تأثير الذاكرة

من العمليات الشائعة التي تُعزى غالبًا إلى تأثير الذاكرة انخفاض الجهد. في هذه الحالة، ينخفض ​​جهد خرج البطارية بسرعة أكبر من المعتاد مع الاستخدام، على الرغم من أن سعتها الإجمالية تبقى ثابتة تقريبًا. في الأجهزة الإلكترونية الحديثة التي تراقب الجهد للإشارة إلى شحن البطارية، يبدو أن البطارية تُستنزف بسرعة كبيرة. بالنسبة للمستخدم، يبدو أن البطارية لا تحتفظ بشحنها الكامل، وهو ما يُشبه تأثير الذاكرة.

هذه مشكلة شائعة في الأجهزة ذات الأحمال العالية مثل الكاميرات الرقمية ذات الأغراض الخاصة والهواتف الذكية ، حيث تستخدم الكاميرات الرقمية دفعة كبيرة وسريعة من الطاقة لإنشاء كل ومضة ضوء، وتستمر الهواتف الذكية في العمل حتى في وضع "إيقاف التشغيل" ( إلغاء التجزئة ، ومزامنة السحابة ، وتشغيل تطبيقات معينة في الخلفية )، وتقوم كل من الكاميرات الرقمية والهواتف الذكية بكتابة كمية كبيرة من البيانات إلى الذاكرة (التقاط صور عالية الدقة وبث الصوت/الفيديو المستمر على التوالي) في فترات زمنية قصيرة جدًا.

يحدث انخفاض الجهد نتيجة الشحن الزائد المتكرر للبطارية، مما يؤدي إلى تكوّن ( ترسيب ) بلورات صلبة صغيرة من الإلكتروليت على الألواح، وتُعرف هذه البلورات بأسماء مختلفة عند نموها إلى أطوال كبيرة، مثل الشعيرات، والتشعبات، والبلورات. ^{[ 7 ]} تُغطي هذه "القشور" على أسطح الألواح المشحونة مساحة سطحية مفيدة، تُستخدم لتبادل الأيونات (أي نقل الشحنة الكهربائية عبر "السائل" الإلكتروليتي) عندما تعمل البطارية بشكل صحيح. تزيد هذه القشور من المقاومة وتُخفض جهد بعض الخلايا الفردية في البطارية. هذا يجعل البطارية ككل تبدو وكأنها تُفرغ بسرعة، حيث تُفرغ تلك الخلايا الفردية بسرعة وينخفض ​​جهد البطارية ككل فجأة. ^{[ 8 ]} هذا التأثير شائع جدًا، لأن شواحن الشحن البطيء المنزلية عادةً ما تُفرط في الشحن. من المعروف أن بطاريات هيدريد النيكل المعدني ، على سبيل المثال، تُعاني من هذا النوع من فقدان السعة الذي يُعزى خطأً في كثير من الأحيان إلى تأثير الذاكرة. ^{[ 2 ]}

يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تقليل الجهد المشحون والشحنة التي تستقبلها الخلايا. ^{[ 4 ]}

• التشغيل في درجة حرارة أقل من 32  درجة فهرنهايت (0  درجة مئوية)
• معدلات تفريغ عالية (أعلى من 5C) في بطارية غير مصممة خصيصًا لهذا الاستخدام
• وقت شحن غير كافٍ
• شاحن معيب ^{[ 4 ]}

قد تتلف بعض البطاريات القابلة لإعادة الشحن نتيجة التفريغ العميق المتكرر. تتكون البطاريات من خلايا متعددة متشابهة، ولكنها ليست متطابقة. لكل خلية سعة شحن خاصة بها. عند تفريغ البطارية ككل بشكل عميق، قد تصل الخلية ذات السعة الأقل إلى الصفر، فتبدأ بالشحن العكسي بينما تستمر الخلايا الأخرى في تمرير التيار الكهربائي عبرها. يُعزى فقدان السعة الناتج غالبًا إلى تأثير الذاكرة.

قد يحاول مستخدمو البطاريات تجنب تأثير الذاكرة عن طريق تفريغها بالكامل. إلا أن هذه الممارسة قد تُلحق ضررًا أكبر، إذ ستُفرغ إحدى الخلايا تفريغًا عميقًا. يتركز الضرر على أضعف خلية، ما يجعل كل تفريغ كامل إضافي يُلحق بها مزيدًا من الضرر. يُمكن أن يُؤدي تكرار التفريغ العميق إلى تفاقم تدهور أضعف خلية، مُسببًا خللًا في توازن البطارية، حيث تُصبح الخلية المتضررة عاملًا مُحددًا للأداء العام. مع مرور الوقت، يُمكن أن يُؤدي هذا الخلل إلى انخفاض السعة، وتقصير مدة التشغيل، واحتمالية الشحن الزائد أو ارتفاع درجة حرارة الخلايا الأخرى، ما يُؤثر سلبًا على سلامة البطارية وعمرها الافتراضي.

تتمتع جميع البطاريات القابلة لإعادة الشحن بعمر افتراضي محدود، وتفقد سعتها التخزينية تدريجيًا مع مرور الوقت نتيجةً للتفاعلات الكيميائية الثانوية داخلها، سواءً استُخدمت أم لا. قد تتعطل بعض الخلايا قبل غيرها، ولكن النتيجة هي انخفاض جهد البطارية. تتميز بطاريات الليثيوم بعمر افتراضي طويل في حالة عدم الاستخدام مقارنةً بأي نوع آخر من البطاريات. مع ذلك، لا يزال عدد دورات التشغيل منخفضًا نسبيًا، حيث يتراوح بين 400 و1200 دورة شحن/تفريغ كاملة. ^{[ 11 ]} يقل عمر بطاريات الليثيوم مع ارتفاع درجة الحرارة وحالة الشحن ، سواءً استُخدمت أم لا؛ ويُمكن تحقيق أقصى عمر لخلايا الليثيوم عند عدم استخدامها (أي عند تخزينها) عن طريق تبريدها (دون تجميدها) وهي مشحونة بنسبة 30% إلى 50% من حالة الشحن. ولمنع التفريغ الزائد، يجب إعادة البطارية إلى درجة حرارة الغرفة وإعادة شحنها إلى 50% من حالة الشحن مرة كل ستة أشهر أو مرة واحدة سنويًا. ^{[ 12 ] [ 13 ]}