لماذا يستخدم الليثيوم في صناعة بطاريات الهواتف النقالة

كتابة: دينا محمود آخر تحديث: 01 أكتوبر 2022 , 03:44

يستخدم الليثيوم في صناعة بطاريات الهواتف النقالة لأنه

  • يخزن المزيد من الطاقة
  • بطاريات أخف
  • يجعل الشحن أسهل وأسرع 
  • تكلفة صيانة منخفضة ومعدل تفريغ منخفض

تعتبر بطاريات الليثيوم من أفضل الاختيارات نسبيًا لبطاريات الهواتف النقالة ، وذلك لأنها تشحن بشكل أسرع وتدوم لفترة أطول وتتمتع بكثافة طاقة أعلى لعمر أطول للبطارية بحجم أخف ،ومن ضمن أسباب استخدام بطاريات الليثيوم مايلي:

يخزن المزيد من الطاقة: تتمتع بطارية الليثيوم أيون بالقدرة على تخزين ما يصل إلى 150 واط / ساعة من الكهرباء في كيلوغرام واحد من البطارية ، وبعتبر هذا أكثر بكثير من بطارية هيدريد النيكل أو أي نوع آخر من أنواع البطاريات يمكن تخزينها ، حيث تخزن بطارية النيكل والمعدن حوالي 60 إلى 70 واط / ساعة لكل كيلوغرام ، أما بطارية حمض الرصاص تخزين 25 واط / ساعة فقط لكل كيلوغرام.

ويرجع ذلك لأن الليثيوم عنصر شديد التفاعل ، مما يجعل من الممكن تخزين الكثير من الطاقة في روابطه الذرية وبالتالي ، يمتلك كثافة طاقة عالية.

بطاريات أخف:  تعتبر بطاريات الليثيوم أيون أخف وزناً بشكل عام من معظم أنواع البطاريات التي لها نفس القدرة   لذلك يتم استخدام بطاريات الليثيوم لأن المستخدمين يفضلون الهواتف الذكية الأخف.

الأقطاب الكهربائية لبطارية المصنوعة من الليثيوم خفيف الوزن والكربون مما يجعل البطاريات خفيفة للغاية.

 يجعل الشحن أسهل وأسرع: تعمل بطارية الليثيوم أيون على تسهيل عملية شحن الهاتف ، وليست هناك حاجة لانتظار تفريغه من 100٪ قبل إعادة الشحن ، فقد يظل الهاتف موصولًا بالكهرباء لفترة طويلة دون آثار جانبية على عكس البطاريات القديمة التي كانت تتلف بسبب زيادة الشحن.

يمكن لبطاريات الليثيوم التعامل مع مئات دورات الشحن / التفريغ مع الحفاظ على نفس الجودة طويلة الأمد ، وتكون التفاعلات الكيميائية داخل بطاريات الليثيوم أيون أكثر راحة مع الشحنات والتفريغ الأقصر ، بدلاً من تصريفها بالكامل لأسفل ثم تصدرتها بالكامل.

تكلفة صيانة منخفضة ومعدل تفريغ منخفض: بطارية ليثيوم أيون هي بطارية منخفضة الصيانة ، وند التخلص منها ، تتسبب خلايا البطارية في ضرر ضئيل أو لا تسبب أي ضرر ، ولا توجد مشكلة في تأثير الذاكرة.

أيضًا ، التفريغ الذاتي لبطاريات الليثيوم أيون أقل من النصف مقارنةً بالنيكل والكادميوم ، مما يجعل بطاريات الهاتف المصنوعة من الليثيوم معدل تفريغها 5٪ فقط في الساعات الأربع الأولى بعد شحنها بالكامل.

انواع بطاريات الليثيوم للهواتف المحمولة 

يتم استخدام نوعين من بطاريات الليثيوم في الهواتف المحمولة وهما:

  • بطاريات ليثيوم أيون وتستخدم كإلكتروليت.
  • بطاريات الليثيوم بوليمر تستخدم بشكل شائع متزايد في الهواتف الذكية التي تستخدم تقنيات الشحن السريع جدًا ، تستخدم تقنية الليثيوم بوليمر قطبًا موجبًا وسالبًا ، ولكن مع مادة صلبة جافة ، أو مادة كيميائية مسامية ، أو إلكتروليت شبيه بالهلام ، بدلاً من السائل ، نتيجة لذلك ، يمكن أن توفر بطاريات البوليمر تصميمات أقل بروزًا ومرنة وأكثر قوة ، نظرًا لأن لديهم أيضًا فرصة أقل لتسريب الإلكتروليتات مما يؤدي إلى الهروب الحراري.

