تفاوت باتری‌های لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری چیست؟

مجله علمی ایلیاد - اگر نیت خرید گجت‌های الکترونیکی را داشته باشید، تلاش دارید تا دستگاهی تهیه کنید که از باتری خوب و بادوامی بهره ببرد. با این حال اکثر افراد برای انتخاب باتری تنها به ظرفیت آن توجه می‌کنند و از فرمول ساده‌ای نیز برای این کار استفاده می‌کنند؛ هر چقدر ظرفیت باتری بالاتر باشد، عمر باتری بیشتر است. با این وجود، آیا تا کنون تلاش کرده‌اید تفاوت واژه‌های «Li-ion» و «Li-polymer» که به دو نوع باتری مختلف اشاره دارند را درک کنید؟ این واژه‌ها به ترتیب برای باتری‌های «لیتیوم یونی» و «لیتیوم پلیمری» استفاده می‌شوند و نقش مهمی در عملکرد باتری دارند. در زیر به مشخصات این دو نوع باتری پرداخته می‌شود.

 

باتری‌های لیتیوم یونی در گوشی‌های هوشمند امروزی به وفور مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها از سه قسمت مختلف تشکیل شده‌اند؛ «آند» یا قسمت منفی باتری که از فلز لیتیوم ساخته می‌شود، «کاتد» یا قسمت مثبت باتری که از گرافیت ساخته می‌شود و بخش سوم باتری که «الکترولیت» آن است. الکترولیت لایه‌ای است که بین آند و کاتد قرار می‌گیرد و از مدار کوتاه شدن بین آن‌ها جلوگیری می‌کند. زمانی که یک باتری لیتیوم یونی شارژ می‌شود، از طریق یک واکنش شیمیایی، یون‌ها از قسمت آند به سمت قسمت کاتد که انرژی در آن ذخیره شده است، حرکت می‌کنند. زمانی که باتری دشارژ می‌شود، یون‌ها به قسمت آند برمی‌گردند.

این باتری‌ها از شارژ شدن بیش از حد محافظت می‌شوند. آن‌ها یک کنترلر الکترونیکی کوچک درون خود دارند که از طریق آن این کار انجام می‌شود. بعضی از طراحان این نوع باتری‌ها پیشرفت‌هایی در آن‌ها ایجاد کرده‌اند که از طریق لایه‌ای کردن آن‌ها به ظرفیت‌های بیشتر دست یافته‌اند.

 

باتری‌های لیتیوم پلیمری دارای یک تکنولوژی قدیمی هستند و در موبایل‌ها و لپتاپ‌های قدیمی یافت می‌شوند. ساختار این نوع باتری‌ها نیز مشابه باتری‌های لیتیوم یونی است، ولی این باتری‌ها از ماده‌ای ژل مانند به‌نام «سیلیکون-گرافن» ساخته شده‌اند که از لحاظ وزنی ماده‌ای نسبتاً سبک است. این باتری‌ها به خاطر سبک بودن و انعطاف‌پذیر بودن مشخصات در لپتاپ‌ها و اکثر پاوربانک‌های با ظرفیت بالا استفاده می‌شوند.

هر کدام از این دو نوع باتری دارای مزایا و معایب مخصوص خود هستند. باتری‌های لیتیوم یونی دارای چگالی توان خیلی بالایی هستند و نسبت به باتری‌های لیتیوم پلیمری سلول‌های بیشتری از آن‌ها را می‌توان در یک حجم معین جا داد. تولیدکنندگان گوشی‌های هوشمند از این مزیت باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنند تا گوشی‌های کوچک‌تری را روانه‌ی بازار کنند.

باتری‌های لیتیوم یونی از محدودیت «اثر حافظه» نیز به دور است. اثر حافظه پدیده‌ای است که طی آن باتری توانایی شارژ مجدد بهینه را از دست می‌دهد. وقتی گفته می‌شود که یک باتری از اثر حافظه مصون است، یعنی می‌توان آن‌را پس از دشارژ شدن جزئی مجدداً شارژ کرد.

از معایب باتری‌های لیتیوم یونی می‌توان به اصطهلاک آن اشاره کرد. یون‌های این نوع باتری‌ها پس از مدت معینی توانایی تولید ماکزیمم انرژی خود را از دست می‌دهند. بنابراین گوشی‌هایی که از این نوع باتری‌ها بهره می‌برند پس از مدتی، سریع‌تر از ابتدای استفاده دشارژ می‌شوند.

باتری‌های لیتیوم پلیمری وزن سبکی دارند. امکان نشتی دادن در این نوع باتری کمتر است، زیرا ماده‌ی موجود در آن حالت ژل دارد. در مورد این باتری نمی‌توان با قاطعیت گفت که از اثر حافظه مصون هستند و ماده‌ی ژل مانند درون آن به مرور سفت می‌‌شود و طول عمر باتری به همین دلیل کمتر می‌شود. به دلیل بالا نبودن چگالی توان، نمی‌توان این نوع باتری را در اندازه‌های فشرده تولید کرد. باتری لپتاپ‌ها عموماً لیتیوم پلیمری هستند و به همین دلیل لازم است پس از مدتی باتری را تعویض کرد.

 

با دانستن مزایا و معایب هر کدام از باتری‌ها، اکنون می‌توانید بسته به استفاده‌ای که از گجت مورد نیاز خود دارید از هر کدام از این باتری‌ها استفاده کنید. گوشی‌های هوشمند امروزی بیشتر از باتری‌های لیتیوم یونی بهره می‌برند و معمولاً در این زمینه انتخاب خاصی به عهده‌ی مشتری نیست، ولی در مورد پاور بانک‌ها و لپتاپ‌ها قدرت انتخاب برای مشتری وجود دارد. به عنوان مثال اگر فردی هستید که مسافرت زیاد می‌روید و در محیط‌های کاری سخت کار می‌کنید، دستگاهی که از باتری لیتیوم پلیمری بهره می‌برد برای شما مفیدتر است.

شرکت‌هایی مانند «تسلا» در زمینه‌ی تولید نوع دیگری از باتری‌ها کار می‌کنند که «باتری حالت جامد» نامیده می‌شود. این باتری‌ها توان فراهم کردن انرژی برای وسایل نقلیه را دارا خواهند بود. شرکت‌های اپل و سامسونگ نیز برنامه‌هایی برای استفاده از این نوع باتری‌ها در گوشی‌های هوشمند خود دارند که تا کنون به نتیجه نرسیده است.