Automatic Battery Pack Assembly Line For ESS

ما هي أفضل بطارية الليثيوم أم بطارية النيكل والهيدروجين؟

September 12 , 2025
ما هو الأفضل، بطارية الليثيوم أم بطارية NiMH؟


بفضل التكنولوجيا الحديثة، تتطور تكنولوجيا البطاريات باستمرار. ونظرًا لأن بطاريات الليثيوم وبطاريات النيكل-هيدريد المعدنية نوعان رئيسيان من البطاريات القابلة لإعادة الشحن، فإن لكل منهما مزايا وتطبيقات فريدة. ستقدم هذه المقالة تحليلًا متعمقًا لبطاريات الليثيوم وبطاريات النيكل-هيدريد المعدنية من جوانب متعددة، بما في ذلك كثافة الطاقة، ومدة الشحن، ومعدل التفريغ الذاتي، والتكلفة، والسلامة، وعمر البطارية، والصداقة البيئية، والتقنيات ذات الصلة، لمساعدة القراء على فهم نوع البطارية المناسب واختياره بشكل أفضل.

كثافة الطاقة

كثافة الطاقة مقياس أداء رئيسي يؤثر بشكل مباشر على عمر البطارية وحجمها ووزنها. عادةً ما تتراوح كثافة طاقة بطاريات الليثيوم بين 150 و250 واط/كجم، بينما تتراوح كثافة طاقة بطاريات هيدريد النيكل والمعدن بين 60 و120 واط/كجم تقريبًا. هذا يعني أن بطاريات الليثيوم قادرة على توفير طاقة أكبر بنفس الوزن، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب كثافة طاقة عالية، مثل الهواتف الذكية والمركبات الكهربائية.

Lithium ion battery

وقت الشحن
يُعدّ وقت الشحن عاملاً حاسماً في تجربة المستخدم. تُشحن بطاريات الليثيوم بسرعة، وعادةً ما تُشحن بالكامل خلال ساعتين إلى ثلاث ساعات. في المقابل، تستغرق بطاريات هيدريد النيكل والمعدن وقتًا أطول للشحن، عادةً ما بين 3 و10 ساعات. تتميز بطاريات الليثيوم بوضوح بميزة الشحن السريع للأجهزة التي تتطلب شحنًا سريعًا، مثل الهواتف المحمولة والأدوات الكهربائية.

معدل التفريغ الذاتي
يشير معدل التفريغ الذاتي إلى فقدان شحن البطارية بشكل طبيعي عند عدم استخدامها. تتميز بطاريات الليثيوم بمعدل تفريغ ذاتي أقل، يتراوح بين 1.5% و2% شهريًا تقريبًا، بينما تتميز بطاريات هيدريد النيكل والمعدن بمعدل تفريغ ذاتي أعلى، يصل إلى 20% و30% شهريًا. هذا يعني أن بطاريات الليثيوم تحتفظ بشحنها بشكل أفضل خلال فترات عدم الاستخدام الطويلة، مما يجعلها مناسبة لمصادر الطاقة الاحتياطية والأجهزة التي لا تُستخدم لفترات طويلة.

يكلف
التكلفة عامل مهم عند اختيار البطارية. تتميز بطاريات هيدريد النيكل-معدن بتكاليف إنتاج أقل وسعر معقول نسبيًا. أما بطاريات الليثيوم، فتتميز بعملية إنتاج أكثر تعقيدًا وغالية الثمن نسبيًا، ولكن مع التقدم التكنولوجي والإنتاج واسع النطاق، انخفضت أسعارها تدريجيًا، لتصبح الخيار السائد في السوق. قد تكون بطاريات هيدريد النيكل-معدن أكثر جاذبية للتطبيقات ذات الميزانيات المحدودة.

