استعد للجيل القادم من بطاريات الهواتف الذكية

نحن جميعًا نستخدم البطاريات بشكل أو بآخر. أصبحت البطاريات جزءًا لا يتجزأ من حياتنا اليومية. سواء كانت بطاريات عاكسة، أو بطاريات شمسية، أو بطاريات سيارات، أو بطاريات جافة نستخدمها في الهواتف الذكية. استخدام البطاريات أمر لا مفر منه الآن. ومع ذلك، مع كل المزايا التي نتمتع بها، فإننا أيضًا على دراية جيدة بالقيود المفروضة على البطاريات التي نستخدمها يوميًا. تتمتع البطاريات في الوقت الحالي بقدرات شحن محدودة بما يتناسب مع حجمها. قد لا تكون مشكلة الحجم هذه صعبة للغاية في حالة البطاريات العاكسة أو بطاريات السيارات، ومع ذلك، فإن مشكلة الحجم مزعجة بالتأكيد عندما يتعلق الأمر بالهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وبطاريات الكمبيوتر المحمول.

في الوقت الحاضر، إذا كنت بحاجة إلى هاتف ذكي مزود ببطارية ذات سعة عالية، فعليك التنازل عن حجم هاتفك الذكي. لا بد من زيادة حجم البطارية من أجل زيادة قدرتها على الشحن، وهذا أمر لا مفر منه. أيضًا، مع حجم البطارية الأكبر يأتي وزن البطارية أكبر. بشكل عام، لا يمكنك اختيار بطارية خفيفة الوزن ذات أداء أفضل أو بطارية ذات أداء أفضل بحجم أقل، أو العكس. لقد تعلمنا جميعًا أن نتعايش مع هذا القيد، حيث يقع اللوم هنا على الكيمياء في هذه المشكلة.

على سبيل المثال، تتمتع بطاريات الليثيوم أيون التي نستخدمها عادة في هواتفنا الذكية بقدرة محدودة على امتصاص الشحنة والاحتفاظ بها. ولزيادة الشحن، نحتاج إلى زيادة حجم الأقطاب الكهربائية لأنه الحل الوحيد المتاح. ومع ذلك، من الواضح أن زيادة حجم القطب يؤدي إلى زيادة في حجم البطارية ووزن البطارية. للتغلب على ذلك، أحد الحلول القابلة للتطبيق هو التحول إلى بعض المواد الأفضل من أيونات الليثيوم التي يمكن أن توفر احتفاظًا أعلى بالشحن بنفس حجم البطارية.

علاوة على ذلك، فإن المادة التي نحتاجها يجب أن تتمتع بقدرات شحن أفضل من أيونات الليثيوم ويجب أن تكون متاحة اقتصاديًا. وفقًا لجميع الأبحاث التي تم إجراؤها حتى الآن، يبدو أن مزيج الليثيوم والكبريت يوفر ذلك تمامًا. السبب الأول هو أن بطاريات الليثيوم-الكبريت تتمتع بقدرة شحن أكبر بنسبة 60% على الأقل من بطاريات الليثيوم-أيون الموجودة. وينتج عن ذلك مضاعفة شحن البطارية تقريبًا (في الظروف المثالية) بنفس حجم البطارية الذي نستخدمه حاليًا في هواتفنا الذكية. السبب الثاني هو تكلفة استخدام الكبريت حيث أن الكبريت متاح بسهولة للاستخدام الصناعي ورخيص الثمن تقريبًا.

إذن لماذا لا نستخدم بطاريات الليثيوم والكبريت بالفعل؟

الكيمياء هي المسؤولة مرة أخرى هنا، حيث من المعروف أن الكبريت يميل إلى الذوبان بسرعة كبيرة. في البطاريات، يلزم وجود الكبريت للحفاظ على مكونات البطارية ولمنع الدائرة الكهربائية من الانكسار. وبالتالي، عندما يذوب الكبريت، تموت البطارية. وهذا يجعل الاستخدام التجاري لبطاريات الليثيوم والكبريت غير مناسب على الأقل في الهواتف الذكية حيث تتطلب الهواتف الذكية بطاريات يمكن شحنها مرارًا وتكرارًا حتى عدة دورات.