ابتكار بطاريات جديدة ستدوم أكثر بعد الشحن كل مرة (تغير 180 درجة)

أعزائي متابعي موقع تقني دوت كوم أقدم لكم هذا المقال الجديد الذي يخص بطاريات الهواتف والأجهزة الذكية ،حيث قام فريق من المختصين بصناعة بطاريات جديدة بمواد صناعية تدوم لوقت أطول ،فلطالما كانت البطارية هي المشكلة الرئيسية في الهواتف الحديثة إن كانت بطاريات أجهزة الأيفون أو الاندرويد, فمع زيادة تطور الميزات الحديثة أصحبت الهواتف تستهلك الطاقة بشكل أكبر وبذلك تزيد عدد مرات شحن البطارية مما يؤدي لاستهلاك موادها الداخلية ويقلل من قدرتها على الشحن.

ابتكار بطاريات جديدة

عندما نريد شراء هاتف جديد فإننا نبحث عن الهواتف ذات البطاريات كبيرة السعة ،إذ يعد انتهاء عمر البطارية المشكلة الأكثر شيوعا بين مستخدمي الهواتف الذكية الحديثة ،في بداية استخدامها ستوفر لك البطارية التجربة الأمثل للاستخدام وستقاوم لفترات أطول ،لكن مع الوقت وبزيادة عدد ساعات شحنها وتفريغها فإن موادها الداخلية ستتعرض للتآكل شيئا فشيئا ،مما يجعلها تتفرع بسرعة ولن تقاوم الاستخدام الكثيف لفترة طويلة ،حيث تعتمد هذه البطاريات على التفاعلات الكيميائية بين المواد والمعادن التي تكون منها أجسام البطاريات فأثناء الشحن يحدث تفاعل كيميائي وينعكس هذا التفاعل أثناء التفريغ مما يؤدي إلى استهلاك تلك المواد.

إن نوع البطاريات المستخدم في الهواتف الذكية وهو النوع الأفضل والأكثر تطورا وهو بطاريات الليثيوم-أيون إذ تم اعتماد هذا النوع مؤخرا في البطاريات القابلة للشحن لفعاليتها وجودتها والأمان في استخدامها ، ولكن مشكلة هذه البطاريات أنها تخسر جزءا من قدرتها او سعتها بعد كل مرة من الشحن والاستخدام لذلك أراد مخترعو هذه البطاريات إيجاد طريقة لإطالة عمر استخدامها فوجدوا أن تغيير طلاء البطاريات بنوع جديد من الطلاء هو أفضل طريقة لزيادة مدة استخدامها وتقليل التآكل في موادها الداخلية.

ما الذي يحدث داخل بطاريات الليثيوم-أيون فعلياً؟

لاحظ المهندسين المشرفين على تصنيع هذه البطاريات أن انخفاض عمرها يعود لتشكل شوائب ينتجها النيكل وترسبها على القطب الموجب من البطارية ،يعد الليثيوم هو العنصر الأساسي في هذه البطاريات فلا يمكن الاستغناء عنه ، أما النيكل فإنه سبب كثافة الطاقة في البطاريات من هذا النوع .

ينقص تراكم هذه الشوائب سعة البطارية بشكل كبير حيث تصل نسبة الانخفاض في السعة إلى 10-18% وهي نسبة كبيرة أمام فترة الاستخدام ،كذلك يسبب النيكل عدم استقرار كيميائي داخلي مما يجعل البطاريات تتهالك تدريجيا .

قام المطورون بخلط عدة معادن (النيكل-المنغنيز-الكوبالت) لتشكيل معدن خليط سيكون ذا فعالية واضحة في إطالة عمر بطاريات الليثيوم وجعلها تدوم أكثر ،كذلك قد قاموا بعدة تجارب لتفادي عدم الاستقرار الكيميائي ،فاستخدموا أكسيد النيوبيوم بدون الليثيوم الذي نجح في تحقيق الاستقرار ، بهذا الشكل ستتمكن النيوترونات من الانتقال عبر مواد الكاثود بسهولة واكتشاف أماكن تواجد ذرات النيوبيوم ، هذا ما ساعد على فهمان طريقة تعديل النيوبيوم بشكل مثالي .

بعد دراسة لتغيرات والتفاعلات الكيميائية تم استنتاج عدة معلومات عن سلوك هذه العناصر في الظروف المختلفة للاستخدام ،حيث تبين أن ذرات النيوبيوم تستقر على السطح عندما تتشتت النيوترونات وتساهم في الحفاظ على عمر البطارية بشكل أفضل وتقلل من التهالك في المواد ،أما في حالة الحرارة المرتفعة فتستبدل ذرات النيوبيوم بعض ذرات المنجنيز في مادة الكاثود فيؤدي ذلك إلى تحسين قدرة البطارية على الاحتفاظ بالطاقة لوقت أطول .

بذلك قد تم التقليل من فقدان السعة الذي تعاني منه هذه البطاريات ،إضافة إلى أن الأداء أصبح أفضل على المدى الطويل ،فبعد 250 مرة من الشحن بقيت السعة أكثر من 92% ، فهذا الخليط الجديد المكون من معادن المنغنيز والنيكل والكوبالت والنيوبيوم زاد كثافة الطاقة في هذه البطاريات ،كان الحل الأمثل هو طلاؤها بالنيوبيوم واستبدال ذرات المنغنيز داخلها بذرات هذا العنصر.

قد انتهينا من الشرح إلى هنا أعزائي القراء ،أتمنى أن يكون المقال مفيدا لكم ،انتظروا جديدنا من المقالات التقنية وآخر أخبار التكنولوجيا في موقع تقني دوت كوم .

- ثائر هنيدي

مواضيع ذات صله:

أحدث أقدم