أمان
السلامة مسألة أساسية في استخدام البطاريات. تُعتبر بطاريات هيدريد النيكل والمعدن أكثر أمانًا من بطاريات الليثيوم، نظرًا لانخفاض سعتها الحرارية النوعية وكثافة طاقتها، ودرجة انصهارها البالغة 400 درجة مئوية. هذا يعني أنها لا تسخن بسرعة وتشتعل في حالة الاصطدام أو السحق أو الثقب أو حدوث ماس كهربائي. ومع ذلك، نظرًا لتفاعلية أيونات الليثيوم العالية وكثافة طاقتها العالية، فإن بعض أنواع المواد الخام لبطاريات الليثيوم قابلة للاشتعال. قد يؤدي حدوث ماس كهربائي إلى ارتفاع درجة الحرارة، مما قد يؤدي إلى الاحتراق التلقائي. لذلك، تتميز بطاريات هيدريد النيكل والمعدن بميزة أمان فائقة.

Nimh Battery
عمر الخدمة
يُعدّ عمر الخدمة مؤشرًا رئيسيًا لأداء البطارية. عادةً ما يتجاوز عمر بطاريات أيون الليثيوم 1000 دورة شحن، بينما يتراوح عمر بطاريات هيدريد النيكل المعدني بين 300 و500 دورة شحن. هذا يعني أن بطاريات أيون الليثيوم تُحسّن أداءها على مدار فترات استخدام طويلة، وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب عمر بطارية طويل، مثل المركبات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة.

الأداء البيئي
يُعدّ الأداء البيئي عاملاً أساسياً في تكنولوجيا البطاريات الحديثة. بطاريات هيدريد النيكل-معدن لا تحتوي على معادن ثقيلة سامة، وتتمتع بقيمة إعادة تدوير عالية. بينما لا تحتوي بطاريات أيونات الليثيوم على مواد خطرة مثل الكادميوم، فإن عمليات إنتاجها وإعادة تدويرها لها بعض الأثر البيئي. بشكل عام، تُقدّم بطاريات هيدريد النيكل-معدن أداءً بيئياً أفضل.

سيناريوهات التطبيق
تُستخدم بطاريات الليثيوم أيون على نطاق واسع في الهواتف الذكية، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والمركبات الكهربائية، والأدوات الكهربائية، وأنظمة تخزين الطاقة المتجددة. تجعلها كثافتها العالية من الطاقة، وشحنها السريع، وعمر بطاريتها الطويل خيارًا مفضلًا لهذه الأجهزة عالية الأداء. تُستخدم بطاريات النيكل-هيدريد المعدني (NiMH) بشكل أكثر شيوعًا في الكاميرات الرقمية، وأجهزة الاتصالات، ومستحضرات التجميل الشخصية، والمركبات الهجينة. تجعلها تكلفتها المنخفضة وسلامتها العالية تنافسية في هذه المجالات.

سرعة الشحن
تُشحن بطاريات الليثيوم بشكل عام أسرع من بطاريات النيكل والهيدروجين المعدني (NiMH). يُمكن شحن بطاريات الليثيوم بالكامل في غضون ساعة إلى ثلاث ساعات، بينما تستغرق بطاريات النيكل والهيدروجين المعدني (NiMH) أكثر من عشر ساعات. قدرة بطاريات الليثيوم على الشحن السريع تجعلها أكثر ملاءمةً للتطبيقات التي تتطلب شحنًا سريعًا، مثل الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية.

طرق الشحن
تختلف طرق شحن بطاريات الليثيوم عن بطاريات النيكل والهيدريد المعدني (NiMH). عادةً ما تستخدم بطاريات الليثيوم طريقة الشحن بتيار مستمر وجهد ثابت (CCCV)، حيث يتم الشحن في البداية بتيار ثابت. بمجرد وصول الجهد إلى مستوى معين، تنتقل البطارية إلى جهد ثابت حتى تشحن بالكامل. أما بطاريات النيكل والهيدريد المعدني، فتعتمد بشكل أكبر على الشحن بتيار مستمر، مما يقلل من تقلبات التيار ويحافظ على ثبات الجهد أثناء الشحن.

