معرفی انواع باتری در گوشی های موبایل

امروزه گوشی های هوشمند به یکی از پرکاربردترین وسایل در زندگی روزمره انسان‌ها تبدیل شده‌اند و به تبعیت از آن باتری این گوشی ها نیز از عناصر مهم در خرید تلفن‌های همراه محسوب می‌شوند. باتری ها انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند و باعث ایجاد جریان می‌شوند. اگر از باتری 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 می‌خواهیم با انواع باتری ها آشنا شویم.

باتری های نیکل کادمیومی (Nickle cadmium)

این نوع باتری ها در واقع اولین نسل از باتری های قابل حمل هستند که امروزه استفاده از آنها تقریبا متوقف شده است. باتری های نیکل کادمیومی گونه‌ای از باتری های قابل شارژ هستند که در آن از نیکل (III) اکسید و فلز کادمیم به عنوان الکترود استفاده شده است. والدمار جانگنر مهندس سوئدی در سال 1899 برای اولین بار این باتری را اختراع کرد. از ویژگی های باتری های نیکل کادمیومی می‌توان به طول عمر بسیار زیاد و مقاومت خوب در برابر تاثیرات الکتریکی و مکانیکی مخرب اشاره کرد.

از معایب این نوع از باتری ها می‌توان به ابعاد بزرگ، وزن زیاد آنها همچنین داغ شدن بیش از حد 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. باتری های نیکل کادمیومی دارای مشکل Memory Defects یا به عبارتی اثر حافظه بودند، به این ترتیب که ظرفیت باتری پس از هر بار شارژ به اندازه بسیار کمی کاهش می‌یافت و توصیه می‌شد برای اینکه این مشکل رفع شود، قبل از خالی شدن کامل باتری از شارژ مجدد آن خودداری شود.

باتری های نیکل هیدرید فلز (Nickle Metal Hydride)

در تولید باتری های نیکل هیدرید فلز، فلز سمی کادمیوم از ترکیب اصلی ساخت باتری حذف شده است که همین موضوع نکته مثبتی در تولید این نوع باتری است. این باتری ها گونه‌ای از باتری های قابل شارژ هستند که شباهت زیادی به باتری های نیکل کادمیوم دارند. در این باتری ها الکترود مثبت از جنس نیکل اکسی هیدروکسید و الکترود منفی از جنس آلیاژ جذب کننده هیدروژن (به جای کادمیوم) به کار گرفته شده است و در مقایسه با باتری های نیکل کادمیوم دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری دارند.

در باتری های نیکل هیدرید فلز نیز مشکل Memory Defects 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.

باتری های لیتیوم یونی (Lithium Ion)

با تولید باتری های لیتیوم یونی بسیاری از مشکلاتی که در گذشته هنگام استفاده از باتری های نسل های قبل وجود داشت برطرف شد. این باتری ها در ابعاد و اندازه‌های متفاوتی طراحی و تولید می‌شدند که همین امر سبب شد تا طراحان موبایل ایده هایی با تنوع بیشتر را در ذهن بپرورانند. با توجه به وزن کم و سبک بودن این باتری ها، شرکت‌های مختلف توانستند با بهره‌گیری از این تکنولوژی گوشی های باریک و سبک تولید کنند.

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.

باتری های لیتیوم پلیمری (Lithium Polymer)

باتری های لیتیوم پلیمری جدیدترین نوع باتری هایی هستند که تا به امروز در گوشی های تلفن همراه استفاده می‌شوند. در طراحی این سیستم که از ساختار طراحی باتری های لیتیوم یونی پیروی می‌کند، به جای استفاده از الکترولیت لیتیوم نمک، که در حلال ارگانیک نگهداری می‌شود از الکترولیت پلیمر جامد (SPE) استفاده شده است.

این باتری ها توانایی بسیار زیادی در نگهداری شارژ دارند به طوری که گفته می‌شود توانایی آنها در نگهداری شارژ حدود پنجاه درصد بیشتر از سایر باتری های شارژی 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. باتری های لیتیوم پلیمری دارای ویژگی های منحصر به فرد مقاومت زیاد، قدرت زیاد و وزن بسیار کم هستند، همچنین قاب محکمی این باتری ها را در بر گرفته است که امنیت آنها را در برابر خطراتی نظیر آتش گرفتن و انفجار بیشتر کرده است و احتمال بروز این حوادث را به کمترین حد خود رسانده است.

با وجود این قابلیت‌ها و ویژگی‌های خوب باتری های لیتیوم پلیمری به دلیل هزینه‌های زیادی که در بر دارند هنوز به طور گسترده فراگیر نشده‌اند. 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.

سخن آخر

تلاش کردیم هر آنچه باید در مورد باتری های گوشی هوشمند بدانید، توضیح داده شود. در حال حاضر شرکت‌های مختلف همچنان از باتری‌های لیتیوم پلیمری و لیتیوم یونی استفاده می‌کنند که هر یک از نکات مثبت و منفی خود برخوردارند. در صورتی که همچنان سوالی برایتان باقی مانده است از بخش نظرات آن را با ما به اشتراک قرار دهید.

پرسش‌های متداول

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.