سامسونگ در نسل جدید گوشیهای تاشوی خود رویکردی کاملا متفاوت در حوزه باتری در پیش گرفته است. گلکسی زد فولد ۸ به عنوان نخستین محصول سری گلکسی به باتریهای سیلیکون-کربن مجهز شده؛ فناوریای که میتواند ظرفیت باتری را به شکل قابل توجهی افزایش دهد، اما در عین حال چالشهای فنی مهمی نیز به همراه دارد که سامسونگ مدعی شده با بازمهندسی عمیق آنها را برطرف کرده است.
باتری سیلیکون-کربن چیست و چرا مهم است؟
باتریهای سیلیکون-کربن از نظر شیمی پایه شباهت زیادی به باتریهای لیتیوم-یون مرسوم دارند، اما تفاوت کلیدی آنها در جنس آند است. در این نسل به جای گرافیت سنتی، از ترکیب سیلیکون و کربن در آند استفاده میشود. سیلیکون توانایی ذخیره یونهای لیتیوم بسیار بیشتری نسبت به گرافیت دارد و همین ویژگی باعث میشود چگالی انرژی و در نتیجه ظرفیت کلی باتری افزایش یابد.
این افزایش ظرفیت بهویژه برای گوشیهای تاشو که به دلیل لولا و بدنه باریک با محدودیت فضا روبهرو هستند، اهمیت دوچندانی دارد. با این حال، استفاده از سیلیکون بدون تمهیدات ویژه خطرآفرین است.
چالش اصلی؛ انبساط سیلیکون و خطر تورم
بزرگترین مشکل سیلیکون، ناپایداری حجمی آن در طول چرخههای شارژ و دشارژ است. ذرات سیلیکون هنگام جذب و آزادسازی یونهای لیتیوم به شدت منبسط و منقبض میشوند. این تغییرات حجمی مداوم میتواند به مرور باعث ایجاد ترکهای میکروسکوپی، تورم باتری، افزایش فشار داخلی و در نهایت اتصال کوتاه شود. در سناریوی بدبینانه، این فرآیند ممکن است به پدیده فرار حرارتی و حتی انفجار باتری منجر شود.
سامسونگ اعلام کرده که با توجه به سابقه حساسیت کاربران نسبت به ایمنی باتری، این خطرات را بسیار جدی گرفته و به جای یک بهروزرسانی جزئی، کل معماری باتری را در سری گلکسی زد فولد ۸ از پایه بازطراحی کرده است.
راهکار سامسونگ؛ از پوشش کربنی تا کاتد دوپینگ
برای مهار واکنشپذیری سیلیکون، مهندسان سامسونگ چندین لایه حفاظتی را به صورت همزمان اجرا کردهاند:
- پوشش کربنی ویژه روی آند: یک لایه نازک و مهندسیشده از کربن، ذرات سیلیکون-کربن را در بر میگیرد. این پوشش مانند یک پوسته محافظ عمل میکند، واکنشهای جانبی ناخواسته را کاهش میدهد و از تغییرات ناگهانی حجم جلوگیری کرده و پایداری طولانیمدت سلول را تضمین میکند.
- فناوری کاتد دوپینگ: در سمت کاتد نیز سامسونگ از تکنیک پیشرفتهای به نام کاتد دوپینگ استفاده کرده است. در این روش عناصری سخت مانند آلومینیوم (Al)، تیتانیوم (Ti) و نیوبیوم (Nb) به داخل شبکه کریستالی کاتد تزریق میشوند. این عناصر به تثبیت ساختار کریستالی، جلوگیری از ایجاد ترکهای ریز ناشی از انبساط و حفظ پایداری سطح کاتد در ولتاژهای بالا کمک میکنند.
ترکیب این دو راهکار باعث میشود الکترودها در برابر استرسهای مکانیکی و الکتروشیمیایی بسیار مقاومتر شوند و عمر مفید باتری به شکل محسوسی افزایش یابد.
بازطراحی الکترولیت و جداکننده برای ایمنی بیشتر
نوآوریهای سامسونگ تنها به الکترودها محدود نشده است. این شرکت الکترولیت، یعنی مایع میانی میان آند و کاتد، را نیز با افزودنیهای اختصاصی جدید فرموله کرده است. این افزودنیها به تشکیل یک لایه محافظ پایدار (SEI) روی سطح ذرات سیلیکون کمک میکنند، واکنشپذیری آن را پایین میآورند و از تخریب سلول در طول زمان جلوگیری میکنند.
همچنین جداکننده یا همان غشای نازک میان دو الکترود نیز ارتقا یافته است. سامسونگ از مادهای متخلخل با پایداری حرارتی بالا استفاده کرده که انتقال یونها را بهینه میکند و در برابر حرارت مقاومت بیشتری دارد. این تغییر نقش مهمی در جلوگیری از اتصال کوتاه داخلی و کنترل دما ایفا میکند.
نکته قابل توجه این است که سامسونگ برای دو عضو این خانواده رویکرد متفاوتی داشته است؛ به گفته منابع نزدیک به شرکت، مدل گلکسی زد فولد ۸ اولترا تقریبا تمامی این بهروزرسانیها را به صورت کامل دریافت کرده، در حالی که مدل استاندارد گلکسی زد فولد ۸ متناسب با محدودیتهای فضا و نیازهای حرارتی خاص خود به صورت جداگانه بهینهسازی شده است.
نگاه به آینده؛ باتری سیلیکون-کربن در گلکسی S27 اولترا
ورود سامسونگ به جمع تولیدکنندگان باتریهای سیلیکون-کربن را میتوان نقطه عطفی برای کل اکوسیستم گلکسی دانست. پیشبینی میشود این فناوری به زودی به سری پرچمدار بعدی این شرکت یعنی گلکسی S27 نیز راه پیدا کند.
از زمان معرفی گلکسی S20 اولترا، ظرفیت باتری مدلهای اولترا سامسونگ روی عدد ۵۰۰۰ میلیآمپر ساعت ثابت مانده بود. اکنون با تکیه بر فناوری جدید، انتظار میرود گلکسی S27 اولترا جهشی بزرگ را تجربه کند و ظرفیت باتری آن به حدود ۶۰۰۰ میلیآمپر ساعت برسد. علاوه بر افزایش ظرفیت، بهبود سرعت شارژ و مدیریت حرارتی بهتر نیز از دیگر مزایای مورد انتظار این نسل جدید خواهد بود.
به نظر میرسد سامسونگ پس از سالها تمرکز بر بهبود نرمافزاری و طراحی، بار دیگر رقابت در حوزه سختافزار و بهویژه باتری را به شکل جدی آغاز کرده و گلکسی زد فولد ۸ پیشنمایشی از آینده باتری در دنیای موبایل است.
دیدگاهها (0)
هنوز دیدگاهی ثبت نشده است.