بررسی انواع باتری‌ گوشی

دنیای امروز دنیای تکنولوژی است و زندگی بدون وجود لوازم الکترونیکی مثل گوشی‌های هوشمند عملاً غیر ممکن است. با افزایش قابلیت‌های گوشی‌های هوشمند، تأمین انرژی آن دشوار می‌شود و کمپانی‌های ساخت گوشی‌های هوشمند را با چالش مواجه می‌کند و سالانه شرکت‌ها سعی در بهبود باتری گوشی‌های جدید خود دارند.

اگر از باتری گوشی درست استفاده نشود یا بیش از حد شارژ شود از عمر مفید آن کاسته شده و کاربر نهایتا مجبور به تعویض آن خواهد شد. از ویژگی های مهمی که یک باتری باید داشته باشد می‌توان به میزان تولید انرژی زیاد، طول عمر مناسب، سبک و باریک بودن آن نام برد که معمولا تمام این ویژگی‌ها را نمی‌توان در یک باتری مشاهده کرد. البته تولید چنین باتری با هزینه بسیار زیادی همراه است. کمپانی‌های تولیدکننده تلفن همراه برای اینکه کاربران خود را راضی نگه دارند اغلب به تولید باتری های کوچک با توان تولید انرژی بالا و قیمت مناسب پرداخته‌اند که طول عمر طولانی باتری در اولویت بعدی قرار دارد. 

در این مقاله قصد داریم نحوه عملکرد باتری‌های گوشی‌های هوشمند، برخی از ویژگی‌هایی مهم باتری‌ها را به طور جامع بررسی کنیم.

خرید و مشاهده قیمت گوشی موبایل در فروشگاه کالاتیک

باتری گوشی‌ از چه اجزایی به وجود آمده‌اند؟

باتری‌های گوشی‌های همراه می‌توانند به کمک واکنش‌های شیمیایی، مقادیر زیادی انرژی را در خود ذخیره کنند که این موضوع می‌تواند باعث فعالیت دستگاه شما شود. معمولاً بیشتر گوشی‌های هوشمند از باتری‌های لیتیوم یونی که بسیاری از افراد آن‌ها را با نام لیتیوم یون می‌شناسند، استفاده می‌کنند. باتری‌های لیتیوم یونی از دو بخش اصلی تشکیل شده است: یک جفت الکترود و الکترولیت بین آنها.

موادی که در ساخت این الکترودها استفاده شده است از مواد مختلفی مثل: لیتیوم، گرافیت یا حتی نانوسیم تشکیل شده است که هر کدام از آنها از ترکیب شیمیایی لیتیوم به وجود آمده‌اند. لیتیوم در واقع یک فلز واکنشی است که تمایل به ترکیب با عناصر دیگر دارد. لیتیوم خالص آن‌قدر واکنش پذیر است که می‌تواند حتی به راحتی با هوای محیط واکنش نشان دهد و در هوا آتش بگیرد، بنابراین بیشتر باتری‌ها از شکل ایمن‌تری به نام اکسید کبالت لیتیوم استفاده می‌کنند.

باتری‌های تلفن همراه چگونه کار می‌کنند؟

در بین دو الکترود، الکترولیت‌ها قرار می‌گیرند که این ماده یک حلال آلی مایع است که به الکترون‌ها اجازه می‌دهد بین آنها به صورت ایمن جریان پیدا کنند. هنگامی که یک باتری لیتیوم یونی شارژ می‌شود، مولکول‌های اکسید کبالت لیتیوم الکترون‌ها را می‌گیرند و نگه می‌دارند، و سپس در هنگام استفاده از باتری آزاد می‌کنند و این موضوع باعث فعالیت باتری گوشی همراه می‌شود.

انواع باتری‌های گوشی همراه

در ادامه به معرفی انواع باتری گوشی همراه به ترتیب زمان عرضه می‌پردازیم:

1. باتری‌های نیکل کادمیومی (Nickle Cadmium)

یکی از قدیمی‌ترین مدل‌های باتری قابل حمل در تلفن‌های همراه، باتری‌های نیکل کادمیومی هستند که استفاده از آنها تقریباً متوقف شده است و در حال حاضر نسل‌های جدید باتری جایگزین آنها شده‌اند. در ساخت این باتری‌ها از نیکل (III) اکسید و کادمیم به صورت فلز به عنوان الکترود استفاده شده است. مصرف عمده این نوع از باتری‌ها در لوازم الکترونیکی چون گوشی‌های تلفن قابل حمل بوده است.

