סרט אלומיניום פלסטיק למינציה:זהו חומר מפתח לאריזת תאי סוללת ליתיום באריזה גמישה. זהו חומר מרוכב רב-שכבתי בעל חוזק גבוה וחסם גבוה המורכב מפלסטיקים שונים, רדיד אלומיניום ודבקים. יש לו תכונות מחסום גבוהות במיוחד, יציבות אלקטרוליטים, יכולת יצירת הטבעה קרה, עמידות לנקב ובידוד, מה שהופך אותו לקשר הבטיחותי הקריטי ביותר בסוללות ליתיום רך.
צַלַחַת:שתי האלקטרודות של מקור כוח כימי, המורכבות מחומר פעיל ו"אספן" תומך ומוליך, בדרך כלל גוף נקבובי דמוי יריעה. בעת ביצוע לוחות אלקטרודות, לעתים קרובות אין צורך להוסיף ישירות את החומר הפעיל לקולט הזרם, אלא להשתמש בתהליכים ספציפיים כדי להפוך את חומרי הגלם לצורות ספציפיות ולאחר מכן לשלב אותם עם קולט הזרם. לדוגמה, בסוללות עופרת חומצה, צורות נפוצות של לוחות אלקטרודות כוללות לוחות מודבקים וצלחות צינוריות.
צלחת חיובית:זוהי לוחית האלקטרודה בסוללה בעלת פוטנציאל אלקטרודה חיובי יחסית. במהלך תהליך הטעינה והפריקה של הסוללה, החומר הפעיל על הלוח החיובי משתתף בתגובות אלקטרוכימיות, אוגר ומשחרר אנרגיה חשמלית. יחד עם זאת, לוחית האלקטרודה החיובית היא גם חלק חשוב בחיבור המעגל החיצוני של הסוללה, מה שמבטיח שהזרם יכול לעבור בצורה חלקה.
צלחת שלילית:זוהי לוחית האלקטרודה בעלת פוטנציאל אלקטרודה שלילי יחסית בסוללה, ויחד עם הפלטה החיובית היא מהווה את המבנה הבסיסי של הסוללה. במהלך תהליך הפריקה של הסוללה, החומר הפעיל על לוח האלקטרודה השלילית עובר תגובת חמצון, משחרר אלקטרונים וזורם דרך המעגל החיצוני אל לוחית האלקטרודה החיובית, ובכך מייצר זרם. במהלך תהליך הטעינה, לוחית האלקטרודה השלילית קולטת אלקטרונים הזורמים חזרה מלוחית האלקטרודה החיובית, מה שגורם לחומר הפעיל לעבור תגובת הפחתה ולחזור למצבו המקורי.
אֶלֶקטרוֹדָה:הוא משמש כשני הקצוות להזנה או ייצוא של זרם במדיום מוליך (מוצק, גז, ואקום או תמיסת אלקטרוליט). הקוטב שמכניס זרם נקרא האנודה או הקוטב החיובי, והקוטב שמשחרר זרם נקרא קתודה או קוטב שלילי. תפקידן של אלקטרודות הוא לשמש כתווך מוליך לזרם, לשאת והמרת אנרגיה חשמלית במעגלים, לרבות אספקת נתיבי זרימת אלקטרונים, מימוש תגובות אלקטרוכימיות והמרת אותות.
המשטח הפעיל של אלקטרודה:הכוונה לאזור ספציפי בחומר האלקטרודה שבא במגע עם תמיסת אלקטרוליט ויכול להשתתף בתגובות אלקטרוכימיות. אזורים אלה הם בדרך כלל בעלי תכונות פיזיקליות וכימיות ייחודיות, כגון שטח פנים ספציפי גבוה, מוליכות גבוהה, ואתרים קטליטיים פעילים בשפע. הפונקציות העיקריות הן לספק ערוצי העברת מטען, לזרז תגובות אלקטרוכימיות ולהגדיל את שטח התגובה.
