ساختار باتری موبایل چگونه است؟
ساختار باطری موبایل: در این مقاله از قصد داریم تا به بررسی همه جانبه و ساختار داخلی باتری موبایل بپردازیم که خود شامل ساختار باتری، نحوه فعالیت و مواد تشکیل دهنده ی آن و همچنین دلیل عمر مفید کم برخی از آنها و راه های افزایش آن و علت منفجر شدن برخی از باتری ها و موارد دیگر بپردازیم. در اینجا می خواهیم در مورد یکی از مهم ترین نکات در رابطه با باتری موبایل، برای کاربران توضیح دهیم. یکی از مهم ترین مواردی که می تواند در خرید باطری برای کاربر اهمیت داشته باشد، عمر باتری و سلامت آن می باشد. با توجه به اینکه ساختار باتری موبایل، در عملکرد آن تاثیر بسیار زیادی دارد در ادامه در مورد ساختار باتری گوشی موبایل توضیح خواهیم داد.
موبایل چیست؟
ساختار باتری موبایل، جزء مهم ترین عوامل تاثیرگذار در عمر باطری می باشد. در ادامه با ما همراه باشید تا به صورت کامل ساختمان باتری های لیتیوم یونی و پلیمری را برایتان توضیح دهیم. همچنین شما را با تفاوت انواع باطری موبایل که در گوشی استفاده می شود بیشتر آشنا کنیم. اینکه در ساخت باتری موبایل از کدام عنصر استفاده می شود؟ همچنین نحوه ی ساخت باتری موبایل، همه و همه می توانند روی عملکرد باتری و ساختمان داخلی آن تاثیر داشته باشند. با توجه به اینکه نیرویی زیادی از باتری مصرف می شود، ساخت باتری برای موبایل دارای اهمیت بسیار زیادی می باشد که در ادامه به آن اشاره می کنیم. در ادامه همراه ما باشید تا به صورت کلی در مورد ساختار باتری گوشی برای شما عزیزان توضیح دهیم.
ساختمان داخلی باطری موبایل را ببینید!
در این قسمت می خواهیم درمورد دو نمونه از محبوب ترین باتری های قابل استفاده برای گوشی های تلفن همراه برای شما توضیح دهیم. ساختار داخلی باتری موبایل، تعیین کننده عمر، سلامت، قدرت، عملکرد و سرعت گوشی شما خواهد بود.
انواع باتری لیتیومی موبایل:
- لیتیوم یونی
- لیتیوم پلیمری
این دو نمونه جزء پرکاربردترین ها برای گوشی های موبایل هستند. البته توجه داشته باشید که تفاوت این باطری ها، می تواند تا حدود زیادی برای کاربر قابل درک باشد و کاربر با بررسی آن می تواند بهترین و با کیفیت ترین باتری اصل و اورجینال را برای گوشی خود خریداری کند. برای اطلاع از تفاوت آن ها می توانید به مقاله “تفاوت باتری لیتیوم یونی و پلیمری” مراجعه کنید.
مزایای ساخت باتری لیتیومی موبایل
- سطح خود دشارژی پایین
- وزن بسیار سبک
- ساخت آن در اشکال مختلف
ساختار باتری موبایل
یکی از مهم ترین مواردی که می تواند منجر به انفجار گوشی شود، ساختمان باتری موبایل می باشد. اگر این ساختمان به درستی ایجاد نشده باشد، طبیعتا می تواند کاربر را تهدید کند. باتری ها دارای عملکرد متفاوتی هستند. و از یک قطب مثبت و منفی پیروی می کنند. توجه داشته باشید که مقاومت داخلی گوشی و ولتاژ آن کاملا به ساختار اولیه آن بستگی دارد.
زمانی که شما گوشی را به برق متصل می کنید، با استفاده از انرژی شیمیایی که در آن وجود دارد می تواند واکنش نشان دهد و شروع به کار کند. در این زمان الکترون ها از قطب منفی به سمت قطب مثبت انتقال داده می شوند و واکنش گوشی شروع می شود. شما تا زمانی می توانید از گوشی استفاده کنید که دارای شارژ باشد.
در ساختمان باتری موبایل از کدام عنصر استفاده می شود؟
داخل یک باتری معمولا از یک آند، کاتد و الکترولیت تشکیل شده است؛ که آن برای انتقال یون های مثبت و منفی، باتری های لیتیوم یون در اکثر گوشی های هوشمند وجود دارد. الکترولیت از کاتد اکسید فلزی ساخته شده است. همچنین حاوی مخلوط کبالت، نیکل یا آهن و گرافیک است که درون آن یون های لیتیوم و نمک لیتیوم الکترولیت وجود دارد.
این روزها با انواع مختلف باتری موبایل در بازار عرضه می شوند که کیفیت آنها تعیین می کند که چه مدت می توان دستگاه را با یک بار شارژ کردن استفاده کرد. همچنین به دلیل ساختار باتری گوشی باید در نظر داشته باشید محدودیت های در اندازه و وزن باطری ها وجود دارد. بعضی از آنها به دلیل حجم بزرگی که دارند، دستگاه را سنگین و بزرگ می کنند.
اجزای تشکیل دهنده باتری موبایل
باتری موبایل جزء مهم ترین اجزای سخت افزاری یک موبایل محسوب می شود. همان طور که می دانید باطری ها دارای ظرفیت های متفاوتی هستند که در طی مدت زمانی که شما از آن استفاده می کنید ظرفیت و عمر باطری به مرور زمان کاهش پیدا می کند. همین منجر می شود تا شما به فکر تعویض باتری و خرید باطری اورجینال و اصل باشید.به صورت کلی گوشی های هوشمند این روز ها از دو نوع باطری در ساختارشان استفاده شده است. باتری های لیتیوم یونی و پلیمری، یکی از پرکاربرد ترین اجزای سخت افزاری در گوشی می باشد. ساختار باتری موبایل می تواند تاثیر بسیار زیادی روی عمر و سلامت گوشی شما داشته باشد.
نحوه ی ساخت باتری موبایل
اصولاً جنس باطری موبایل از نیکل یا لیتیوم می باشد؛ که از جمله آنها میتوان به نیکل-کادمیوم، نیکل-متال هیدرات ( که تقریباً استفاده از باتری ها با جنس نیکل منسوخ شده) لیتیوم- یون ، لیتیوم-پلیمر امروزه در بیشتر گوشی های موبایل از باطری های لیتیومی استفاده میشود این مسئله هم به دلیل این است که باتری های لیتیومی مقاومت بیشتری نسبت به دما و ضربه دارند و همچنین خاصیت شکل پذیری بیشتری دارند.
پس از اینکه گوشی شما شارژش تمام شد این بار برای اینکه عملیات شارژدهی انجام شود. الکترون ها از قطب مثبت به قطب منفی انتقال پیدا می کنند. این کار تا زمانی ادامه پیدا می کند تا باتری به صورت کامل شارژ خود را دریافت کند. حتما برای شما هم سوال پیش آمده که باتری ها از چه موادی تشکیل شده اند که می تواند به این سرعت کار کنند.
اجزای تشکیل دهنده ساختمان داخلی باتری موبایل:
- قطب مثبت
- قطب منفی
- الکترون
به صورت کلی می توان گفت، ساختار داخلی باتری موبایل یعنی آند، کاتد و الکترون نقش مهمی در چگونگی کارکرد آن خواهند داشت. این روزها بیشتر گوشی های هوشمند دارای باتری های یونی و پلیمری هستند که هر یک از آنها از ویژگی های متنوعی پیروی می کنند. در نظر گرفتن این خصوصیات می تواند تا حدودی در انتخاب باتری اصل و اورجینال شما تاثیر داشته باشد.
ساختمان باتری موبایل، جزء مهم ترین عوامل تاثیرگذار کاهش شارژ و انرژی گوشی می باشد. باتری های لیتیومی چه به صورت پلیمری و چه به صورت یونی، معمولا دارای ساختمان های یکسانی هستند. پس مواردی که می تواند روی کاهش و سریع خالی شذن شارژ گوشی تاثیر داشته باشد ساختمان گوشی است. در ادامه درمورد تفاوت انواع باطری ها توضیح خواهیم داد.
