مقایسه باتری های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری گوشی های هوشمند

امروزه، بیشتر باتری های اسمارت فون ها مجهز به یکی از این دو نوع باتری است باتری لیتیوم یونی یا لیتیوم پلیمری. در این مقاله به تفاوت بین باتری های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری می پردازیم.

تفاوت از نظر ایمنی

هم باتری های لیتیوم یونی Li-Ion و هم لیتیوم پلیمری Li-Po نسبت به شارژ شدن بیش از حد حساس هستند که این موجب منفجر شدن آن ها می شود. مدار محافظ موجود در این باتری ها تضمین کننده این است که هیچ چیز غیرمنتظره ای رخ نمی دهد. بخوانید چرا برخی از باتری های لیتیوم یونی منفجر می شوند؟

شاید کلیشه به نظر برسد اما گوشی های هوشمند اکنون مرحله نوآوری خود را پشت سر گذاشته اند و در حال حاضر به سرعت در حال کامل و هوشمندتر شدن هستند. تولید کنندگان در طول زمان، چه خوب یا بد تمرکز خود را به سمت بخش های داخلی گوشی های شان معطوف کرده اند به جای این که مجدانه تلاش کنند تا گوشی های شان را نسبت به سایرین برجسته تر نشان دهند. این باعث به وجود آمدن سخت افزارهای فوق العاده قوی شده که به درون گوشی های موبایل راه یافته اند.

اگر یک گوشی هوشمند با قابلیت ها و ویژگی های زیاد باتری مناسب با عمر خوب نداشته باشد صرفا همچون یک اسباب بازی گران قیمت می ماند. هر چند در گذشته تولیدکنندگان در غفلت از این جنبه از دستگاه های شان مقصر بودند اما اکنون همه چیز بهتر شده است و تحقیقات زیادی روی نوع باتری که قرار است یک گوشی را تامین شارژ کند در حال انجام است. 

در طول چند دهه گذشته، بعد از آزمایش و خطاهای بسیار، دو نوع از باتری ها یعنی لیتیوم پلیمری و لیتیوم یونی به عنوان بهترین انتخاب برای باتری های موبایل انتخاب شدند. می خواهیم بدانیم مزیت هر کدام از این باتری ها بر دیگری چیست و هر یک چه محدودیت هایی دارند؟ در ابتدا خوب است این نکته را عرض کنیم که اگرچه هر دو نوع از این باتری های قابل شارژ اختلاف هایی دارند اما شباهت های بسیاری نیز دارند. در این جا به مزایا و معایب هر کدام از باتری های لیتیوم پلیمری و لیتیوم نگاهی می اندازیم.

ویژگی های باتری های لیتیوم یونی

ترکیب و کیفیت ساخت

باتری های لیتیوم یونی مدت زمان حضور طولانی داشته اند و جزو اولین باتری های مورد استفاده در گوشی های هوشمند بوده اند. این باتری ها از یک الکترود مثبت(اکسید کبالت لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم یا اکسید منگنز لیتیوم)، الکترود منفی(معمولا گرافیت) و یک الکترولیت(کربنات اتیلن، کربنات دی اتیل) استفاده می کنند.

الکترولیت در یک حلال آلی بین الکترودها ذخیره می شود. کل باتری توسط یک قاب فلزی به محکمی پیچیده می شوند.

مدار محافظ نیز برای تنظیم ولتاژ و جریان باتری در محدوده امن تعبیه می گردد.

مزیت ها:

• باتری های لیتیوم یونی چگالی انرژی بالایی دارند
• آن ها عمر طولانی دارند
• باتری های لیتیوم یونی معمولا قابل تعویض توسط کاربر هستند

معایب:

• باتری های لیتیوم یونی معمولا وزن سنگین تری دارند
• اضافه کردن مدار محافظ به هزینه آن ها می افزاید
• آن ها سطح خود تخلیه شارژ نسبتا بالایی دارند
• آن ها عمدتا به شکل مستطیلی در دسترس هستند

ویژگی باتری های لیتیوم پلیمری

باتری های لیتیوم پلیمری کمی بعد از همتایان لیتیوم یونی خود به صحنه آمدند. آن ها اساسا اجزای بسیار مشابهی با باتری های لیتیوم یونی دارند. تفاوت اصلی آن ها در ماده جداساز آن است یعنی همان ماده ای که از درون آن یون ها بین دو الکترود حرکت می کنند.

در باتری های لیتیوم پلیمری یا  li-po، ماده جداساز از پلیمر میکرو متخلخل تشکیل شده است که در یک ژل الکترولیتی پوشیده شده است.

در این مورد، جداساز به عنوان یک کاتالیزور در کل فرآیند شیمیایی عمل می کند. همچون باتری های لیتیوم یونی، این ها نیز نیاز به یک مدار محافظ برای اطمینان از این که ولتاژ و جریان در محدوده امن است دارند. اما برخلاف همتای خود باتری لیتیوم پلیمری نیاز به محفظه یا قاب فلزی ندارد.