אלקטרוליט:תרכובת שמסיסה בתמיסה מימית או יכולה להוליך חשמל בעצמה במצב מותך. לפי דרגת היינון שלהם, ניתן לחלק את האלקטרוליטים לאלקטרוליטים חזקים ולאלקטרוליטים חלשים, כאשר כמעט כל האלקטרוליטים המיוננים הם אלקטרוליטים חזקים ורק חלק קטן מהאלקטרוליטים המיוננים הם אלקטרוליטים חלשים. אלקטרוליטים הם חומרים הקשורים בקשרים קוולנטיים יוניים או קוטביים, ויכולים להתנתק ליונים הנעים בחופשיות כאשר הם מומסים במים או מחוממים, ובכך מוליכים חשמל.
מפריד:הוא חומר סרט דק הממוקם בין האלקטרודות החיוביות והשליליות של הסוללה, אשר יש לו השפעה ישירה על בטיחות הסוללה ועלות. הפונקציות העיקריות הן בידוד אלקטרודות חיוביות ושליליות, לאפשר ליונים לעבור דרכן, לשפר את הבטיחות, לווסת את הלחץ הפנימי של הסוללה ולשלוט בקיבולת הסוללה.
דְלִיפָה:זוהי תופעה של נוזל חשמלי, גז או חומרים אחרים העולים על גדותיהם מבפנים של סוללה. דליפה זו עשויה להיגרם מסיבות שונות, כולל אך לא רק בעיות איטום, כשלים בשסתומי בטיחות, דליפות מסוף וכו'.
חומר פעיל:הכוונה לחומרים שיכולים להשתתף בתגובות כימיות במהלך תהליכי טעינה ופריקה של הסוללה, אחסון ושחרור אנרגיה חשמלית באמצעות תגובות חמצון והפחתה.
תגובה אלקטרוכימית:מתייחס לתגובה כימית המתרחשת בתמיסת אלקטרוליט עקב פעולת זרם חשמלי. הוא שייך לקטגוריית האלקטרוכימיה והוא ענף בכימיה העוסק בקשר בין חשמל לשינויים כימיים. ניתן לחלק תגובות אלקטרוכימיות לשתי קטגוריות: תגובות אלקטרוליטיות ותגובות סוללה.
קיטוב אלקטרודה:מתייחס לתופעה שבה פוטנציאל האלקטרודה סוטה מפוטנציאל האלקטרודה הפיך כאשר זרם עובר דרך האלקטרודה. סטייה זו נגרמת על ידי מהירות איטית של שלב מסוים בתהליך התגובה של האלקטרודה, וכתוצאה מכך פוטנציאל האלקטרודה סוטה ממצב שיווי המשקל שלו.
קיטוב ריכוז:הכוונה לתופעה שבה ריכוז המומסים (יונים או מומסים בעלי משקל מולקולרי שונה) משתנה בממשק או בשכבת הגבול במהלך תהליכי הפרדה (כגון הפרדת ממברנה) או אלקטרוליזה, וכתוצאה מכך לעלייה בעמידות הנוזלים והלחץ האוסמוטי המקומי, אשר בתורו משפיע על שטף חדירת הממס או פוטנציאל האלקטרודה.
קיטוב אוהמי:מתייחס לתהליך שבו יונים חיוביים ושליליים בתוך חומר מופצים מחדש ומופנים מחדש בהשפעת שדה חשמלי, וכתוצאה מכך לקיטוב הכולל של החומר. ניתן להתייחס לזה גם כקיטוב התנגדות, שהיא תופעה המתרחשת במערכות אלקטרוכימיות עקב התנגדות האלקטרוליטים לזרימת הזרם.
קיטוב הפעלה:ידוע גם בשם קיטוב אלקטרוכימי או קיטוב כימי, הוא צורה בסיסית של קיטוב אלקטרודות. זה מתייחס לתופעה שבה הפוטנציאל של אלקטרודה חורג מפוטנציאל שיווי המשקל עקב תגובות אלקטרוכימיות מושהות.