كيفية جعل بطاريات الليثيوم تدوم لفترة أطول

بطاريات الليثيوم الموجودة بالهواتف تستخدم دوائر لا تسمح بالشحن بما يتجاوز سعة البطارية حتى لو تم استخدام البطارية أثناء الشحن دائمًا ، ولكن إذا كنت تريد أن تدوم بطارية ليثيوم أيون لفترة أطول ، فمن الأفضل الاستمرار في استخدامها أثناء الشحن حتى حوالي 50٪ وتوصيلها بمصدر طاقة ، يمكن ضبط بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة بحيث لا تشحن أكثر من 50٪ ومن ضمن النصائح التي يجب اتباعها لزيادة عمر بطاريات الليثيوم مايلي:

يجب تجنب الشحن الزائد والإفراط في التفريغ في بطاريات الليثيوم أيون

يجب تجنب استخدام الهاتف مع الحفاظ على حالة الشحن بنسبة 100٪ ، إذا واصلت استخدام جهاز كمبيوتر محمول مشحون بالكامل أثناء توصيله بمصدر طاقة ، فسيؤدي ذلك إلى تقصير عمر البطارية.

من ناحية أخرى ، يمكن أن يؤدي ترك الجهاز في التخزين غير النشط في حالة الإفراط في التفريغ حيث يتم استخدام كل الكهرباء تقريبًا إلى تقصير عمر بطاريات أيونات الليثيوم ، لذلك يجب تجنب الاستخدام في الحالات القصوى من الشحن الزائد والإفراط في التفريغ.

محاولة استخدام بطاريات الليثيوم أيون في درجة حرارة الغرفة

للحصول على أداء مستقر من بطاريات الهاتف المصنوعة من الليثيوم ، من الأفضل استخدامها في درجة حرارة الغرفة ،  ولا يجب تبريد البطارية أثناء شحنها لأن هذا يأتي بنتائج عكسية لأن قيمة مقاومة البطارية تزداد في درجات الحرارة المنخفضة ، مما يزيد من الحمل على الشحن والتفريغ ، أيضاً يتسبب التبريد في حدوث تكاثف على البطارية ، وقد تؤدي الدوائر المحيطة بالبطارية إلى حدوث قصر في الدائرة الكهربية.

كيف تعمل بطاريات الليثيوم أيون

بطارية الليثيوم أيون هي العمود الفقري للصناعة القديمة ، بدأ تطوير التكنولوجيا في عام 1912 ، لكنها لم تكتسب شعبية حتى اعتمدتها شركة Sony في عام 1991 ، ومنذ ذلك الحين تعمل بطاريات الليثيوم أيون على تشغيل مجموعة واسعة من الأدوات ، من الكاميرات المحمولة إلى مشغلات الموسيقى و الهواتف الذكية.

لقد أثبت ليثيوم أيون نجاحًا كبيرًا ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى كثافة الطاقة العالية جدًا ، ونقص تأثير الذاكرة حيث يصبح شحن الخلايا أكثر صعوبة بمرور الوقت على عكس تقنية البطاريات السابقة ، وتكلفة إنتاجها الرخيصة إلى حد ما.

يتم تصنيع هذه البطاريات من قطبين موجبين وسالبين مفصولين بواسطة إلكتروليت كيميائي سائل ، مثل كربونات الإيثيلين أو كربونات ثنائي إيثيل ، التركيب الكيميائي لهذه البطارية يجعلها دائماً على شكل مستطيل  ، وتقل سعة بطارية ليثيوم أيون خلال دورات الشحن وحتى التفريغ عند عدم الاستخدام ، وهذا ليس جيد ، ولكن الأسوأ أن الإلكتروليت الكيميائي يمكن أن يصبح غير مستقر في درجات الحرارة القصوى أو إذا ثقب ، مما يؤدي إلى الهروب الحراري والحرائق ولكن هذا نادر الحدوث ، وغالبًا ما تستخدم أجهزة التحكم الإلكترونية لتنظيم طاقة الشحن والتفريغ لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى