أندرويد
#البطاريات_الصلبة
#تكنولوجيا_البطاريات
كل ما تحتاج معرفته عن البطاريات الصلبة الجديدة
مرحبًا بكم في Tech Talk، عمود أسبوعي يتناول الأشياء التي نستخدمها وكيف تعمل. نحن نحاول أن نبقي الأمور بسيطة هنا حتى يتمكن الجميع من فهم كيف ولماذا يعمل الجهاز الذي في يدك بالطريقة التي يعمل بها. قد تصبح الأمور تقنية بعض الشيء في بعض الأحيان، فهذه هي طبيعة التكنولوجيا - يمكن أن تكون معقدة ودقيقة. لكننا معًا يمكننا تبسيط كل ذلك وجعله في متناول الجميع!
قد لا تهتم بكيفية حدوث كل هذه الأمور، وهذا أمر مقبول أيضًا. فالأجهزة التقنية الخاصة بك شخصية ويجب أن تكون ممتعة. لكن لا تدري، قد تتعلم شيئًا جديدًا ...
ما هي البطارية الصلبة وما الذي يجعلها أفضل؟
الإجابة هنا بسيطة، لكنها تترك الكثير من الأسئلة، خاصة إذا كنت مهتمًا بكيفية عمل الأشياء حتى لو قليلاً. البطارية الصلبة هي بطارية قابلة للشحن تستخدم إلكتروليت من مادة صلبة بدلاً من السائل القابل للاشتعال الموجود في معظم بطاريات الليثيوم أيون اليوم. هذا هو كل شيء، الأمر بسيط جدًا. الطاقة تنتقل بنفس الطريقة، وتعمل تمامًا مثل البطاريات التي اعتدت عليها، لكنها أفضل بكثير. لماذا؟
تغيير المادة التي يصنع منها الإلكتروليت وتغيير دوره يحدثان فرقًا كبيرًا. معظمها إيجابي. البطارية "العادية" تُبنى على النحو التالي: لديك قطبين - كاثود (القطب الموجب) مصنوع من مادة كاثودية مثل فوسفات الحديد الليثيوم، وأنود (القطب السالب) مصنوع من مادة أنودية مثل الجرافيت أو الكربون. بين الاثنين يوجد فاصل مركزي وعازل مصنوع من البولي إيثيلين يمنعها من الاتصال المباشر أبدًا. تكون الخلية بالكامل مليئة بإلكتروليت يحتوي على ملح الليثيوم. كلا القطبين مغموران في هذا، ويسمح لأيونات الليثيوم بالتحرك بين القطبين الموجب والسالب.
الداخلية في خلية البطارية الصلبة مختلفة تمامًا. لا توجد سوائل قابلة للاشتعال لأن كل شيء داخلها صلب. ما يتغير موضح بالخط العريض أدناه: لا يزال لديك كاثود، ولا يزال مصنوعًا من مادة كاثودية "عادية" مثل LFP، مثل الخلية التقليدية. الفاصل مصنوع من السيراميك أو بوليمر صلب موصل. كما أنه يعمل كإلكتروليت. الأنود مصنوع من الليثيوم النقي. تخيل ملء صندوق كرتوني بالخرسانة، وقبل أن تجف، تقوم بإدخال قضيبين معدنيين فيه. الأمر يشبه ذلك.
تحدث هذه التغييرات فرقًا كبيرًا. البطارية الصلبة أكثر أمانًا من خلية الليثيوم أيون التقليدية لأنه لا توجد سوائل قابلة للاشتعال يمكن أن تتسرب أو تنفجر تحت الضغط. هذه وحدها سبب كافٍ لاستخدامها، لكنها أيضًا بطاريات أفضل بشكل عام.
لديها كثافة أعلى. هذا يعني أنها يمكن أن تخزن المزيد من الطاقة باستخدام نفس المساحة مثل خلية تقليدية. لدي بطارية محمولة بسعة 10,000 مللي أمبير في الساعة، وهي في الواقع أصغر من بطارية "عادية" بسعة 5,000 مللي أمبير هنا على مكتبي. وهذا يعني المزيد من الحياة بين الشحنات دون أي زيادة في حجم هاتفك.
