اخبار فناوری

ترکیب و کیفیت ساخت باتری گوشی موبایل

ترکیب و کیفیت ساخت باتری گوشی موبایل

از حضور باتری های لیتیومی مدت زمان طولانی می گذرد و جزء اولین ساخت باتری‌ های مورد استفاده در گوشی‌ های هوشمند هستند. این باتری‌ ها از یک الکترود مثبت (اکسید کبالت لیتیوم، فسفات آهن لیتیوم یا اکسید منگنز لیتیوم)، الکترود منفی (معمولاً گرافیت) و یک الکترولیت (کربنات اتیلن، کربنات دی اتیل) استفاده می کنند.

الکترولیت در یک حلال آلی بین الکترودها ذخیره می گردد. کل باتری توسط یک قاب فلزی به محکمی پیچیده شده اند.

همچنین مدار محافظ برای تنظیم ولتاژ و جریان باتری در محدوده ای امن تعبیه می شود.

باتری ‌های لیتیوم پلیمری

اگر بخواهیم تاریخچه ای از این باتری ها بیان کنیم، باید بگوییم تحقیق بر روی سلول ‌های لیتیوم پلیمر (LiPo) به پژوهش‌ های گسترده انجام ‌شده در دهه 1980 میلادی بر روی سلول‌ های لیتیوم یون و لیتیوم فلز برمی ‌گردد. نتیحه این پژوهش ها باعث 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 گردید.

سلول‌ های لیتیوم پلیمر مزیت‌ های جالب ‌توجه ای برای تولید کنندگان به همراه دارند. با استفاده از این سلول‌ ها می ‌توان باتری‌ ها را تقریباً به هر شکل دلخواه ای تولید نمود. بعنوان مثال، به دلیل فضای کم و محدودیت وزن برای تلفن ‌های همراه و لپ‌تاپ ‌ها در این محصولات از سلول‌های لیتیوم پلیمر استفاده می گردد. این سلول ‌ها نرخ تخلیه درونی پایینی، در حدود 5% در هرماه، دارند.

در حال حاضر جدید ترین نوع باتری ها، باتری های لیتیوم پلیمری هستند. قدرت و مقاومت بالا و در عین حال وزن بسیار اندک از مهمترین ویژگی های این باتری ها هستند. علاوه بر این پوشش محکمی مانند یک قاب آنها را در برگرفته است که منجر به افزایش امنیت این باتری ها می شود. این قاب محکم باعث مقاومت بیشتر در برابر سوراخ شدن و فشار است که در نتیجه خطر آتش گرفتن و انفجار را به حداقل می رساند.

باتری های لیتیوم پلیمری توانایی نگهداری شارژ بالایی داشته و به صورتی که گفته می شود این عملکرد تا 50 درصد نسبت به سایر باتری های شارژ شدنی بیشتر است. به حالتی که در صورت عدم استفاده از آنها قادرند شارژ خود را ماه ها حفظ کرده و آسیب نبینند.

باتری‌های لیتیوم‌ یونی

باتری لیتیوم یون، مخفف انگلیسی Li-ion یا LIB یک خانواده از باتری ‌های 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 می ‌کنند.

مواد اولیه بکار رفته در ساخت باتری های لیتیوم یون

تهیه مواد تشکیل دهنده باتری لیتیوم یون، بسیار خاص است. بیشتر مواد اولیه باتری لیتیوم یون دارای زنجیره تأمین طولانی هستند.

تولید باتری های لیتیوم یون بیشتر بر پایه لیتیوم و کبالت می باشد. لیتیوم، تقریباً به صورت جهانی به عنوان ماده کاتدی و همچنین به عنوان الکترولیت مورد استفاده قرار می گیرد، و در باتری های لیتیوم یون کاربرد زیادی دارد.

منگنز با وجود عملکرد متوسط کاتد نوع LMO با درصد منگنز بالا، عملکرد نسبتاً خوبی دارد. بخش عمده ای از استفاده از مواد کاتدی NMC به رغم شدت کم مصرف آن نسبت به LMO حاصل می شود.

