومية (الدندريتات).
يمكن أن تخترق هذه الفرعيات طبقة العزل، مما يؤدي إلى حدوث دوائر كهربائية قصيرة داخلية، أو تسرب، أو حتى نشوب حريق، ما يتسبب في تلف البطارية بشكل لا يمكن إصلاحه.

3. انخفاض إنتاج الطاقة

يمنع ارتفاع المقاومة الداخلية البطارية من تزويد التيار العالي.
قد تبدو الأجهزة التي تحتاج إلى طاقة كبيرة فجأة—مثل محركات تشغيل المركبات أو الأدوات الكهربائية—"ضعيفة" أو تفشل في البدء في الظروف الباردة.

4. فقدان ظاهري للسعة

قد تلاحظ أن الهواتف أو الأجهزة الأخرى تفقد طاقتها بسرعة أكبر عند استخدامها في الخارج في الطقس البارد.
هذا "انخفاض السعة" مؤقت لأن درجات الحرارة المنخفضة لا تفعل أكثر من كبت نشاط البطارية—وهو ما لا يتسبب في تلف دائم للسعة.
بمجرد العودة إلى بيئة دافئة، يتم استعادة جزء من السعة المفقودة.