آشنایی با انواع باتری در گجت‌های هوشمند؛ مسیر آینده‌ باتری گوشی‌ها چیست؟

فناوری باتری، قلب تپنده گجت شماست. انواع باتری از لیتیوم-یونی تا سیلیکون-کربن، تفاوت‌ها فراتر از نام‌هاست و بر عمر و کارایی دستگاه شما اثر مستقیم دارد.

انواع باتری

باتری یکی از عوامل تعیین‌کننده و حیاتی است که بسیاری از کاربران هنگام خرید گوشی، لپ‌تاپ، تبلت و سایر دستگاه‌های الکترونیکی، توجه ویژه‌ای به آن دارند. شرکت‌های بزرگ فناوری به‌دنبال توسعه‌ی تکنولوژی‌هایی هستند که بتوانند با استفاده از آن‌ها، باتری یا مصرف انرژی را تا حد ممکن بهینه کنند. از گذشته تا امروز، باتری‌ها دستخوش تغییرات چشمگیری شده‌اند؛ برخی شرکت‌ها تمرکز خود را بر بهینه‌سازی مصرف انرژی گذاشته‌اند، در حالی که برخی دیگر به‌دنبال استفاده از متریال‌ها و فناوری‌های جدید برای افزایش ظرفیت و طول عمر باتری بوده‌اند.

آشنایی با انواع باتری به کاربران کمک می‌کند با دید بازتری نسبت به مزایا و معایب احتمالی گوشی یا دستگاه شارژی خود تصمیم بگیرند. این آگاهی، از انتخاب آگاهانه هنگام خرید گرفته تا شیوه‌ی صحیح استفاده و مراقبت از باتری برای کاهش استهلاک، اهمیت زیادی دارد.

احتمالاً شنیده‌اید که شرکت‌هایی مانند شیائومی، آنر و اوپو در گوشی‌های جدید خود از باتری‌های سیلیکون-کربن استفاده می‌کنند. اما دلیل این تغییر چیست؟ باتری‌های سیلیکون-کربن در مقایسه با باتری‌های لیتیومی رایج، پیشرفت قابل‌توجهی را تجربه کرده‌اند. مهندسان با جایگزینی گرافیت در ساختار باتری‌های لیتیومی با ترکیبی از سیلیکون و کربن، توانسته‌اند چگالی انرژی را افزایش دهند. چگالی انرژی به این معناست که باتری می‌تواند در حجم ثابت، انرژی بیشتری نسبت به نسل‌های قدیمی‌تر ذخیره کند.

این ویژگی باعث شده شرکت‌های چینی که همواره به‌دنبال افزایش ظرفیت باتری و پشتیبانی از سرعت‌های شارژ بالاتر هستند، به‌سرعت از این فناوری استقبال کنند. از سوی دیگر، استفاده از کربن در این ترکیب به کاهش مشکل متورم شدن سیلیکون کمک کرده است. انتخاب سیلیکون به‌جای گرافیت دلیل مهم دیگری نیز دارد: رسانایی بهتر که می‌تواند به افزایش سرعت شارژ منجر شود.

باتری‌های لیتیوم-یونی بخش بزرگی از زندگی مدرن را شکل داده‌اند و در طیف وسیعی از محصولات، از گوشی‌های هوشمند گرفته تا خودروهای برقی، مورد استفاده قرار می‌گیرند. محبوبیت این باتری‌ها به ماده‌ی اصلی تشکیل‌دهنده‌ی آن‌ها بازمی‌گردد. برخلاف باتری‌های قدیمی‌تر مانند نیکل-کادمیوم، در این باتری‌ها از یون لیتیوم استفاده می‌شود؛ فلزی سبک با چگالی انرژی بالا که امکان ذخیره‌ی انرژی بیشتر را در وزن کمتر فراهم می‌کند.

باتری‌های لیتیوم-پلیمری در واقع نسخه‌ی پیشرفته‌تری از باتری‌های لیتیوم-یونی محسوب می‌شوند. استفاده از الکترولیت جامد یا ژل‌مانند در ساختار آن‌ها باعث افزایش ایمنی و انعطاف‌پذیری در طراحی شده است، هرچند برخی از محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم یونی همچنان در این نوع نیز دیده می‌شود.

باتری‌های لیتیوم-پلیمری در دستگاه‌های متعددی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ از جمله مک‌بوک‌ها، اولترابوک‌ها و تبلت‌ها. دلیل این موضوع، آزادی عمل بیشتر در طراحی است؛ زیرا این باتری‌ها برخلاف لیتیوم-یونی‌ها، محدودیت کمتری در شکل و ضخامت دارند. با این حال، چرخه‌ی عمر آن‌ها معمولاً کوتاه‌تر است و به‌طور میانگین بین ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ چرخه‌ی شارژ قرار دارد، در حالی که باتری‌های لیتیوم-یونی می‌توانند به حدود ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ چرخه برسند.

باتری‌های نیکل-کادمیوم از مشکل معروف «اثر حافظه» رنج می‌برند. به این معنا که اگر باتری پیش از تخلیه‌ی کامل یا شارژ کامل مورد استفاده قرار گیرد، به‌مرور ظرفیت مؤثر خود را از دست می‌دهد. برای جلوگیری از این مسئله، لازم است باتری به‌طور کامل تخلیه و سپس شارژ شود؛ کاری که در استفاده‌ی روزمره برای بسیاری از کاربران دشوار است.

امروزه استفاده از باتری‌های نیکل-کادمیوم در گوشی‌های هوشمند و سایر گجت‌ها کاملاً منسوخ شده و کاربردی ندارند. علاوه بر این، این باتری‌ها از مواد سمی ساخته می‌شوند و پس از پایان عمر مفید، باید با دقت و طبق استانداردهای زیست‌محیطی دفع شوند. با این حال، جالب است بدانید که در زمان خود، برخی مزایا مانند مقاومت بالا در برابر تخلیه‌ی کامل داشتند که آن‌ها را نسبت به گزینه‌های موجود آن دوره متمایز می‌کرد.

در این نوع باتری‌ها، آلیاژهای جذب‌کننده‌ی هیدروژن به‌جای کادمیوم به‌کار رفته‌اند. این تغییر باعث حذف فلز سمی کادمیوم و همچنین کاهش چشمگیر اثر حافظه شده است. به همین دلیل، باتری‌های نیکل-متال هیدرید در زمان خود گزینه‌ای مناسب‌تر نسبت به نیکل-کادمیوم محسوب می‌شدند، هرچند با ورود باتری‌های لیتیومی، آن‌ها نیز به‌تدریج نقش کم‌رنگ تری گرفتند.