كفاءة الشحن
كفاءة الشحن هي كفاءة تحويل البطارية للطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية أثناء عملية الشحن. عادةً ما تتراوح كفاءة شحن بطاريات أيون الليثيوم بين 80% و90%، بينما تبلغ كفاءة شحن بطاريات هيدريد النيكل والمعدن 66%. هذا يعني أنه لكل 100 أمبير/ساعة من الشحن، يلزم شحن 150 أمبير/ساعة. هذا يعني أن بطاريات أيون الليثيوم تفقد طاقة أقل أثناء الشحن وتتمتع بكفاءة أعلى.

حساسية درجة الحرارة
بطاريات هيدريد النيكل-معدن حساسة للحرارة، مما يؤدي إلى انخفاض جهدها مع تقلبات درجات الحرارة، وربما انفجارها في درجات الحرارة القصوى. في المقابل، على الرغم من حساسيتها للحرارة، فإن بطاريات أيونات الليثيوم تتحمل تقلبات درجات الحرارة بشكل أفضل، وتحافظ على جهد ثابت حتى في درجات الحرارة العالية.

سلامة الشحن
تُعتبر بطاريات هيدريد النيكل-معدن أكثر أمانًا من بطاريات أيونات الليثيوم، نظرًا لاحتوائها على مكونات نشطة أقل، مما يقلل من احتمالية تفاعلات البطارية. ونظرًا لخصائصها الكيميائية، تُعدّ بطاريات أيونات الليثيوم أكثر عرضة للاندفاع الحراري عند ارتفاع درجة حرارتها أو شحنها الزائد، مما يتطلب دوائر حماية لضمان التشغيل الآمن.

آلية توليد الحرارة والنموذج الحراري
تخضع بطاريات أيونات الليثيوم لتفاعلات كيميائية أثناء الشحن والتفريغ، مما يُولّد حرارة. يحتوي القطب السالب لبطارية أيونات الليثيوم على طبقة SEI. عندما تصل درجة الحرارة إلى 80-120 درجة مئوية، تتحلل طبقة SEI، مما يُولّد حرارة زائدة في البطارية. تعتمد النماذج الحرارية لبطاريات أيونات الليثيوم عادةً على الصيغة التي اقترحها برناردي وآخرون، بافتراض توليد حرارة منتظمة داخل البطارية.

تتشابه آلية توليد الحرارة في بطاريات هيدريد النيكل-معدن مع آلية بطاريات أيونات الليثيوم، ولكن نظرًا لاختلاف تركيبها الكيميائي وخصائص تفاعلها، قد يختلف معدل توليد الحرارة والنموذج الحراري. تُولّد بطاريات هيدريد النيكل-معدن أيضًا حرارة أثناء الشحن، إلا أن كمية الحرارة المنبعثة أقل عمومًا من بطاريات أيونات الليثيوم.

نظام الإدارة الحرارية (BTMS)
يُعد نظام إدارة الحرارة (BTMS) لبطاريات الليثيوم أيون أكثر تعقيدًا نظرًا لحساسيتها العالية لدرجة الحرارة. تتميز بطاريات الليثيوم أيون بنطاق ضيق لدرجة حرارة التشغيل، حيث تبلغ درجة الحرارة المثلى حوالي 25 درجة مئوية، ولا يتجاوز فرق درجة الحرارة القصوى 5 درجات مئوية. تتطلب أنظمة إدارة الحرارة لبطاريات الليثيوم أيون تحكمًا صارمًا في درجة الحرارة لمنع الانفلات الحراري وزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد. تتميز بطاريات النيكل والهيدروجين (NiMH) بأنظمة إدارة حرارية بسيطة نسبيًا نظرًا لحساسيتها المنخفضة لدرجة الحرارة. يمكن لبطاريات النيكل والهيدروجين (NiMH) العمل ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، ونادرًا ما تؤثر درجات الحرارة العالية على أدائها وعمرها الافتراضي.