از بین فلزات اصلی، نیکل بهترین عملکرد را دارد. نیکل ماده اصلی در کاتد NMC و NCA است که بیشترین انواع مواد کاتدی مورد استفاده هستند.

گرافیت ماده آند غنی فعال است.

معمول‌ ترین ماده ‌ای که به عنوان الکترود منفی ایفای نقش می‌ کند، گرافیت می باشد. ساختار صفحه ‌ای اتم‌ های کربن که آرایش شش ضلعی دارند و هادی الکتریسیته هستند. قطب مثبت یا کاتد هم معمولاً سه نوع دارد. اکسید لیتیوم کبالت یا اکسیدهای مشابه به صورت لایه‌ای، پلی‌الکترولیت‌ هایی مثل فسفات لیتیوم آهن و اسپینل‌ هایی مثل اکسید لیتیوم منیزیم.

مس در باتری های لیتیوم یون در فویل جمع کننده و در اتصالات و قسمت های کاربردی بکار برده می شود.

آلومینیوم همچنین در جمع کننده ها (کالکتورها) و در جلد باتری استفاده می شود.

همه چیز درباره ی باتری موبایل را مطالعه کنید.

نیکل، کبالت و لیتیوم به عنوان مواد اولیه باتری

نیکل، کبالت و لیتیوم فلزات اصلی می باشند که در مواد کاتد فعال امروزی و مواد شیمیایی بکار رفته در باتری های با کارایی بالا استفاده می شوند. بیشترین رشد تقاضا در باتری های مورد استفاده در گوشی های موبایل مشاهده می شود که معمولاً مبتنی بر شیمی NCM و NCA لیتیوم یون است.

نیکل و کبالت را می توان از انواع مختلفی از سنگ های معدنی یافت کرد که معمولاً سنگهای معدنی حاوی آهن و آلومینیوم و سولفیدی هستند. این کانی ها اغلب نیکل و کبالت دارند، اما کبالت نیز به همراه مس یافت می شود. هر دو فلز را می توان از چندین ماده اولیه تصفیه شده مانند نیکل مات یا سولفید نیز یافت، که از آن می توان به کار پالایش مواد اولیه باتری پرداخت.

دو منبع اصلی لیتیم مواد معدنی از نمک ها و سنگ های لیتیوم (اسپودومن) هستند.

سایر فلزات مورد نیاز در ساخت باتری

در کنار فلزات اصلی نیکل ، کبالت و لیتیوم، بسیاری از فلزات دیگر نیز نقش مهمی در زنجیره تولید باتری، چه در شیمی باتری و چه در سایر اجزای ساختاری باتری دارند. اکثر فلزات معمولی آلومینیوم، منگنز، مس، منیزیم و آهن هستند. همچنین شیمی جدید برای انواع مختلف باتری به سرعت در حال تکامل است و پتانسیل فلزاتی مانند وانادیوم را فراهم می کند.

مراحل ساخت باتری موبایل در کارخانه

https://cdn.yjc.ir/files/fa/news/1395/4/23/4828462_537.mp4

ده شرکت برتر تولید کننده ی باتری های لیتیوم یون در دنیا

Samsung SDI

یکی از شرکت ها، شرکت تابعه الکترونیک سامسونگ، با نام سامسونگ SDI در تحقیقات سوخت و نوآوری در فناوری لیتیوم یون، فعالیت می کند. امروزه، شرکت به تولید باتری های لیتیوم یونی، پنل های خورشیدی و سیستم های ذخیره انرژی مشغول می باشد. سامسونگ SDI در برخی از بزرگترین بازارهای جهان از جمله آلمان، مالزی و ایالات متحده حضور فعال دارد.

Panasonic

کار و فعالیت شرکت پاناسونیک در مورد باتری های لیتیوم یون، با رونق خودروهای الکتریکی آغاز شد. در حال حاضر پاناسونیک باتری های زیادی را برای اتومبیل هایی که در کارایی و عملکرد در جهان مشهور هستند، تولید می کند. علاوه بر این، این شرکت در ساخت سیستم های ارتباطی و سیستم های امنیتی مشارکت می کند.