קיטוב אנודי:זוהי תופעה בתהליכים אלקטרוכימיים שבהם הפוטנציאל האנודי חורג מפוטנציאל שיווי המשקל שלו ונע בכיוון חיובי עקב פעולת זרם חיצוני. עקרון: במערכת אלקטרוכימית, כאשר זרם חיצוני עובר דרך האנודה, מצב שיווי המשקל המקורי נשבר, ומתרחשת תגובת חמצון על פני האנודה, הגורמת לאלקטרונים לזרום החוצה מהאנודה ולהיכנס למעגל החיצוני. עקב מהירות יציאת האלקטרונים גדולה ממהירות יוני המתכת הנכנסים לתמיסה על פני האנודה, מטענים חיוביים מצטברים על פני האנודה, מה שגורם לפוטנציאל האנודה לנוע בכיוון החיובי.
קיטוב קתודי:התופעה שבה פוטנציאל הקתודה בסוללה ראשונית או בתא אלקטרוליטי נע בכיוון השלילי לאחר מעבר זרם. עקרון: במערכת אלקטרוכימית, כאשר זרם חיצוני עובר דרך הקתודה, מתרחשת תגובת הפחתה על פני הקתודה, ואלקטרונים זורמים אל הקתודה מהמעגל החיצוני. אם התגובה הקתודית עדיין לא מסוגלת לקלוט אלקטרונים אלו, האלקטרונים יצטברו בקתודה, מה שיגרום לפוטנציאל באזור הקתודה לסטות מפוטנציאל שיווי המשקל ולשנות בכיוון השלילי, וכך ליצור קיטוב קתודי.
תגובה צדדית:הכוונה לתגובות נוספות ומיותרות המתרחשות במהלך פעולת סוללה, בנוסף לתגובות הסוללה העיקריות. לתגובות אלו יכולות להיות השפעות שליליות על ביצועי הסוללה, כגון הפחתת יעילות הטעינה, הפחתת קיבולת הסוללה, קיצור חיי הסוללה או הובילה לירידה בביצועי הסוללה.
יְכוֹלֶת:הכוונה לכמות החשמל שסוללה יכולה לשחרר בתנאים מסוימים (כגון קצב פריקה, טמפרטורה, מתח סיום וכו'), הנמדדת בדרך כלל באמפר שעות (A · h) או מיליאמפר שעות (mAh). ביניהם, 1A · h שווה ל-3600 קולומב (C), ו-1Ah שווה ל-1000mAh.
מֶתַח:גודל פיזיקלי המודד את אחידות חלוקת המטען בתוך סוללה, המייצג את הפרש הפוטנציאל בין האלקטרודות החיוביות והשליליות של הסוללה. במילים פשוטות, מתח הסוללה הוא ה"לחץ" בתוך הסוללה, שגורם לאלקטרונים לזרום מהאלקטרודה החיובית לאלקטרודה השלילית דרך מעגל חיצוני, ובכך ליצור זרם.
נוֹכְחִי:גודל פיזיקלי המתאר את קצב זרימת המטען בסוללה, המשקף את כמות הזרם שהסוללה יכולה לספק בתנאים ספציפיים כמו קצב פריקה, טמפרטורה, עומס וכו'.
הִתנַגְדוּת:מתייחס להתנגדות שסוללה חווה כאשר זרם זורם מבפנים שלה במהלך הפעולה. זהו אינדיקטור טכני חשוב למדידת ביצועי הסוללה. ההתנגדות הפנימית של סוללות כוללת בעיקר התנגדות אומה והתנגדות לקיטוב, ביניהן התנגדות הקיטוב כוללת התנגדות לקיטוב אלקטרוכימי והתנגדות לקיטוב ריכוז.
קיבולת מדורגת:הכוונה לזמן שבו סוללה יכולה לספק זרם ברציפות בתנאי עומס ספציפיים כשהיא טעונה במלואה, או מבוטא ביחידות פיזיות כמדד לכמות החשמל שהסוללה יכולה לאגור ולשחרר.