از معایب این باتری‌ها می‌توان به ابعاد بزرگ، وزن زیاد و حرارت بالا در حین مکالمه اشاره کرد. اما مهم‌ترین عیب و نقطه ضعف باتری های نیکل کادمیومی وجود فلز سمی کادمیوم است که سبب ایجاد خطر برای انسان و همچنین آلودگی برای محیط زیست می‌شود. علاوه بر اینها، باتری‌های نیکل کادمیومی در دراز مدت عملکرد گوشی‌های همراه را مختل می‌کردند که تمامی این موارد دست به دست دادند تا دیگر درگوشی‌های همراه از این باتری‌ها استفاده نشود.

2. باتری‌های نیکل هیدرید فلز ( Nickel Metal Hydride)

باتری‌های نیکل هیدرید فلز یا NiMH نوعی دیگر از باتری‌های قابل شارژ تلفن همراه هستند که شباهت زیادی با باتری‌های نیکل کادمیمی دارند. در ساخت این نوع باتری‌ها الکترود مثبت از جنس نیکل اکسی هیدروکسید و الکترود منفی از جنس آلیاژ جذب کننده هیدروژن استفاده شده است. این نوع باتری در مقایسه با باتری‌های نیکل کادمیمی، دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری دارند.

در باتری های نیکل هیدرید فلز نیز مشکل کاهش ظرفیت باتری وجود داشته است. این باتری ها نسبت به نسل قبل از خود، از وزن سبک‌تر و ضخامت باریک‌تری برخوردار بودند. شارژ شدن سریع این دسته از باتری ها جزو نقاط قوت باتری های نیکل هیدرید فلز است، به طوری که تقریبا بعد از گذشت حدود یک ساعت عملیات شارژ کامل می‌شود.

البته به همان نسبت سرعت تخلیه شارژ نیز زیاد می‌شود و متناسب با میزان مصرف از دستگاه در طول روز ممکن است نیاز به چندین بار شارژ شدن مجدد داشته باشد. شارژ کردن مداوم این باتری ها یا به عبارتی Over Charge آنها باعث می‌شد توان باتری در نگه داشتن شارژ کم شود و با مرور زمان عمر باتری رو به اتمام می‌رود. همچنین دمای محیط در چگونگی عملکرد باتری های نیکل هیدرید فلز، تاثیر گذار است و نقش عمده‌ای در میزان حفظ شارژ این باتری ها می‌گذاشت.

3. باتری‌های لیتیوم‌ یونی (Lithium Ion)

باتری لیتیوم یونی یکی از متداول‌ترین باتری‌های قابل شارژ برای گوشی‌های همراه هستند. باتری‌های لیتیوم یون توانسته‌اند برخی از معایب باتری‌های نسل قبلی را برطرف کنند. تولید این باتری‌ها در ابعاد و اندازه‌های متنوع یکی از دلایل محبوبیت این باتری‌ها است؛ همچنین وزن و حجم کم این باتری‌ها باعث تغییر آن نسبت به نسل‌های قبلی شده است.

باتری های لیتیوم یونی دسته‌ای از باتری های قابل شارژ هستند که به هنگام شارژ شدن یون‌‌های لیتیوم از الکترود مثبت به سمت الکترود منفی و در زمان تخلیه و دشارژ شدن به صورت برعکس حرکت می‌کنند. ولتاژ تولیدی این باتری معمولا 3.7 ولت است و در گوشی های جدید استفاده می‌شوند. در باتری های لیتیوم یونی مشکل Memory Defects که در باتری های گذشته وجود داشت برطرف شد و نگرانی در مورد خالی شدن کامل شارژ یا شارژ بیش از حد گوشی نیز از بین رفت. تنها مشکل و عیب این نوع از باتری ها قیمت بالای آن‌ها است.

