چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ مشکل شارژ گوشی از کجا ناشی است؟ باتریهای تلفن هوشمند چگونه کار میکنند و چرا برخی منفجر میشوند این مقاله بیش از ۹ سال قدمت دارد؟
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ مشکل شارژ گوشی از کجا ناشی است؟ باتریهای تلفن هوشمند چگونه کار میکنند و چرا برخی منفجر میشوند این مقاله بیش از ۹ سال قدمت دارد؟
باتریها سوخت زندگی مدرن، از تلفنهای هوشمند گرفته تا اتومبیلهای برقی، را تأمین میکنند. اما چگونه برق را ذخیره میکنند و چرا به اندازه کافی دوام نمیآورند؟ و حتی سامسونگ هم ممکن است از خود بپرسد، چرا گاهی منفجر میشوند؟
به معنای واقعی کلمه، باتری یک عامل انفجاری است. همانطور که سامسونگ با ناامیدی متوجه این مسئله شده است. گوشی هوشمند گلکسی نوت ۷ این شرکت پس از عرضه به دلیل بهترین عمر باتری در کلاس خود مورد ستایش قرار گرفت و از رقیب اصلی خود، آیفونهای ۶S و ۷ پلاس، بسیار پیشی گرفت. سپس شروع به انفجار کرد.
سامسونگ یک برنامه فراخوان و جایگزینی صادر کرد و جایگزینها نیز شروع به انفجار کردند و این شرکت را مجبور به توقف کامل تولید کردند. این ماجرا آخرین مانع در مسیر مبارزه طولانی برای بهبود باتریهایی است که به لوازم الکترونیکی ما نیرو میدهند.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ در حالی که سرعت پردازش تقریباً هر ۱۸ ماه دو برابر میشود، ظرفیت باتری تقریباً یک دهه طول میکشد تا به همان میزان بهبود یابد. این شکاف شروع به ایجاد مشکل کرده است، اما همانطور که سامسونگ با هزینه خود دریافته است، رفع آن آسان نیست.
یک تلفن هوشمند اغلب کمتر از یک روز دوام میآورد، یک لپتاپ گاهی اوقات فقط چند ساعت و یک ماشین الکتریکی برای طی کردن ۳۵۰ مایل به مشکل برمیخورد. پس چرا عمر باتری هنوز چنین مشکلی دارد و چه زمانی قرار است آن را برطرف کنیم؟ باتری چیست؟
باتری بلکبری درون آن پوشش پلاستیکی و فلزی، جعبه کوچکی از مواد شیمیایی دارد که آماده واکنش و ایجاد برق هستند. باتریها محفظههای کوچکی از انرژی شیمیایی هستند. وقتی یک تلفن هوشمند به برق شهری وصل میشود، از برق برای تنظیم مجدد یک واکنش شیمیایی درون باتری استفاده میشود و الکترونها را از آند منفی به کاتد (سر مثبت باتری) منتقل میکند.
پس از شارژ شدن، باتری میتواند با هدایت الکترونها از طریق یک مدار، در این مورد یک تلفن هوشمند، به آند، برق تولید کند و این کار را تا زمانی که تمام الکترونهای موجود در باتری به آند منتقل شوند یا یک سوئیچ داخلی باتری را قطع کند، ادامه خواهد داد.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ چرا عمر باتری کاهش مییابد؟
با گذشت زمان، باتری نمیتواند به اندازه زمان نو بودن انرژی ذخیره کند. عمر باتری در تمام طول عمر یک تلفن هوشمند ثابت نمیماند و با گذشت زمان، با تخلیه و شارژ مجدد باتری، به آرامی کاهش مییابد.
و به این دلیل است که واکنش شیمیایی که برق تولید میکند باعث میشود لایههای نازک لیتیوم روی الکترودها قرار گیرند که مقدار موجود برای تولید برق را کاهش میدهد و مقاومت داخلی باتری را افزایش میدهد. هرچه مقاومت بیشتر باشد، باتری برای حفظ ولتاژ قابل استفاده باید سختتر کار کند و بنابراین میزان توانی که میتواند در هر بار شارژ تولید کند کاهش مییابد.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ شاید این نکته را از مدرسه به خاطر داشته باشید: ولتاژ = جریان × مقاومت (V=IR)
چرا برخی از باتریها منفجر میشوند؟ باتریهایی با چگالی انرژی بسیار بالاتر از سلولهای مبتنی بر لیتیوم در حال حاضر موجود هستند، اما برای استفاده در لوازم الکترونیکی قابل حمل به اندازه کافی ایمن نیستند.