پاور بانک شیائومی
قیمت اصلی 1500000 تومان بود.150000 تومانقیمت فعلی 150000 تومان است.
پوکو F4 شیائومی
قیمت اصلی 10700000 تومان بود.10430000 تومانقیمت فعلی 10430000 تومان است.
پی 30 لایت هواوی
قیمت اصلی 6200000 تومان بود.5500000 تومانقیمت فعلی 5500000 تومان است.
پیکسل 7 گوگل
قیمت اصلی 25000000 تومان بود.24200000 تومانقیمت فعلی 24200000 تومان است.
تبلت g710 اوتل
قیمت اصلی 9000000 تومان بود.8800000 تومانقیمت فعلی 8800000 تومان است.
تبلت سامسونگ A7
قیمت اصلی 12030000 تومان بود.11950000 تومانقیمت فعلی 11950000 تومان است.
تبلت سامسونگ S8
قیمت اصلی 57900000 تومان بود.57299000 تومانقیمت فعلی 57299000 تومان است.
تبلت شیائومی Redmi Pad SE
قیمت اصلی 11500000 تومان بود.11380000 تومانقیمت فعلی 11380000 تومان است.
تبلت شیائومی SE
قیمت اصلی 10000000 تومان بود.9500000 تومانقیمت فعلی 9500000 تومان است.
ردمی نوت 13 پرو
قیمت اصلی 14200000 تومان بود.13900000 تومانقیمت فعلی 13900000 تومان است.
سامسونگ a14
قیمت اصلی 6800000 تومان بود.6200000 تومانقیمت فعلی 6200000 تومان است.
سامسونگ گلکسی J1
قیمت اصلی 2800000 تومان بود.2700000 تومانقیمت فعلی 2700000 تومان است.تفاوت انواع باتری موبایل از نظر ساختار داخلی
فرق بین باطری موبایل مشخص می کند که شما از کدام یک از آن ها استفاده کنید. معمولا باتری های لیتیوم یونی تا به الان طرفداران بیشتری داشته اند ولی باید در نظر داشته باشید که هر یک از باطری ها در جایگاهی که دارد، می تواند عملکرد متفاوتی داشته باشد. گوشی هایی که دارای ظرافت بیشتری هستند دارای باتری های پلیمری اند و دیگر گوشی ها از یونی پیروی می کنند.
وزن، چگالی، قیمت، عمر و تعویضی بودن باتری می تواند روی فروش آن تاثیر داشته باشد. توجه داشته باشید که باتری هایی که عمر مفیدی دارند و از قیمت بالاتری برخوردار هستند طبیعتا می توانند برای خرید ارزش بیشتری هم داشته باشند. باطری های لیتیوم معمولا عمر کمتری دارند اما می توانند سال های زیادی برای ما کار کنند. این یکی از ویژگی هایی است که این مدل را متمایز کرده است.
معرفی انواع باتری موبایل:
- نیکل کادمیوم
- NiMH
- لیتیوم یون
- باتری لیتیوم پلیمر
در این قسمت در مورد انواع باتری و نقش آن در ساختار باتری موبایل برای شما توضیح دادیم. همان طور که می دانید این روزها استفاده از باتری های لیتیوم پلیمری به نسبت یونی افزایش پیدا کرده است و معمولا این مدل باتری برای گوشی، تبلت، لپتاپ و… استفاده می شود. شما می توانید با مراقبت از گوشی خود به سلامت باطری کمک کنید. زمانی که باطری گوشی شما به هر دلیلی خراب می شود، شما باید ساختار داخلی باتری موبایل را بررسی کنید و مشکل آن را حل کنید.
چرا در برخی از موارد عمر باطری موبایلبه اندازه کافی نیست؟
شاید این طور به نظر برسد که اصل کلی که در ساخت باتری مورد استفاده قرار می گیرد، ساده باشد؛ اما فناوری مورد استفاده و همچنین ترکیب مواد شیمیایی مورد استفاده در باتری ها ساده نیست. عامل اصلی محدود کننده ظرفیت باتری ها، چگالی انرژی آن ها است.