4. باتری‌های لیتیوم پلیمری (Lithium Polymer)

در حال حاضر یکی از به‌روزترین مدل‌های باتری‌های گوشی همراه، باتری‌های لیتیوم پلیمری هستند. این مدل از باتری‌ها قدرت، مقاومت بالا و وزن کمی دارند. علاوه بر اینها لایه محافظتی محکم دور این باتری‌ها باعث افزایش ایمنی آن‌ها شده است. در رابطه با کارکرد این باتری‌ها باید گفت، باتری‌های لیتیوم پلیمری توانایی بالایی در نگهداری از شارژ گوشی دارند. به‌طوری‌که گفته می‌شود این عملکرد تا 50 درصد نسبت به نسل‌های قبلی افزایش پیدا کرده است. پایین بودن دما تاثیری بر عملکرد این باتری ها ندارد و همچنین در حالتی که از باتری استفاده نشود این باتری ها قادرند شارژ خود را تا ماه‌ها نگه دارند.

با توجه به کارایی مطلوب این مدل باتری، متأسفانه باتری‌های لیتیوم پلیمری هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته‌اند و شرکت‌های تولید کننده باتری برای کاهش هزینه‌ها از نسل باتری‌های لیتیوم یون استفاده می‌کنند و برای بهبود و ارتقا عملکرد باتری شیوه‌های نرم افزاری را جایگزین ارتقای سخت افزاری می‌کنند. شرکت اپل، تنها شرکتی است که موفق شده است در سطح وسیعی از این باتری ها در گوشی های خود استفاده کند و البته با قیمت بسیار بالایی هم به فروش برساند، به عنوان مثال گوشی iPhone SE از جمله گوشی های کمپانی اپل است که دارای باتری لیتیوم پلیمری است.

تفاوت باتری گوشی لیتیوم یونی و پلیمری

باتری‌های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری دو نوع از متداول‌ترین باتری‌های گوشی‌های هوشمند هستند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل وزن کم، ابعاد متنوع و هزینه تولید پایین‌تر، در اکثر گوشی‌های هوشمند امروزی استفاده می‌شوند. این باتری‌ها توانسته‌اند مشکلاتی مانند Memory Defects را برطرف کنند و عملکرد پایدار و مناسبی ارائه دهند.

از سوی دیگر، باتری‌های لیتیوم پلیمری با وزن کمتر، قدرت بالاتر و توانایی نگهداری شارژ بهتر، گزینه‌ای مدرن‌تر و کارآمدتر محسوب می‌شوند. این باتری‌ها شارژ را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند و حتی در دماهای پایین نیز عملکرد خوبی دارند. با این حال، هزینه تولید بالای این باتری‌ها باعث شده است که استفاده از آن‌ها محدود به محصولات خاص مانند گوشی‌های اپل شود.

در انتخاب میان این دو نوع باتری، لیتیوم یونی برای کاربرانی که به دنبال مقرون‌به‌صرفه بودن هستند مناسب‌تر است، در حالی که لیتیوم پلیمری گزینه‌ای برتر برای کاربرانی است که دوام شارژ و عملکرد بهتری می‌خواهند.

چرا در اکثر تلفن‌های همراه از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌شود؟

در حالی که اجزای ساختاری مختلفی برای باتری تلفن همراه وجود دارد، اکثر گوشی‌ها از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند. این باتری‌ها قابل شارژ و ارزان هستند. با اینکه این باتری‌ها با باتری معمولی خانگی شما متفاوت به نظر می‌رسند، اما عملکرد تقریباً یکسانی دارند و گزینه‌های بسیار به‌صرفه‌ای به حساب می‌آیند.

یکی دیگر از دلایل استفاده از این باتری‌ها این است که باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند بیشترین انرژی را در کوچک‌ترین فضا ذخیره کند. به طور معمول باتری‌های لیتیوم یونی می‌توانند بین 150 تا 250 وات ساعت بر کیلوگرم انرژی را در خود ذخیره کند؛ این در حالی است که یک باتری نیکل فلز هیدرید یا NiMH می‌تواند تنها حدود 100 وات ساعت بر کیلوگرم را نگه دارد.