קיבולת שארית:הכוונה לכמות החשמל שסוללה יכולה לאגור ולשחרר במצבה הנוכחי, כלומר לכמות החשמל הכוללת שהסוללה יכולה לספק ממצבה הנוכחי ועד לפריקה מלאה. מחוון זה חיוני להערכת מצב השימוש בסוללה, חיזוי זמן השימוש הנותר והבטחת פעולה תקינה של המכשיר.
קיבולת נפח:מתייחס לכמות האנרגיה החשמלית שסוללה או חומר פעיל יכולים לאגור ולשחרר ליחידת נפח. זה מתבטא בדרך כלל במיליאמפר שעות למיליליטר (mAh/mL) או מיליאמפר שעות לסנטימטר מעוקב (mAh/cm ³), המשקף את צפיפות האנרגיה של הסוללה במונחים של נפח.
קיבולת גרבימטרית:המכונה גם קיבולת ספציפית למשקל, מתייחסת לכמות החשמל שיחידת מסה של סוללה או חומר פעיל יכולה לספק כאשר היא ריקה לחלוטין. זה מתבטא בדרך כלל במיליאמפר שעות לגרם (mAh/g) או וואט שעות לק"ג (Wh/kg), המשקף את צפיפות האנרגיה של הסוללה במונחים של מסה.
קיבולת ספציפית לאזור:מתייחס לכמות האנרגיה שסוללה יכולה לספק ליחידת שטח (כגון שטח הפנים של אלקטרודה), המשקפת את צפיפות האנרגיה של הסוללה בממד השטח. מחוון זה מתבטא בדרך כלל ב-mAh/cm ² או F/cm ² (עבור התקני אחסון אנרגיה קיבוליים).
קיבולת לגרם:ידוע גם כצפיפות קיבולת או קיבולת ספציפית למסה, המתבטאת בדרך כלל במיליאמפר שעות לגרם (mAh/g). הוא משקף את כמות החשמל שניתן לאגור ולשחרר ליחידת מסה של חומר פעיל, ומהווה את אחד הפרמטרים החשובים למדידת קיבולת אגירת האנרגיה של סוללה.
מקדם טמפרטורה:מתייחס ליחס בין השינוי במתח המוצא של הסוללה לטמפרטורה, המתבטא בדרך כלל כשינוי במתח למעלה צלזיוס (כגון mV/מעלה או V/K). המשמעות: זה משקף את יכולת הסוללה לשמור על מתח פלט יציב בתנאי טמפרטורה שונים. ככל שמקדם הטמפרטורה קטן יותר, כך רגישות הסוללה לשינויי טמפרטורה נמוכה יותר ומתח המוצא יציב יותר.
אנרגיית סוללה:מתייחס לכמות האנרגיה החשמלית הכוללת המאוחסנת בסוללה, המייצגת את כמות האנרגיה שהסוללה יכולה לשחרר בתנאים מסוימים. הוא מתבטא בוואט שעות (Wh), שהם התוצר של המתח הנקוב, זרם הפעולה וזמן הפעולה של הסוללה.
אנרגיה נפחית:הידוע גם בשם "צפיפות אנרגיה נפחית", מתייחס לכמות האנרגיה שסוללה יכולה לספק ליחידת נפח. הוא משקף את צפיפות האנרגיה של הסוללה בממד הנפח.
אנרגיה גרווימטרית:המכונה גם צפיפות אנרגיה מסה, היא כמות פיזיקלית המתארת את תפוקת האנרגיה ליחידת מסה של סוללה. זהו אחד המדדים החשובים להערכת ביצועי הסוללות, ויש לו השפעה משמעותית על האיכות הכללית וטווח הנסיעה של כלי רכב חשמליים.
כוח נפח:הידוע גם בשם "צפיפות הספק נפחית", מתייחס ליחס בין תפוקת הכוח של סוללה לנפח שלה, והוא אחד המדדים החשובים להערכת הביצועים של סוללה.