لديها عمر أطول. مع انتقال أيونات الليثيوم وجذبها داخل الإلكتروليت، يتم ترسيب بعضها كليثيوم صلب على القطب السالب. بمجرد حدوث ذلك، لم تعد هذه الجسيمات تعمل على شحن الخلية. هذا لا يحدث بنفس الطريقة في البطارية الصلبة، ومن الممكن نظريًا الحصول على ما يصل إلى 45,000 دورة شحن من واحدة. هذا تحت أفضل الظروف، ولكن في الاستخدام العادي، يمكننا أن نتوقع ضعف عمر البطارية مقارنةً بـ "البطارية العادية".
تشحن بأمان أسرع. القطب السالب هو ما يحدد الحد الأقصى لوقت الشحن الآمن لخلية الليثيوم. مع الإلكتروليت الصلب، تكون معدلات الشحن والتفريغ الأعلى ممكنة دون ارتفاع درجة الحرارة أو القابلية للاشتعال، نظرًا لعدم وجود إلكتروليت سائل.
تعمل في البرد. تظل البطاريات الصلبة فعالة عند درجات حرارة منخفضة مقارنةً بخلايا الليثيوم أيون القياسية. لا يزال هناك نقطة تتوقف عندها عن كونها فعالة بما يكفي للعمل، لكن يمكنك استخدام وشحن البطارية الصلبة عند درجات حرارة أكثر برودة.
يبدو جيدًا. هل ستكون في هاتفي القادم؟
ربما، لكن ليس بعد. أعلم أن هذا مخيب للآمال. هناك بعض العيوب في البطاريات الصلبة: فهي أصعب في التصنيع لأن الأنود "يتنفس" ويتوسع وينكمش قليلاً، مما يجعل من الصعب ضغط الحزمة بالكامل. كما أنها لا تزال تفقد الكفاءة عندما يصبح الفاصل/الإلكتروليت باردًا جدًا، حتى لو لم يكن بنفس السوء مثل الخلية التقليدية. لكن، في الغالب، الأمر يتعلق بتكلفة التصنيع.
يكلف تصميم وبناء بطارية صلبة أكثر، لذا يتعين على الشركات المصنعة لها أن تفرض أسعارًا أعلى؛ تغيير ما يصنع منه القطب هو أمر سهل نسبيًا، لكن إعادة تجهيز المعدات لبناء بطاريات باستخدام إلكتروليت صلب ليست كذلك. لقد وصلنا إلى نقطة حيث التكلفة الإضافية مبررة بما فيه الكفاية، ولكن بالكاد. إذا كنت تريد أن يكلف هاتفك القادم تلقائيًا أكثر، يمكن للشركة المصنعة له أن تضيف بطارية صلبة بداخله، لكن معظم الناس لا يحبون هذه الفكرة. يتعين على صانعي الهواتف الموازنة بين تكلفة بناء جهاز وسعر البيع للبقاء مربحين.
يمكنك بالفعل العثور على حزم بطاريات صلبة من شركات مثل Better Mobile Xperience. لقد كنت أستخدم بطارياتهم بسعة 5,000 مللي أمبير و10,000 مللي أمبير لفترة، وهي تفي بالضجيج، لكنها ليست رخيصة. بالطبع، يمكنك أن تتوقع رؤيتها في السيارات الكهربائية والتطبيقات الصناعية أيضًا، لكننا بحاجة إلى منحها المزيد من الوقت. بمجرد حل مشكلات الإنتاج، ستنخفض الأسعار، وسيكون المصنعون أكثر ميلًا لاستخدامها - خاصة في الأجهزة القابلة للطي.
فقط اعلم أنها قادمة، وأنها أفضل!
التعليقات 0
سجل دخولك لإضافة تعليق
لا توجد تعليقات بعد. كن أول من يعلق!