סוללות ליתיום לטלפון החכם
הסוללה היא הרכיב החשוב לנו ביותר כשקונים טלפון חכם. רציפות השימוש בטלפון החכם תלויה בזמן שנוכל להשתמש בו מבלי להטעין את הסוללה. הסוללה נראית כרכיב פשוט לכאורה, אך טמונות בה תכונות רבות נסתרות שאנו לא מודעים להם.
ליתיום משאיר מאחור את “אפקט הזכרון”
עם התפתחות הטכנולוגיה מתגלים סוגי סוללות בעלות נצילות גבוהה יותר, כמו סוללות הליתיום, אשר מדירות את רגליהן של הסוללות המוכרות כמו ניקל קדמיום וניקל מטאל שהן פחות נפוצות כיום.
הנושא המדובר ביותר כיום הוא “אפקט הזכרון” הנוצר כתוצאה מהמבנה הגבישי של הסוללות שעשויות מניקל קדמיום ומניקל מטאל,שמונע מהסוללה להיטען עד 100% של הקיבולת ומפחית את אורך החיים שלה. הכוונה ב”אפקט הזיכרון” היא לכך שסוללות שלא נפרקו עד הסוף “שוכחות” את יכולת הקיבולת שלהן, וכך בעצם לא נטענות במלוא עוצמתן אלא רק עד לנקודת הפריקה האחרונה של הסוללה. לאחר מכן הסוללה תוציא רק את ההספק הנותר. מסיבה זו חשוב מאוד לפרוק סוללות נטענות מסוג ניקל קדמיום וניקל מטאל פריקה מלאה ורק לאחר מכן לטעון אותן מחדש.
כיום, בעיה זו כמעט ואינה קיימת וזאת משום שרוב הסוללות במכשירים האלקטרוניים בהם אנו משתמשים ובמיוחד בטלפון החכם הן סוללות ליתיום-יון או ליתיום פולימר(Lipo) שאינן סובלות מבעיה זו, וניתן להטעינן בעת הצורך.
ליתיום-יון או ליתיום פולימר
סוללות ליתיום יון ששם הקיצור שלהם הוא Li-ion הן הנפוצות ביותר כיום. טכנולוגיית היון ליתיום מאפשרת לבנות סוללות קלות וקומפקטיות בעלות איחסון אנרגיה גדול מזה של תרכובות שהוזכרו לעיל ולכן הן השולטות כיום בשוק.
לסוללות ה – Li-ion יש חיסרון של מספר טעינות נמוך בין 300 עד 1,000 מחזורים והן מאבדות בהדרגה את הנצילות שלהן ולכן יש להחליפן כל כמה מאות מחזורי טעינה. התאוריה סוברת כי סוללות ליתיום יון מתחילות לאבד מהנצילות לאחר 300 מחזורי טעינה ויכולות להחזיק עד 1000 מחזורי טעינה, תלוי באיכות הסוללה, היצרנים פועלים כל הזמן לשפר ולהגדיל את מספר מחזורי הטעינה. כיום רוב המכשירים האלקטרוניים וביחוד הטלפון החכם משתמשים בסוללות ה – Li-ion.
כצעד נוסף בפיתוח הסוללה, נמצאות בשוק זה זמן מה סוללות מתקדמות יותר אם כי על אותו בסיס. אלה הן פולימר ליתיום או סוללות Lipo שיש להן יתרונות כגון; האפשרות להקטין אותן מסוללות ליתיום יון מבלי לפגוע את צבירת האנרגיה והן גם גמישות יותר. מצד שני, הן יקרות יותר לייצור ובעלות סיכון גבוה יותר להצתה מאשר סוללות הליתיום יון.
השוק כבר עובד על סוללות אחרות לעתיד שהן בגדר אב טיפוס בלבד, מחומר הנקרא גרפן. זהו אחד החומרים החזקים ביותר הידועים לחוקרים בימינו ואחד הדקיקים ביותר. צבעו שקוף ודחיסותו גבוהה, הגרפן בעל מוליכות חשמל וחום גבוהה (פי 10 מנחושת) ויוכל לשמש כמרכיב פנימי של מקורות אנרגיה עתידיים למכשירים ניידים. במוקדם או במאוחר יהיו בעולם סוגים חדשים של סוללות יעילות יותר וקטנות יותר, אולם הרגע הזה לא נראה קרוב.
מיליאמפר mAh בסוללת הטלפון החכם
אחד הערכים הפופולאריים בנושא של סוללות הוא כמות milliampers אם כי המונח הנכון להשתמש הוא milliampers /לשעה או. mAh זהו ערך המשמש למדידת הקיבולת המקסימלית של סוללה, אך במציאות מה שהוא מגדיר זאת כמות האנרגיה שסוללה מסוגלת לספק בשעה אחת של פעולה.
האנרגיה נמדדת בוואטים, אך מכיוון שהסוללות הקיימות עומדות על מתח הפעלה סטנדרטי של 3.7V מה שמעניין אותנו הוא לדעת כמה מהר הן יכולות לספק את האנרגיה. כאשר המתח בוולט הוא קבוע, ה- milliampers הופך לערך החשוב. אם לדוגמא לסוללה יש קיבולת של 3000 mAh זה אומר שהיא מסוגלת לפרוק במהירות מקסימלית של 3000 milliamps לשעה, או 3 אמפר לשעה; היות והטלפון החכם אינו דורש כמות זו של אנרגיה, הסוללות מחזיקות סביב יום אחד של שימוש ללא טעינה בהתאם לדגם הטלפון החכם.
מהו הזמן הנדרש להטענת סוללה?
היבט נוסף שחשוב לדעת הוא הזמן שנדרש להטעין סוללה. בדיוק כפי שאיכפת לנו כמה זמן תחזיק הסוללה בטלפון הנייד, חשוב לדעת גם מהו משך הזמן לטעינה מחדש לרמה של 100% וכדי שנוכל להיפרד מן המטען אלא אם כן אנחנו נושאים סוללה חיצונית.
מטענים רגילים לטלפונים חכמים מספקים 5 וולט ו 1.5 אמפר. קיימים מטענים איכותיים יותר המספקים 2.1 אמפר או יותר. אופציות אלו משפיעות על כמות האנרגיה שהטלפון הנייד שלנו מסוגל לקבל, לכן הזמן ומהירות הטעינה משתנים. מהירות הטעינה לא תלויה רק במטען עצמו, גם כבל באיכות ירודה יכול להאט את התהליך בצורה משמעותית.
על מנת לקבל מושג מהו זמן הטעינה בניידים, אם השתמשנו במטען של 1.5 אמפר, היינו מקבלים זמני טעינה משוערים כדלקמן:
- 2000 mAh ב – 1 שעה ו 20 דקות.
- 3000 mAh ב – 2 שעות.
- 4000 mAh ב – 2 שעות ו 40 דקות.
- 5000 mAh ב – 3 שעות ו 20 דקות.
נתונים אלה נותנים לנו מושג מה משך זמן הטעינה של הטלפון הנייד בשימוש במטען סטנדרטי. אבל, כפי שנאמר, יש מטענים איכותיים יותר המספקים 2.1 אמפר ויכולים לקצר את זמן הטעינה.
