هم اکنون در عصر تکنولوژی، داشتن انواع اطلاعات پیرامون مسائل مرتبط با تلفن های همراه، نه تنها در زمینه های کاری بلکه در امور شخصی نیز بسیار کمک کننده و مفید واقع خواهد شد. مجموعه دکتربرد مفتخر است به ارائه مدارک معتبر بین المللی از طریق برگزاری کلاس ها و دوره های آموزش تعمیرات موبایل و تبلت، در صورت تمایل به کسب اطلاعات بیشتر، می‌توانید با مشاورین ما در تماس باشید.

علت اختراع باتری گوشی موبایل چیست؟

شارژ باتری موبایل از ابتدای اختراع تلفن همراه موضوع مهم و یکی از بزرگتری دغدغه های شرکت های سازنده و مصرف کنندگان بود. دغدغه میزان نگهداری شارژ و نحوه شارژ باتری‌‌ها باعث شد که تکنولوژی ساخت و شارژ باتری‌ها مداوم در حال پیشرفت باشد.

تکنولوژی شارژ سریع، شارژر های فندکی و پاور بانک ها کمی از نیاز ها و دغدغه کاربران را رفع کرد اما همچنان داشتن گوشی هوشنمدی با باتری قوی و با ظرفیت بالا یکی از معیار های انتخاب گوشی برای اکثر کاربران به شمار می رود.

ویژگی های باتری گوشی موبایل

امروز شرکت های تولید کننده باتری قادر به ساخت باتری‌هایی با طول عمر بالا، سبک و کم حجم هستند. اما باید توجه داشت که همه این ویژگی ها را نمی‌توان در یک باتری یافت. مثلا ممکن است در یک باتری ساخته شده؛ ظرفیت بالا همراه با وزن زیاد یا این که دارای حجم بزرگ و ضخامت بالا باشد.

البته می‌توان باتری هایی تولید کرد که همه ویژگی های گفته شده را یکجا داشته باشد، اما قیمت تمام شده باتری به شدت افزایش میابد. از این رو شرکت های تولید کننده باتری متناسب با نیاز کاربران و هزینه های مناسب و معقول اقدام به تولید باتری می‌کنند.

کمپانی های تولید کننده باتری معمولا اطلاعاتی را بر روی باتری های تولید شده درج می‌کنند که مهمترین اطلاعات از قبیل: ظرفیت، ولتاژ، نوع و مدل باتری می‌باشد.

انواع باتری موبایل

1. نیکل کادمیوم
2. نیکل هیدرید فلز
3. لیتیوم یونی
4. لیتیوم پلیمری

نیکل کادمیومی(Ni-Cd یا Ni-Cad)

باتری‌های نیکل کادمیومی را می‌توان به عنوان اولین نسل از باتری‌های قابل حمل دانست و امروزه تولید و استفاده از آن‌ها تقریبا متوقف شده است و نسل‌های جدید باتری جایگزین آن‌ها شده‌اند.

باتری‌های نیکل کادمیم ( به انگلیسی: Nickel cadmium battery مخفف انگلیسی: NiCd یا NiCad )گونه‌ای از باتری‌های قابل شارژ هستند که در آن از نیکل () اکسید و کادمیم به صورت فلز به عنوان الکترود استفاده شده است. مصرف عمده این نوع از باتری‌ها در لوازم الکترونیکی چون گوشی‌های تلفن قابل حمل بوده است.

مزایا و معایب باتری‌های نیکل کادمیومی

از بزرگترین ضعف‌های این باتری‌ها می‌توان به اندازه بزرگ و وزن زیاد آنها اشاره کرد و البته این نسل از باتری ها بسیار داغ می‌شدند. مشکلاتی را در حین مکالمه بوجود می آوردند و در دراز مدت عملکرد گوشی های همراه را با مشکل مواجه می کردند.

از دیگر مشکلاتی که این باتری ها داشتند در رابطه با تولید و بازیافت آن‌ها بود و وجود فلز سمی کادمیوم علاوه بر خطر برای کاربران، آلودگی محیط زیست را نیز برعهده داشتند.

البته وجود این باتری ها در رشد و تکامل گوشی های موبایل تحول عظیمی ایجاد کردند اما یک ویژگی در آن‌ها وجود داشت که به آن Memory Defects گفته می‌شد، به این صورت که پس از هر بار شارژ ظرفیت باتری به اندازه بسیار کمی‌ کاهش می‌یافت و توصیه می‌شد که برای بهبود این اشکال قبل از خالی شدن کامل باتری از شارژ مجدد آن خودداری شود.

با این حال گوشی‌هایی که در آنها از این نوع باتری استفاده شده بود، پس از گذشت حداکثر دو سال نیاز به تعویض به جایگزینی باتری پیدا می‌کردند. خوشبختانه امروزه به ندرت می‌توان گوشی یافت که از این نوع باتری در آن استفاده شده باشد.