حداکثر توان باتری ها در تولید برق، با حداکثر ظرفیت ذخیره سازی انرژی در عناصر شیمیایی آن برابر است و امکان تولید برق بیشتر از این میزان وجود ندارد. اجزای زیادی در باتری وجود دارند که در جریان تولید و ذخیره سازی انرژی هیچ نقشی ندارند که شامل خود قاب باتری، تراشه های کنترل کننده و سیم های انتقال دهنده جریان برق می شود، درواقع آن ها فقط بخشی از باتری را اشغال می کنند و باعث افزایش وزن آن می شوند و هیچ نیرویی تولید نمی کنند.
چگالی انرژی یک باتری لیتیوم یونی معمولی موبایل در حدود ۱۵۰ وات در هر کیلو گرم است. با وجود اینکه چگالی انرژی در باتری یون لیتیومی از زمان پیدایش آن از دهه ۱۹۹۰ تاکنون پیشرفت زیادی داشته است، اما پیشرفت خاصی در مورد ساختار و مواد تشکیل دهنده آن صورت نگرفته است.
با توجه به فناوری های حال حاضر در صنعت باتری سازی، در حال حاضر تنها راه افزایش عمر مفید باتری های گوشی های هوشمند، بهینه سازی مصرف انرژی در گوشی ها و استفاده از باتری های بزرگتر است؛ اما با توجه به اینکه ضخامت گوشی های هوشمند به تدریج در حال کاهش است، ضخامت باتری ها نیز باید به تبع آن کاهش پیدا کند.
چرا عمر باطری موبایل بر اثر استفاده مکرر به تدریج کاهش پیدا می کند؟
عمر مفید باتری گوشی های هوشمند پایدار نیست و با شارژ و تخلیه شدن مکرر باتری ، کاهش پیدا می کند.
دلیل این موضوع این است که مواد شیمیایی تولید کننده جریان الکتریسه باعث می شوند که لایه های نازک لیتیوم بر روی الکترودها قرار بگیرند که باعث می شود میزان کمتری از الکترودها برای تولید برق در دسترس باشند و از سویی دیگر مقاومت باتری نیز افزایش پیدا می کند.
هر چقدر مقاومت باتری افزایش پیدا کند، حفظ ولتاژ قابل استفاده برای باتری سخت تر می شود؛ بنابراین میزان برقی که در هر بار شارژ باتری می تواند تولید شود، کاهش پیدا می کند. شاید فرمول ولتاژ را از زمان مدرسه خود به یاد داشته باشد
جریان * مقاومت= ولتاژ
چرا برخی از باتری ها منفجر می شوند؟
باطری موبایل که میزان چگالی انرژی آن ها بیشتر از باتری های لیتیومی است، نیز در حال حاضر تولید می شوند؛ اما استفاده از آن ها در وسایل قابل حمل کار درستی نیست و می تواند خطرآفرین باشد.
هر چقدر انرژی بیشتری در یک باتری ذخیره شود، آن باتری خطرناک تر می شود. امنیت در ساخت باتری ها مهم ترین اصل است و کنترل حرارت باتری نیز بسیار ضروری است. اگر حرارت باتری به بیش از ۸۰ درجه سانتیگراد برسد، اتفاقی رخ می دهد که در اصطلاح به آن فرار گرمایی گفته می شود.
هنگامی که فرار گرمایی رخ می دهد، عناصر شیمیایی باتری شروع به تجزیه شدن می کنند و درست در همین زمان است که باتری منفجر می شود.
دلیل منفجر شدن باتری گوشی های گلکسی نوت ۷ هنوز کاملا مشخص نشده است؛ اما سامسونگ فقط به این مطلب اشاره کرده است که مشکل مربوط به سلول های باتری بوده است.
در صنعت باتری سازی چه اتفاقاتی رخ خواهد داد؟
به طور خلاصه باید گفت که محققان تلاش می کند فناوری های مورد استفاده در ساختباطری موبایل یون لیتیومی را بیشتر مطابق با محدودیت های نظری این باتری ها توسعه دهند و این اقدام منجر به افزایش چگالی انرژی باتری ها می شود.