تقنيات التبريد
تشمل تقنيات التبريد الشائعة لبطاريات أيونات الليثيوم التبريد الهوائي، والتبريد السائل، وتبريد المواد متغيرة الطور. تُستخدم أنظمة التبريد السائل على نطاق واسع في بطاريات أيونات الليثيوم، وخاصةً في المركبات الكهربائية، نظرًا لقدرتها الفعالة على تبادل الحرارة. تحافظ أنظمة التبريد السائل على درجة حرارة ثابتة للبطارية، مما يقلل من خطر تدهور الأداء والاندفاع الحراري.

يمكن لبطاريات NiMH استخدام أنظمة تبريد هوائية أو أنظمة تبريد سائلة بسيطة. ولأن بطاريات هيدريد النيكل والمعدن أقل عرضة للتسرب الحراري، فإن تصميم نظام تبريدها يمكن أن يكون بسيطًا نسبيًا وفعّالًا من حيث التكلفة.

التحكم في درجة الحرارة
تتطلب بطاريات الليثيوم أيون تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة، مما يتطلب نظامًا دقيقًا للتحكم في درجة الحرارة للحفاظ على البطاريات ضمن نطاق درجة حرارة التشغيل الأمثل. قد يتضمن نظام إدارة الحرارة لبطاريات الليثيوم أيون مكونات مثل مستشعرات درجة الحرارة، والمراوح، والمضخات، وسائل التبريد للتحكم النشط في درجة الحرارة.
تتطلب بطاريات هيدريد النيكل المعدني تحكمًا أقل صرامة في درجة الحرارة وقد تتطلب فقط نظام إدارة حرارية سلبي، مثل المشتت الحراري أو التبريد الحراري الطبيعي.

السلامة الحرارية
السلامة الحرارية لبطاريات الليثيوم أيون عاملٌ أساسيٌّ في الإدارة الحرارية. يُسرّع تشغيل بطاريات الليثيوم أيون في درجات حرارة عالية من معدلات التفاعلات الكهروكيميائية، مما يؤدي إلى تدهور سعتها، وتقصير عمرها، بل وحتى احتمال نشوب حريق. لذلك، يجب أن يكون نظام الإدارة الحرارية لبطاريات الليثيوم أيون قادرًا على منع ارتفاع درجة الحرارة.
تتمتع بطاريات هيدريد النيكل-معدن بأمان حراري مرتفع نسبيًا، نظرًا لتفاعلها الأقل عنفًا عند ارتفاع درجة حرارتها مقارنةً ببطاريات أيونات الليثيوم. ويركز نظام إدارة الحرارة في بطاريات هيدريد النيكل-معدن على الحفاظ على أداء البطارية أكثر من منع ارتفاع درجة الحرارة.


مقارنة بين بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات النيكل هيدريد المعدني