دکتر بیلی وو، مدرس دانشکده مهندسی طراحی دایسون کالج امپریال لندن، میگوید: «هرچه انرژی بیشتری در یک جعبه قرار دهید، خطرناکتر خواهد بود. ایمنی کاملاً کلیدی است و مدیریت حرارتی بسیار مهم است. اگر دمای یک باتری از ۸۰ درجه سانتیگراد فراتر رود، به چیزی که فرار حرارتی نامیده میشود، برخورد میکنید، جایی که اجزای آن شروع به تجزیه میکنند و این زمانی است که میتواند منفجر شود.» علت خاص مشکلات سامسونگ با انفجار باتریها ناشناخته است، این شرکت فقط «مشکل سلول باتری» را ذکر میکند.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ در کوتاهمدت، پیشرفتهای باتری با نزدیکتر کردن فناوریهای لیتیوم-یون موجود به محدودیتهای نظریشان حاصل خواهد شد که چگالی توان باتریها را افزایش میدهد.
یک باتری لیتیوم-یون معمولی با استفاده از اکسید منگنز لیتیوم، چگالی توان نظری ۲۸۰ وات ساعت بر کیلوگرم دارد، اما محصول نهایی فقط ۱۵۰ وات ساعت بر کیلوگرم دارد، بنابراین مطمئناً جایی برای بهبود وجود دارد.
«مسئله بهینهسازی ساختار درون باتری است. اگر تصور کنید درون باتری شما این ساختار متخلخل پر از مواد فعال وجود دارد.»
«برای خروجی توان بالاتر، به ساختار متخلخلتری نیاز دارید تا سطح را افزایش داده و یونهای لیتیوم بیشتری را در هر زمان از خود عبور دهد، اما به دلیل داشتن سوراخهای بیشتر، مواد فعال کمتری را در خود نگه میدارد که به نوبه خود ظرفیت کمتری به شما میدهد.»
شیمی باتریهای جدید و پیشرفته مانند لیتیوم-گوگرد و لیتیوم-سیلیکون نیز در حال بررسی هستند و شرکتهایی در سراسر دنیا در حال توسعه این فناوری هستند.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ آینده فناوری باتری چیست؟
“مزیت اصلی باتریهای حالت جامد این است که میتوانید به استفاده از لیتیوم به عنوان ماده آند برگردید، که قدرت و چگالی انرژی واقعاً خوبی دارد، اما با الکترولیتهای مایع ایمن نبود.” باتریهای حالت جامد نیاز به آند کربنی متخلخل را از بین میبرند و بنابراین وزن بیشتری را از باتری که در تولید برق نقشی ندارد، حذف میکنند.
باتریهای فلزی-هوا، با استفاده از روی، لیتیوم یا آلومینیوم نیز در افق هستند، اما 20 سال تا عرضه تجاری آنها فاصله است. برای افزایش طول عمر باتری چه کاری میتوانم انجام دهم؟ هشدار کم مصرف روی تبلت سامسونگ تبپرو منظرهای آشنا برای هر کسی که گوشی هوشمند، تبلت یا کامپیوتر دارد. چند کار وجود دارد که میتوانید برای افزایش طول عمر باتری خود انجام دهید. ماهیت واکنش شیمیایی درون باتری به این معنی است که در 20٪ آخر تخلیه و بالای 80٪ شارژ، باید سختتر کار کند. نگه داشتن یک باتری لیتیوم-یونی تقریباً بین 80٪ تا 20٪ شارژ به آن کمک میکند تا مقدار بیشتری از ظرفیت خود را برای مدت طولانیتری حفظ کند. سیستمهای مدیریت انرژی هوشمند در حال حاضر در حال توسعه هستند که دقیقاً همین کار را هنگام اتصال به برق در طول شب انجام میدهند.
چه بر سر باتریها و تراشههای شما میآید؟ باتریها هرگز نباید دائماً به برق متصل بمانند، که این امر به ویژه در مورد لپتاپها صدق میکند. اگر هر از گاهی شارژ و دوباره شارژ شوند، در وضعیت بهتری قرار میگیرند. ماهی یک بار باید این کار را انجام داد. آیا آلومینیوم پاسخ تمام دعاهای ما برای باتری است؟ بحران سامسونگ گلکسی نوت ۷ با گزارشهایی مبنی بر توقف تولید، عمیقتر میشود.
مشتری گرامی لطفا پیش از ثبت نهایی سفارش، در ساعات کاری فروشگاه با شماره تلفن های 77505800-021 و 77505900-021 با ما در تماس باشید.