مزیت ها:

• آن ها سطح خود دشارژی پایینی دارند
• آن ها بسیار سبک هستند
• باتری های لیتیوم پلیمری در اشکال مختلفی در دسترس هستند

معایب:

• آن ها چگالی انرژی پایینی دارند
• آن ها گران قیمت هستند
• باتری های لیتیوم پلیمری عمر مفید کوتاه تری دارند
• آن ها توسط کاربر قابل تعویض نیستند

مقایسه باتری لیتیوم یونی با لیتیوم پلیمری: کدام یک بهتر است؟

هر دو نوع از باتری های لیتیومی بسیار پرطرفدار هستند و امروزه در اکثر تلفن های همراه به کار می روند. باتری های لیتیوم یونی برای اکثر گوشی های معمولی و لول پایین عالی است درحالی که باتری های لیتیوم پلیمری برای گوشی های پریمیوم با بدنه ای باریک و شیک انتخاب خوبی است.

هیچ کدام یک از این باتری ها در شکل فعلی شان نمی توانند جایگزین یکدیگر باشند. استفاده و شارژ معقول بهترین روش برای اطمینان از این است که باتری موبایل شما بدون هیچ اختلالی گوشی تان را شارژ می کند.

باتری های لیتیوم یونی یک نوع باتری قابل شارژ هستند که برای اولین بار به خاطر استفاده شرکت های بزرگ الکترونیکی در اوایل دهه 1990 محبوبیت شان افزایش یافت. آن ها اساسا گروهی از اجزای تولید کننده برق محکم و بدون انعطاف هستند که از سه بخش تشکیل شده اند: قطب منفی، قطب مثبت و یک الکترولیت که همان ترکیب شیمیایی مایع بین قطب مثبت و منفی است.

اکثر باتری های لیتیوم یونی، برخلاف مدل های قدیمی ترشان، شامل یک کنترل کننده الکتریکی هستند که جریان تخلیه شارژ و قدرت شارژ را تنظیم می کند تا باتری ها زیادی داغ و یا منفجر نشود.

مهم ترین تفاوت فاحش بین باتری های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری تفاوت در الکترولیت شیمایی بین قطب و منفی آن هاست.

باتری های لیتیوم پلیمری الکترولیت مایع ندارد. به جای آن از تکنولوژی استفاده می کنند که از سه بخش تشکیل شده است، یک ماده جامد که در نمونه های اولیه باتری های لیتیوم پلیمری  به طور کلی حذف شد؛ یک ترکیب شیشمایی متخلخل یا یک الکترولیت ژل مانند.

محبوب ترین باتری های لیتیوم پلیمری آن هایی است که جدیدا تولید شده اند و شما در لپ تاپ ها و ماشین های الکتریکی جدید مشاهده می کنید. البته باید بدانید که بسیاری از شرکت ها در واقع به شما باتری لیتیوم پلیمری واقعی نمی فروشند، بلکه به جای آن از یک باتری لیتیوم یونی-پلیمری یا یک باتری لیتیوم یونی با پوشش انعطاف پذیرتر ارائه می کنند. باورهای اشتباه در مورد شارژ باتری های موبایل که باید فراموش شوند.

نتیجه گیری پایانی:

هم باتری های لیتیوم یونی و هم لیتیوم پلیمری مزایا و معایب خودشان را دارند.معمولا، مزیت باتری های لیتیوم یونی این است که چگالی شارژ بالاتری دارند، فاقد چیزی هستند که اثر حافظه نامیده می شود که با این اثر باتری ها با گذر زمان سخت تر شارژ می شوند و مزیت سوم آن این است که نسبت به باتری های لیتیوم پلیمری هزینه کمتری دارند. نحوه درست شارژ کردن باتری یک گوشی موبایل: ترفندهای مراقبت از باتری

به عبارت دیگر، باتری های لیتیوم یونی فوق العاده مقرون به صرفه هستند. آن ها مقدار انرژی زیادی را در یک واحد کوچک ذخیره می کنند. با این حال، ممکن است دیده باشید که برخی از برندهای خاص تلفن همراه هنگام پرواز ممنوع هستند و این به خاطر این است که باتری های لیتیوم یونی به طور ذاتی بی ثبات هستند و با گذر زمان کیفیت شان پایین می آید و به طور بالقوه خطرناک هستند.

اگر زمانی ماده جداساز بین الکترود مثبت و منفی شکسته شود، واکنش شیمیایی بین آن ها منجر به احتراق(آتش سوزی) می شود. با پرطرفدار شدن استفاده از باتری های لتیوم یونی در لوازم الکترونیکی، شرکت ها نیز تلاش کرده اند هزینه جانبی تولید آن ها را کاهش دهند. 

درحالی که باتری های با کیفیت کاملا ایمن هستند، اما باید هنگام خرید مراقب باشید که برای گوشی های خود از شرکت های نامعتبر باتری خریداری نکنید. بررسی سلامت باتری گوشی های هوشمند و این که چه موقع نیاز به تعویض باتری دارید.

از سوی دیگر، باتری های لیتیوم پلیمری به طور کلی قوی و انعطاف پذیر هستند، به خصوص زمانی که آن ها را از نظر شکل و اندازه ساخت شان بررسی کنیم. آن ها سبک وزن هستند و اندازه جمع و جوری دارند و احتمال نشت ماده الکترولیت شان کمتر است. اما باتری های لیتیوم پلیمری نیز کاملا بی عیب و نقص نیستند. تولید آن ها هزینه بر تر است و نه چگالی انرژی شان و نه عمر مفیدشان به پای باتری های لیتیوم یونی می رسد.