إن سلامة البطاريات هي جانب حاسم من التكنولوجيا الحديثة، لا سيما وأن استخدام بطاريات الليثيوم -يون يتزايد انتشاره في مختلف التطبيقات، بدءا من الهواتف الذكية إلى المركبات الكهربائية، ومن أهم ما يتعلق بالمخاطر المرتبطة بالبطاريات هو المجرى الحراري، وهو تفاعل سلسلة يمكن أن يؤدي إلى حرائق وتفجيرات، ومن الضروري فهم خصائص السلامة البطارية المصممة لمنع المدرج الحراري بالنسبة للمصنّعين والمستهلكين والقوقّبين.

ما هو "الهرب الحراري"؟

ويحدث المجرى الحراري عندما تتجاوز خلية البطاريات حدود درجات حرارتها، مما يؤدي إلى ارتفاع سريع في درجة الحرارة والضغط، مما قد يؤدي إلى إطلاق غازات قابلة للاشتعال، مما قد يسبب حريقا أو انفجارا، وكثيرا ما تنجم هذه الظاهرة عن:

  • تجاوز البطارية
  • الدوائر القصيرة
  • الضرر المادي للبطارية
  • عيوب التصنيع

أهم أنواع السلامة لمنع الركض الحراري

وللتخفيف من المخاطر المرتبطة بالمجرى الحراري، تُدمج مختلف خصائص السلامة في تصميمات البطاريات، وهذه السمات أساسية لضمان التشغيل الآمن للبطاريات في التطبيقات اليومية.

1 - نظم الإدارة الحرارية

وتصمم نظم الإدارة الحرارية للحفاظ على درجات الحرارة القصوى في إطار مجموعة البطاريات، ويمكن أن تشمل هذه النظم ما يلي:

  • نظم التبريد النشطة باستخدام المراوح أو التبريد السائل
  • تقنيات التبريد السلبية، مثل البواليع الحرارية

2 - نظم إدارة البطاريات

ويرصد نظام إدارة البطاريات صحة الخلايا البطارية وأدائها، وتشمل المهام الرئيسية لنظام إدارة البطاريات ما يلي:

  • رصد درجة الحرارة والارتفاع
  • الموازنة بين الشحنة عبر الخلايا
  • الحماية الإضافية والأكثر من اللازم

٣ - مواقع الإغاثة المكثفة

إن فتحات الإغاثة من الضغط حاسمة لمنع تراكم الغازات داخل خلية البطاريات، وهذه الفتحات تتيح للغازات أن تفلت من الخطر بأمان، مما يقلل من خطر الانفجار أثناء الأحداث المجرى الحراري.

٤ - تصميم الخلية الآلية

ويتزايد اعتماد المصانع تصميمات خلوية قوية تعزز السلامة، ويشمل ذلك ما يلي:

  • استخدام مواد كهربائية أكثر أمانا
  • تنفيذ الانفصاليين الذين يقاومون السلوك الحراري
  • تعزيز الهيكل المادي للزنزانات لمواجهة الضغط

أفضل الممارسات المتعلقة بسلامة البطاريات

وبالإضافة إلى سمات السلامة التقنية التي تُبنى في البطاريات، يمكن للمستعملين أن يعتمدوا أفضل الممارسات لضمان الاستخدام الآمن، وتشمل هذه الممارسات ما يلي:

  • تجنب الإفراط في توجيه الاتهامات باستخدام أجهزة شحن متوافقة
  • بطاريات تخزين في أماكن باردة وجافة
  • التفتيش المنتظم للبطاريات لعلامات الضرر
  • التخلص من البطاريات على نحو سليم في مراكز إعادة تدوير معينة

خاتمة

ومع استمرار تزايد استخدام البطاريات، فإن أهمية فهم وتنفيذ سمات السلامة لمنع المجرى الحراري، ومن خلال إدماج تكنولوجيات السلامة المتقدمة، ومتابعة أفضل الممارسات، يمكننا أن نحد بدرجة كبيرة من المخاطر المرتبطة باستخدام البطاريات، فالمعلّين والمصنّعين والمستهلكين جميعاً يؤدون دوراً حيوياً في تعزيز سلامة البطاريات وضمان مستقبل أكثر أماناً.