وجه بطارية ليثيوم أيون بطارية النيكل-هيدريد المعدني (NiMH)
كثافة الطاقة 150–250 واط/كجم، أعلى، أخف وزنًا، ومدة تشغيل أطول؛ مثالية للسيارات الكهربائية والهواتف الذكية 60–120 واط/كجم، أقل؛ أكبر حجمًا لنفس السعة
وقت الشحن 2-3 ساعات (يدعم الشحن السريع) 3-10 ساعات (شحن أبطأ)
معدل التفريغ الذاتي منخفض: 1.5-2%/شهر؛ يحافظ على الشحن جيدًا مرتفع: 20-30% شهريًا؛ يفقد الشحن بسرعة
يكلف تكلفة أعلى، لكن الأسعار تنخفض مع الإنتاج الضخم تكلفة أقل، أسعار أكثر معقولية
أمان خطر الانفلات الحراري، قابلية الاشتعال عند إساءة الاستخدام؛ يحتاج إلى دوائر حماية أكثر أمانًا، وكثافة طاقة أقل، وأقل عرضة للحريق/الانفجار
عمر الخدمة >1000 دورة شحن (عمر أطول) 300-500 دورة شحن (عمر افتراضي أقصر)
الأداء البيئي لا يوجد كادميوم سام، ولكن إعادة التدوير لها تأثير بيئي لا يوجد معادن ثقيلة سامة، وقيمة إعادة تدوير أعلى، وأكثر خضرة
سيناريوهات التطبيق الهواتف الذكية، أجهزة الكمبيوتر المحمولة، السيارات الكهربائية، الأدوات الكهربائية، تخزين الطاقة الكاميرات، والإلكترونيات الصغيرة، والأجهزة الشخصية، والمركبات الهجينة
سرعة الشحن 1-3 ساعات (يدعم الشحن السريع) >10 ساعات (بطيء)
طريقة الشحن CCCV (تيار ثابت → جهد ثابت) تيار ثابت (جهد أكثر انتظامًا)
كفاءة الشحن 80-90% (خسارة طاقة أقل) ~66% (فقدان طاقة أعلى)
حساسية درجة الحرارة معتدل؛ يمكنه تحمل التقلبات ولكنه يحتاج إلى السيطرة عالية؛ ينخفض الجهد مع تغيرات درجات الحرارة، وخطر الانفجار في الحالات القصوى
سلامة الشحن يحتاج إلى مراقبة؛ خطر الشحن الزائد/السخونة الزائدة أكثر أمانًا، ومكونات نشطة أقل
توليد الحرارة يولد المزيد من الحرارة (تحلل طبقة SEI 80–120 درجة مئوية) يولد حرارة أقل بشكل عام
نظام الإدارة الحرارية (BTMS) معقد، نطاق درجة حرارة ضيق (~25 درجة مئوية مثالية)، يتطلب التحكم النشط بسيطة، نطاق تشغيل أوسع، أقل تأثرًا بالظروف القاسية
تقنيات التبريد الهواء، السائل، تغير الطور؛ التبريد السائل شائع في السيارات الكهربائية تبريد الهواء أو السائل البسيط؛ تكلفة منخفضة
التحكم في درجة الحرارة صارم؛ يتطلب أجهزة استشعار ومراوح ومضخات ومبرد مُسترخي؛ غالبًا سلبي (مُشتت حراري، حمل حراري)
السلامة الحرارية عالية الخطورة في حالة ارتفاع درجة الحرارة؛ يمكن أن تتحلل وتشتعل فيها النيران سلامة حرارية عالية؛ التركيز على الأداء، وليس الهروب

خاتمة

  • إذا كنت تبحث عن كثافة طاقة عالية وشحن سريع وعمر طويل، فإن بطاريات الليثيوم هي الأفضل.
  • إذا كانت السلامة والود البيئي والتكلفة المنخفضة أكثر أهمية، فإن بطاريات النيكل هيدريد المعدن هي الأفضل.


باعتبارنا شركة مصنعة محترفة لمعدات بطاريات الليثيوم أيون، أسي للطاقة الجديدة تقدم حلولاً شاملة لدعم إنتاج واختبار بطاريات أيون الليثيوم. تشمل منتجاتنا الرئيسية آلة شحن وتفريغ بطارية الليثيوم ، آلة لحام نقطي يدوية/أوتوماتيكية، آلات اللحام بالليزر بقدرة 1500 واط إلى 6000 واط ، خطوط تجميع حزمة البطاريات، و غرف اختبار السلامة البيئية للبطاريات .


بفضل خبرتنا الممتدة لأكثر من 15 عامًا والتكنولوجيا المتقدمة، فإننا نقدم ما يلي:

  • أداء المعدات عالي الدقة والموثوقية
  • حلول قابلة للتخصيص لتلبية احتياجات الإنتاج المتنوعة
  • خدمة ما بعد البيع والدعم الفني على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع
  • أسعار تنافسية مع الحفاظ على الجودة العالية

انقر هنا لاستكشاف مجموعتنا الكاملة من معدات بطاريات الليثيوم أيون ومعرفة كيف يمكننا المساهمة في نجاحك في قطاع الطاقة من الجيل القادم.


اترك رسالة
اترك رسالة
إذا أنت مهتم بمنتجاتنا وترغب في معرفة المزيد من التفاصيل ، يرجى ترك رسالة هنا ، وسنقوم بالرد عليك في أقرب وقت ممكن

الصفحة الرئيسية

منتجات

حول

اتصل