Toshiba

از دیگر شرکت ها، می توان گفت توشیبا سرمایه گذاری عظیمی در بخش تحقیق و توسعه فناوری لیتیوم ایجاد نموده است. در حال حاضر این شرکت در ساخت و فروش باتری های لیتیوم یون و راه حل های مربوط به ذخیره سازی برای بخش های خودرو و مخابرات مشارکت می کند.

LG

به جرات می توان بیان کرد که ال جی یکی از رهبران جهان در ساخت باتری های یون لیتیوم است و آن ها را در صنایع متنوعی عرضه می کند، از ارائه ی راه حل های انرژی به صنعت پتروشیمی تا صنعت حمل و نقل هوایی، در سراسر بخش های مختلف گسترش می یابد. این شرکت همچنین باتری های کالاهای مصرفی مانند گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها را تولید می کند.

Tesla

از زمان راه اندازی مدل S و مدل  X، Tesla دائما خود را در پایه های برتر خودرو قرار داده است. در حال حاضر Teslaباتری های خود را از پاناسونیک خریداری می کند و این شرکت در حال ساخت یک کارخانه بزرگ در استرالیا و ایالات متحده همراه پاناسونیک می باشد که تمامی نیازهای آن را برآورده کند. هنگامی که کارخانه بزرگ شروع به تولید می کند، یکی از بزرگترین تسهیلات در جهان می شود که به تولید باتری های لیتیوم یون می پردازد.

A123 Systems

از دیگر شرکت ها، شرکت آمریکایی ست که به تولید باتری های نانو فسفات لیتیوم یون اختصاص یافته است. از جمله ویژگی های مختلف باتری لیتیوم یون شامل ماژول های انرژی و سایر سیستم های مدیریت قدرت می باشد. سیستم های A123  دارای تکنولوژی باتری لیتیوم یون فسفات ویژه ای به نام LiFePO4 می باشد که تراکم انرژی بالا را برای افزایش چرخه عمر باتری ارائه می دهد.

eCobalt Solutions

در کانادا، eCobalt Solutions، فناوری یون لیتیوم خود را در جهت رشد بخش انرژی تجدید پذیر قرار داده است. به نظر می رسد، صنعت انرژی تجدید پذیر مکان خوبی از نظر سرمایه گذاری به خصوص برای تولید کنندگان باتری یون لیتیوم است، زیرا این بخش دارای پتانسیل بسیار بالایی است و همچنین تقاضای زیادی دارد.

BYD

بی وای دی یک شرکت چینی است که فناوری باتری لیتیوم یون را برای صنعت خودرو پیشنهاد می دهد. این شرکت، باتری لیتیوم یونی را همراه با خودروهای الکتریکی تولید کرده که یکی از معدود خودرو سازانی است که دارای بخش تولید باتری داخلی می باشد. امروزه و به تازگی، BYD، به رغم جنگ تجاری میان آمریکا و چین، چندین پیشنهاد را برای عرضه وسایل الکتریکی برای بازار ایالات متحده به دست آورد.

Amperex

یک شرکت چینی دیگری که به سرعت در فضای لیتیوم یون پیشرفت کرد، Amperex می باشد. در واقع، چین دارای بزرگترین بازار است که بیشتر وسایل الکتریکی که به باتری های لیتیوم یون مجهز شده اند، توسط  Amperex  ساخته می شود. در حال حاضر، این شرکت قصد دارد تا کسب و کار خود را فراتر از منطقه گسترش داده و در بازار اروپایی و آمریکایی قدرتمند ظاهر شود.

Johnson Controls

یکی از بزرگترین تولید کنندگان باتری لیتیوم یون در جهان، Johnson Controls  است. این شرکت، به قدری بزرگ است که نزدیک به 35 درصد از باتری های لیتیوم یونی در بازار جهانی توسط آن ساخته می شود. شرکت، باتری های لیتیوم یون را برای خودروهای مختلف از جمله وسایل نقلیه مسافری، تجاری و تفریحی ارائه می شود. امروزه بخش انرژی و بخش خودرو یکی از بزرگترین دست اندرکاران فناوری یون لیتیوم است. انتظار می رود در آینده فناوری یون لیتیوم همچنان رشد بیشتری داشته باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


کوک موبایل در رسانه ملی