در ساخت یک باتری یون لیتیومی معمولی و متداول، از لیتیوم اکسید منگنز استفاده می شود که چگالی انرژی آن از نظر تئوری ۲۸۰ وات در کیلوگرم است؛ اما چگالی انرژی باتری تولید شده تنها ۱۵۰ وات در هر کیلوگرم است، پس می بینیم که هنوز جای پیشرفت وجود دارد.
یکی از متخصصان امر معتقد است برای تقویت عمر باتری، ساختار درونی آن باید تقویت شود. طبق گفته های او اگر بخواهیم ساختار باتری را به صورت ساده توضیح دهیم، باید بگوییم که باتری دربردارنده فضایی متخلخل پر از مواد فعال است.
وی در ادامه گفته های خود افزود: “اگر بخواهیم نیروی بیشتری توسط باتری ها تولید شود، برای افزایش ناحیه سطحی نیازمند فضای متخلخل بیشتری هستیم و هنگام انتقال یون های لیتیوم نیز باید این امکان را فراهم کنیم که در هر بار تعداد بیشتری از آن ها انتقال داده شوند؛ اما به دلیل اینکه فضایی متخلخل با سوراخ های بیشتر، مواد فعال کمتری را می تواند در خود جای دهد، ظرفیت باتری نیز کاهش پیدا خواهد کرد”.
در حال حاضر چند شرکت انگلیسی در حال کار کردن بر روی باتری های شیمیایی جدید و پیشرفته مانند باتری لیتیوم گوگرد و لیتیوم سیلیکونی و همچنین توسعه فناوری های مربوط با این نوع باتری ها هستند.
آینده صنعت ساخت باطری موبایل چگونه خواهد بود؟
احتمالا در آینده باتری های با حالت جامد، یکی از انواع باطری موبایل مورد استفاده خواهند بود. در این نوع باتری ها الکترولیت جامد جایگزین الکترولیت مایع می شود که باعث کاهش خطر باتری می شود.
یکی از مزایای باتری های لیتیوم یونی جامد این است که لیتیوم ها که دارای قدرت و چگالی انرژی واقعا خوبی هستند، می توانند به عنوان ماده آند به کار گرفته شوند؛ اما استفاده از لیتیوم مایع به این منظور کار خطرناکی است.
در باتری های لیتیوم یونی جامد نیازی به استفاده از آند کربن متخلخل نیست و این موضوع باعث می شود بخشی از باتری که هیچ نیرویی تولید نمی کند، حذف شود و در نتیجه وزن باتری نیز کاهش پیدا کند.
باتری های فلز – هوا که در ساخت آن ها از فلز روی، لیتیوم یا آلومینیوم استفاده می شود (باتری هایی هستند که جریان برق در آن ها از واکنش روی با اکسیژن هوا ایجاد می شود) نیز می توانند یکی دیگر از منابع تأمین انرژی وسایل الکترونیکی در آینده باشند؛ اما احتمالا این باتری ها ۲۰ سال دیگر به صورت انبوه تولید می شود و مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
چگونه می توان عمر مفید باطری موبایل را تا حدودی افزایش داد؟
راه هایی وجود دارند که به وسیله آن ها می توانید، عمر مفید باتری های خود را تا میزانی افزایش دهید. ماهیت واکنش های شیمیایی که پیوسته در باتری رخ می دهند، باعث می شود باتری در شارژ زیر ۲۰ درصد و بالای ۸۰ درصد فعالیت بیشتری داشته باشد.
نگه داشتن شارژ باتری لیتیوم یونی بین ۲۰ تا ۸۰ درصد، باعث افزایش طول عمر آن می شود. در حال حاضر سیستم های هوشمند مدیریت کننده انرژی که به تازگی طراحی شده اند، مانع شارژ بیش از حد گوشی ها می شوند و زمانی که کاربر گوشی خود را در طول شب به شارژ می زند، مانع شارژ گوشی بیش از ۸۰ درصد می شوند.
گوشی ها هرگز نباید دائما به برق متصل باشند و چنانچه باتری دائما شارژ و تخلیه شود، عملکرد بهتری دارند. توصیه می شود باتری لپ تاپ ها نیز حداقل یک بار در ماه، کامل شارژ و تخلیه شوند.