نیکل هیدرید(Ni-MH)

باتری‌های نیکل هیدرید فلز(به انگلیسی: Nickel metal hydride battery مخفف انگلیسیNiMH یا NiMH) گونه‌ای از باتری‌های قابل شارژ هستند که شباهت زیادی با باتری‌های نیکل-کادمیمی دارند. در این باتری‌ها الکترود مثبت از جنس نیکل اکسی هیدروکسید (مانند باتری‌های نیکل-کادمیمی) و الکترود منفی از جنس آلیاژ جذب کننده هیدروژن (به جای کادمیم) استفاده شده است.

مزایا و معایب باتری‌های نیکل هیدرید فلز

کادمیم، دو تا سه برابر ظرفیت بیشتری دارند.

اولین و بزرگترین اقدامی که در تولید این باتری‌ها صورت گرفت حذف فلز سمی‌ کادمیوم از ترکیب آن‌ها بود. این باتری ها نسبت به نسل قبلی اندکی باریکتر و سبکتر شده بودند اما مشکل کاهش ظرفیت باتری همچنان وجود داشت اما از خصوصیات مثبتی که در آن به چشم می‌خورد شارژ سریع‌تر آن‌ها بود.

به طوری که پس از یه ساعت شارژ آنها کامل می‌شد اما مشکلی که وجود داشت این بود که سرعت تخلیه شارژ به همان سرعت زود تر اتفاق می افتاد و طول روز بارها نیاز به شارژ پیدا می کرد.

باتری لیتیوم-یونی (Li-Ion)

باتری لیتیوم یون (به انگلیسی: Lithium ion battery) (مخفف انگلیسی: Li-ion یا LIB) یک خانواده از باتری‌های قابل شارژ است که در آن در زمان تخلیه، یون‌های لیتیم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در هنگام شارژ شدن وارونه حرکت می‌کنند.

باتری‌های لیتیوم یون توانسته اند برخی از مشکلات نسل های گذشته را رفع نمایند. تولید در اندازه‌های مختلف یکی از اتفاقات خوب برای تولید کنندگان این نوع باتری است.وزن کم و حجم کمتر از تغییرات جدی این نسل به شمار می رود.

باتری‌های لیتیوم یون بالاترین چگالی انرژی را فراهم می‌سازند که تقریباً دو برابر انرژی قابل دسترسی از باتری‌های نیکل کادمیم است. باتری‌های لیتیم یون معمولاً برای تأمین نیروی لازم در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با افزایش استفاده از تلفن همراه های هوشمند با سخت افزار های قوی تر نیاز به باتری های لیتیوم یون برای تامین انرژی بیشتر از پیش احساس شد و همین امر باعث شد تا این نوع باتری‌ها بخش بزرگی از نیاز های مصرف کنندگان رو تامین نماید و امروز اکثر باتری گوشی موبایل ها از ساختار لیتیوم یونی هستند.

مزایا و معایب باتری لیتیوم یون

در مقایسه با نسل‌های قدیمی‌تر باتری‌ها یعنی باتری نیکل کادمیم و باتری نیکل هیدرید فلز، باتری‌های لیتیم یون وزن و حجم سبک‌تری حدود ۳ تا ۵ برابر دارند.

باتری لیتیوم یون انرژی زیادی تولید می‌کند اما در مقابله با باتری‌های نیکل هیدرید ایمنی آنها پایین است. برای نمونهُ این نوع باتری‌ها زود آتش می‌ گیرند. اما نسل جدید باتری لیتیوم یون با حل (مشکل کاتودی) هر نیاز را برآورده می ‌کنند.

ولتاژ تولید شده توسط باتری های لیتیوم یونی بطور معمول 3.7 ولت است و نسبت به نسل های قدیمی تر که ولتاژی برابر با 1.2 ولت را تولید می‌کردند بیشتر است و همین امر باعث شده تا در گوشی‌های هوشمند امروزی مورد استفاده قرار گیرند و این ولتاژ دقیقا چیزی است که نسل جدید گوشی‌ها به آن نیاز دارند و نسل‌های قبل‌تر به چنین ولتاژی نیاز نداشتند.

باتری‌های لیتیوم یونی به شارژ کامل نیاز ندارند و می‌توان از جریان الکتریکی بالاتری برای شارژ و دشارژ بدون آسیب به باتری استفاده کرد. در هنگام دشارژ افت ولتاژ کمی دارند و به دوره break-in نیاز ندارند.

در این نسل از باتری ها خوشبختانه مشکل کاهش ظرفیت باتری، پس از هر بار شارژ و همچنین شارژ (Memory Defects)برطرف شده و یک باتری لیتیم یون را می‌ توان در هر زمان بی‌آنکه روی کارایی باتری اثر بگذارد شارژ کرد.

اما چون باتری‌های لیتیم یون معمولاً دارای طول عمر شارژ و دشارژ ۳۰۰ تا ۵۰۰ چرخه هستند، اگر زود به زود و قبل از تخلیه کامل، این باتری شارژ شود طول عمر باتری پایین می‌آید و این بازه زودتر به اتمام می‌رسد.