חיי רכיבה על אופניים:מתייחס למספר מחזורי הטעינה המלאה והפריקה המלאה שסוללה יכולה לעמוד בהם לפני שהקיבולת שלה יורדת לערך מוגדר (כגון 80% מהקיבולת ההתחלתית שלה) במשטר טעינה ופריקה מסוים.
עקומת טעינה/פריקה:זהו ייצוג גרפי המתאר את שינוי המתח של סוללה לאורך זמן או קיבולת במהלך תהליך הטעינה והפריקה. לעיקולים אלה יש משמעות רבה להערכת ביצועי הסוללה, אופטימיזציה של השימוש בסוללה וחיזוי חיי הסוללה.
זרם פריקה:הזרם הנוצר כאשר סוללה או סוללה משחררת אנרגיה חשמלית מאוחסנת לעומס. זהו אינדיקטור חשוב לביצועי הסוללה, המשפיע ישירות על זמן השימוש והיעילות של הסוללה.
קצב פריקה:הכוונה למהירות שבה המתח של הסוללה יורד מערכה ההתחלתי לערכה הסופי במהלך תהליך הפריקה, או שניתן להבין אותו כערך הנוכחי הנדרש לסוללה לפרוק את הקיבולת הנקובת שלה תוך זמן מוגדר. זהו אינדיקטור חשוב למדידת ביצועי הפריקה של סוללות.
פריקת יתר:מתייחס להתנהגות של סוללה הממשיכה להתרוקן לאחר שהמתח יורד מתחת למתח הסיום שצוין במהלך הפריקה. במהלך תהליך פריקת הסוללה משתחררת האנרגיה החשמלית האצורה בהדרגה והמתח יורד לאט. כאשר המתח יורד לערך מסוים מסוים, יש לעצור את הפריקה ולהטעין את הסוללה כדי לשחזר את מצב אחסון האנרגיה שלה. אם ההפרשה נמשכת מתחת לערך שצוין זה, היא נחשבת לפריקה מוגזמת.
קצר חשמלי:זה נגרם מסיבה כלשהי שהקוטב החיובי והשלילי של הסוללה מחוברים זה לזה בהתנגדות נמוכה מאוד, ויוצרים נתיב לא תקין. על פי חוק אוהם (I=U/R), תחת מתח קבוע U, ככל שההתנגדות R קטנה יותר, כך הזרם I גדול יותר. לכן, כאשר הסוללה מקצרת, ייווצר זרם גדול מאוד . בינתיים, לפי חוק ג'ול (Q=I ² Rt), כאשר זרם גדול עובר דרך מוליך, נוצרת כמות משמעותית של חום, מה שמוביל לעלייה חדה בטמפרטורת הסוללה.
זרם קצר חשמלי:מתייחס לזרם העובר דרך מסלול הקצר כאשר סוללה חווה קצר חשמלי. סוג זה של זרם הוא בדרך כלל גדול מאוד ועשוי לחרוג בהרבה מהזרם הנקוב של הסוללה, ולגרום נזק חמור לסוללה ולציוד שמסביב, ואף לגרום לשריפות או פיצוצים.
פריקה עצמית:זוהי תופעה שבה הספק הסוללה יורד בהדרגה במצב שאינו בשימוש או מאוחסן עקב גורמים פנימיים שונים כגון תגובות לוואי של האלקטרוליט, חוסר יציבות של חומרי אלקטרודה, קצר חשמלי פיזי, פגמים בממברנה, טמפרטורת סביבה, מצב אחסון וכו'. עבור סוללות ליתיום-יון, פריקה עצמית נגרמת בעיקר מתגובות כימיות בתוך הסוללה, כגון נדידת יוני ליתיום באלקטרוליט תגובות החיזור של חומרי אלקטרודה.