باتری‌های لیتیوم یونی چه معایبی دارند؟

با وجود مزایای زیادی که باتری‌های لیتیومی دارند، این باتری‌ها دارای معایبی هم هستند؛ برای مثال اگر این باتری‌ها بیش از حد تخلیه شوند، باتری با یک واکنش شیمیایی، اکسید لیتیوم اضافی ایجاد می‌کند، مشتعل می‌شود و اکسید لیتیوم بیشتری ایجاد می‌کند.

چگونه طول عمر باتری تلفن همراه را افزایش دهیم؟

روش‌های زیادی وجود دارد که به کمک آن شما می‌توانید طول عمر باتری تلفن همراه خود را افزایش دهید. از کاربردی‌ترین روش‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• سعی کنید از داغ شدن بیش از حد گوشی خودداری کنید؛ زیرا گرمای بیش از حد باتری را با سرعت بالاتری تخلیه می‌کند و در طولانی مدت به باتری آسیب می‌رساند.
• گاهی اوقات اجازه دهید باتری شما به کمتر از 10 درصد برسد.
• برای شارژ گوشی تنها از آداپتور شارژر مخصوص تلفن همراهتان استفاده کنید.

برای آشنایی با افزایش عمر باتری گوشی‌های شیائومی و بهبود عملکرد باتری، رعایت تنظیمات بهینه و استفاده صحیح از گوشی می‌تواند بسیار مؤثر باشد.

آیا تعویض باتری گوشی آسان است؟

تعویض باتری اقدامی است که راحتی یا سختی آن کاملاً مرتبط با مدل گوشی شما است. در برخی از محصولات مانند محصولات اپل امکان تعویض باتری وجود ندارد و برای تعویض باتری آیفون حتماً باید به متخصص مراجعه کنید. فرایند تعویض باتری در بیشتر گوشی‌های اندرویدی بسیار آسان است و شما پس از خرید باتری مخصوص، تنها باید باتری جدید را جایگزین باتری قبلی نمایید. اگر گوشی آیفون شما زود به زود شارژش خالی می شود می توانید برای حل این مشکل به مقاله دلایل خالی شدن باتری آیفون مراجعه کنید.

سخن آخر

در این مقاله به بررسی 4 نسل از باتری‌های گوشی همراه پرداخته‌ایم و تفاوت‌های هر کدام را به صورت جداگانه بررسی کرده‌ایم. امیدواریم مقاله فوق برای شما مفید واقع شده باشد؛ همچنین خوشحال می‌شویم نظرات خود را در رابطه با این مقاله در بخش کامنت با ما به اشتراک بگذارید.

پرسش‌ های متداول

باتری گوشی‌ها طی چه فرایندی شارژ می‌شود؟

زمانی که الکترون باتری‌ها از کاتد به آند حرکت می‌کنند، انرژی پتانسیل شیمیایی باتری افزایش پیدا کرده و شارژ می‌شود. همچنین هنگامی که این الکترون‌ها در جهت دیگر حرکت می‌کنند، این انرژی پتانسیل شیمیایی را به الکتریسیته در مدار تبدیل می‌کنند و باتری را تخلیه می‌کنند.

شارژ باتری چگونه تمام می‌شود؟

زمانی که واکنش شیمیایی به‌اندازه‌ای در باتری رخ می‌دهد که هیچ تمایلی برای جداسازی بارهای مثبت و منفی در باتری به وجود نمی‌آید، شارژ آن تمام می‌شود.

آیا باتری می‌تواند 10 سال دوام بیاورد؟

باتری‌های EV مانند باتری‌های لیتیوم یونی اغلب دارای ضمانت 5 تا8ساله هستند؛ اما انتظار می‌رود 10 تا 20 سال عمر کنند.

باتری لیتیوم پلیمری برای شارژ سریع مناسب‌تر است یا لیتیوم یونی؟

باتری لیتیوم پلیمری با توجه به ساختاری که دارد برای شارژ سریع مناسب‌تر است و شرکت‌های سازنده برای برخورداری از قابلیت شارژ سریع به سراغ استفاده از این مدل از باتری می‌روند.

کدام مدل از باتری‌ها از ایمنی بیشتری برخوردارند؟

باتری‌های لیتیوم یونی از امنیت بالاتری نسبت به لیتیوم پلیمری برخوردارند و کمتر رخ می‌دهد که دچار مشکل و خرابی شوند.