מארז סוללות ליתיום: 3 דקות קריאה להבין את התמונה המלאה

כיום, סוללות הליתיום משמשות אותנו במכשירים אלקטרוניים וחשמליים, ממכשירים ביתיים (כגון שואבי אבק) ועד לכלי העבודה הרציניים והמקצועיים, כמו מברגות, מקדחות או מסורים, כמעט כל כלי או ציוד שאותו ניתן להפוך מנייח לנייד בזכות סוללות הליתיום. אבל, עד כה, דיברנו על סוללות ליתיום (למשל אלו המשמשות קורקינט חשמלי או אופניים חשמליים) כעל יחידה אחת מושלמת וסגורה, אבל, בפועל, מדובר במארז שבתוכו, ניתן למצוא עולם שלם של תאים ואנרגיה. מה הם אותם “תאים”? כיצד הם פועלים? תכף נסביר לכם הכל.

סוללות ליתיום – מה הן וכיצד כל זה פועל?

מארז סוללות ליתיום כולל סדרה של תאי סוללה גליליים המחוברים ביניהם בחיבור טורי ומקביל. כאשר התאים מחוברים ביניהם, הם, למעשה, מייצרים סוללה גדולה אחת.

סוללות לאופניים חשמליים, למשל, בנויות מתאי-סוללה הנקראים 18650 (21700 Lithium-Ion Battery cells). משמעותן של שתי הספרות הראשונות במספר 18650 הינן קוטר התא במ”מ, בעוד ששתי הספרות שבאות לאחר מכן (65) מציינות את אורכו של התא במ”מ. קבלו מידע נוסף בנושא סוללה 18650.

לפני שנמשיך, נזכיר בקצרה שני מושגים שהתייחסנו אליהם בעבר – וולט – מתח הסוללה, ולכן, ככל שיש יותר וולטים, ניתן להגיע למהירויות גבוהות יותר, בעוד שאמפר/ שעה היא מידת קיבולת המציינת כמה אנרגיה ישנה בסוללה (בדומה לקיבולת מיכל דלק, למשל).

לרוב, כל תא סוללה בודד יהיה בעל מתח של 3.7 וולט וקיבולתו תנוע בין של 1,800 מילי-אמפר / שעה לעד 3,500 מילי-אמפר ו שעה, בהתאם לסוגי תאי הסוללה השונים והיצרניות השונות שלהם. 

וכעת, נתקדם מעט ונסביר שני מושגים חדשים:

חיבור טורי – קוטב חיובי של תא יחובר לקוטב שלילי של התא שאחריו

חיבור מקבילי – קוטב חיובי של תא יחובר לקוטב חיובי של התא שלאחריו, קוטב שלילי יחובר לקוטב השלילי של התא שלאחריו.

מכאן, העיקרון שמאחורי בניית סוללה גדולה יהיה פשוט למדי – ככל שיותר תאים בסוללה יחוברו בטור – נשיג וולט גבוה יותר, וככל שיותר תאים יחוברו בצורה המקבילית – יהיה אמפר/ שעה גבוה יותר. 

רגע, רגע, “תאי סוללה” זה יפה, אבל מה יש בכל אחד מהתאים האלה, שביחד הם מסוגלים להרכיב “סוללה”?

כל תא סוללה בודד כזה יכיל 3 רכיבים עיקריים – אנודה (Anode), קתודה (Cathode) ואלקטרוליט (Electrolyte). למי שפחות מתמצא בחשמל / אלקטרוניקה, נסביר (לגמרי על רגל אחת) כי האנודה היא האלקטרודה השלילית והקתודה היא החיובית, האלקטרוליט היא התמיסה שבין האלקטרודות המוליכה את היונים. תזוזת היונים שבין האלקטרודות באלקטרוליט היא המייצרת את אותה האנרגיה שמספקת הסוללה.

ההבדלים המהותיים הקיימים בין תאי הסוללה השונים יהיו האלקטרודות והתרכובות הכימיות (האלקטרוליטים) שנמצאים בתוך התאים. שני הגורמים הללו, יהיו אלו שיקבעו את תכונות התא וביצועיו (דרך פרמטרים כמו יכולת הפריקה שלו, מחזורי הטעינה וקיבולתו של התא).

למעשה, אתם לא באמת צריכים לדעת את כל זה, כשעומדים לצידכם אנשים כמו אנשי המקצוע של גרין גו אנרג’י, כל מה שאתם צריכים לדעת, זה את ההעדפות שלכם, ואנחנו כבר נעשה הכל על מנת להתאים את הסוללה אליהן!