עומק פריקה:זהו אינדיקטור חשוב למדידת מצב השימוש של סוללה, המשקף את היחס בין הקיבולת בשימוש לקיבולת הכוללת של הסוללה. יחס זה מבוטא בדרך כלל באחוזים, ושיטת החישוב הספציפית היא: DOD=(1- הספק שנותר הנוכחי/הספק הסוללה הכולל) x 100%.
קצב פריקה/קצב טעינה:מתייחס לערך הזרם הנדרש לסוללה לפרוק או לטעון את הקיבולת המדורגת שלה תוך זמן מוגדר, המיוצג בדרך כלל באות C. מבחינה מספרית, הוא שווה ליחס בין זרם טעינה וזרם פריקה לקיבולת מדורגת, כלומר C{{0 }}I/Q, כאשר I מייצג את זרם הטעינה והפריקה (בשעות אמפר) ו-Q מייצג את הקיבולת הנקובת של הסוללה (בשעות אמפר).
מתח פריקה:זהו הבדל הפוטנציאל בין שתי האלקטרודות של סוללה כאשר היא עוברת דרך מעגל חיצוני במהלך תהליך הפריקה. הוא תמיד נמוך ממתח המעגל הפתוח של הסוללה מכיוון שהזרם חייב להתגבר על ההתנגדות הפנימית של הסוללה כאשר הוא עובר דרכה. גודל מתח הפריקה קשור לגורמים כמו סוג, קיבולת, זרם פריקה וזמן פריקה של הסוללה.
סוף מתח פריקה:זהו פרמטר חשוב בתהליך פריקת הסוללה, המסמן את נקודת הסיום של פריקת הסוללה. כאשר מתח הסוללה יורד מתחת למתח הסיום, המשך הפריקה עלול לגרום לנזק בלתי הפיך לסוללה, כגון ירידה בקיבולת, קיצור תוחלת החיים או אפילו נזק. לכן, לשליטה סבירה במתח הסיום של המצבר יש משמעות רבה להגנה על המצבר ולהארכת חיי השירות שלה.
מתח נומינלי:מתייחס לערך מתח המוצא הממוצע של סוללה מתחילת הפריקה ועד סופה כשהיא טעונה במלואה. זה משקף את טווח מתח הפעולה המדורג של הסוללה, ומספק התייחסות חשובה ליישום, הטעינה, ההגנה והיבטים אחרים של הסוללה.
מתח מעגל פתוח:שווה להפרש בין פוטנציאל האלקטרודה החיובי לפוטנציאל האלקטרודה השלילי של סוללה כאשר אין זרם העובר דרך שני הקטבים במהלך מעגל פתוח. במערכות סוללות בפועל, מכיוון שהפוטנציאל שנוצר בשני הקטבים של הסוללה הוא לרוב פוטנציאל יציב, מתח המעגל הפתוח הוא למעשה ההבדל בין הפוטנציאלים היציבים של שני הקטבים. מתח המעגל הפתוח נמוך בדרך כלל מהכוח האלקטרו-מוטיבי של הסוללה, אך ניתן להעריך אותו ככוח החשמלי של הסוללה.
מתח עבודה:מתייחס לערך המתח האמיתי שסופק על ידי הסוללה במהלך תהליך הפריקה. בשל ההתנגדות הפנימית של הסוללה, כאשר זורם זרם דרך הסוללה, היא חייבת להתגבר על התנגדות ההתנגדות הפנימית. לכן, מתח הפעולה תמיד נמוך ממתח המעגל הפתוח של המצבר (כלומר המתח כאשר המצבר אינו מחובר לעומס או למעגל חיצוני כלשהו).
מתח מעטפת:מתח המעטפת של סוללה אינו פרמטר סטנדרטי של הסוללה, אך במקרים מסוימים, כמו אבחון תקלות או הערכת ביצועים, נמדד המתח בין מעטפת הסוללה לאלקטרודות. ערך מתח זה יכול לשקף את המצב הפנימי של הסוללה, כגון התנגדות פנימית, מצב אלקטרוליטים ונוכחות קצרים.