همچنین در صورت ادامه شارژ پس از پر شدن، باتری آسیب دیده و از عمر آن کاسته می‌‌شود که به همین دلیل برای شارژ آن‌ها از مدارهای محافظ هوشمند استفاده می ‌شود تا پس از پر شدن، جریان شارژ قطع شود و باتری بیش از حد شارژ نشود و علاوه براین محافظ برق برای قطع و محافظت از باتری های موبایل تولید شده اند.

با آنکه بسیاری از تولید کنندگان باتری ‌های لیتیوم یونی طول عمر این باتری ها را تا سه سال ذکر می ‌کنند، بعضی از مصرف‌ کنندگان طول عمر تا ۱۸ ماه را گزارش کرده‌اند که این میزان بستگی به نحوه استفاده مصرف کننده دارد.

باتری لیتیوم پلیمری (Li-Po)

تحقیق بر روی سلول‌های لیتیوم پلیمر (LiPo) به پژوهش‌های گسترده انجام ‌شده در دهه 1980 میلادی بر روی سلول‌های لیتیوم یون و لیتیوم فلز برمی ‌گردد. نتیحه این پژوهش ها منجر به موفقیت بزرگی در زمینه تولید باتری شد.

تولید اولین سلول استوانه ای از باتری های لیتیوم یون توسط شرکت سونی در سال 1991 صورت گرفت. سپس به اشکال مختلف و به صورت کیسه ای با نام لیتیوم پلیمر معرفی شد.

سلول‌های لیتیوم پلیمر مزیت‌های جالب ‌توجهی برای تولید کنندگان دارند. با استفاده از این سلول‌ها می ‌توان باتری‌ ها را در تقریباً هر شکل دلخواهی تولید کرد.

برای مثال، به دلیل فضای کم و محدودیت وزن برای تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ ‌ها در این محصولات از سلول‌های لیتیوم پلیمر استفاده می ‌شود. همچنین، این سلول‌ها نرخ تخلیه درونی پایینی، در حدود 5% در هرماه، دارند.

امروزه جدید ترین نوع باتری‌ها، باتری‌های لیتیوم پلیمری هستند. قدرت و مقاومت بالاو در عین حال وزن بسیار اندک از مهمترین ویژگی های این باتری‌ها هستند.

علاوه بر این پوشش محکمی همچوب قاب آنها را در برگرفته که باعث افزایش امنیت و این باتری‌ها شده اند. این قاب محکم باعث مقاومت بیشتر در برابر سوراخ شدن و فشار شده است که در نتیجه خطر آتش گرفتن و انفجار را به حداقل رسانده اند.

باتری های لیتیوم پلیمری توانایی نگهداری شارژ بالایی دارند و بطوری که گفته میشود این عملکرد تا 50 درصد نسبت به سایر باتری های شارژ شدنی بیشتر است. بطوری که در صورت عدم استفاده از آن‌ها قادرند شارژ خود را ماها حفظ کرده و آسیب نبینند.

مزیا و معایب باتری‌های لیتیوم پلیمری

ولتاژ یک سلول لیتیوم پلیمر بستگی به ساختار شیمیایی آن دارد و برای باتری‌های لیتیوم فلز اکسید مانند LiCoO2) ) بین 2.7 تا 3 ولت (تخلیه‌شده) تا 4.2 ولت (کاملاً شارژ شده) بوده و این مقدار برای باتری‌های لیتیوم-آهن- فسفر (LiFePO4) بین 1.8 تا 2 ولت (تخلیه‌شده) و 3.6 تا 3.8 (شارژ شده) است.

میزان دقیق ولتاژ باید در برگه مشخصات فنی محصول مشخص شود و باید به این موضوع توجه کرد که سلول‌ها باید توسط یک مدار الکترونیک از شارژ بیش‌ از حد یا تخلیه بیش‌ از حد مصون بمانند.

با توجه به کارایی بهتر باتری های لیتیوم پلیمری متاسفانه هنوز بصورت گسترده مورد استفاده قرار نگرفته‌اند و شرکت های تولید کننده باتری برای برای کاهش هزینه‌ها و مقرون به صرفه تر شدن محصولات خود از نسل قبلی یعنی لیتیوم یون استفاده می‌کنند و برای بهبود و ارتقاء عملکرد باتری شیوه های نرم افزاری را جایگرین ارتقای سخت افزاری می‌کنند.

شرکت اپل در سطح انبوه از باتری‌های لیتیوم پلیمری استفاده می‌کند و در محصولات پرچمدار خود از این باتری‌ها استفاده می‌کند و همین امر باعث شده تا کیفیت محصولات خود را افزایش دهد و محصولات خود را با قیمت بیشتری به فروش می‌رساند و سایر کمپانی‌ها برای صرف نظر از این هزنه‌ها از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند.

 

جدول مقایسه انواع متداول باتری ها

CAPACITY	ولتاژ	حجم	وزن	نوع باتری
10Ah	12V	64*124*160	2500گرم	Ni-cd
10Ah	12V	64*62*160	1800گرم	Ni-MH
10.2Ah	11.1V	55*65*55	425 گرم	Li-Ion
10.4Ah	11.1V	120*75*35	724گرم	Li-Polymer