ثورة بطاريات السيليكون-كربون: هواتف أرفع وعمر بطارية أطول

مفهوم بطاريات السيليكون-كربون ومزاياها

تتجه تكنولوجيا الهواتف الذكية نحو الابتكار المستمر، حيث تعد بطاريات السيليكون-كربون الجديدة بتقليل سمك الأجهزة وزيادة عمر البطارية بشكل ملحوظ. تسمح هذه التقنية المتقدمة بزيادة سعة البطارية ضمن نفس الحجم المادي، مما يفتح آفاقًا جديدة لتصميم الهواتف. ومع ذلك، لا تزال كبرى الشركات الأمريكية مثل آبل وسامسونج وجوجل مترددة في تبني هذه التقنية الواعدة حتى الآن.

تُصنف بطاريات السيليكون-كربون كنوع فرعي من بطاريات الليثيوم أيون، وتتميز بتركيبة أنود فريدة. فبدلاً من الاعتماد الكلي على الجرافيت، تستخدم هذه البطاريات مزيجًا من السيليكون والجرافيت في الأنود. يُعرف السيليكون بكثافة طاقة أعلى بحوالي 10 مرات من الجرافيت، وهذا ما يُمكّن من تحقيق زيادة كبيرة في سعة البطارية. وقد بدأت شركات رائدة في مجال التكنولوجيا مثل هونر وأوبو وهواوي وشاومي في دمج هذه البطاريات في هواتفها الذكية، بل وامتد استخدامها ليشمل الأجهزة القابلة للارتداء والمركبات الكهربائية.

التحديات الرئيسية وعمر البطارية طويل الأمد

على الرغم من المزايا الواضحة التي تقدمها، يواجه السيليكون تحديًا رئيسيًا يتعلق بتأثيره على عمر البطارية على المدى الطويل. فعند امتصاص أيونات الليثيوم خلال عملية الشحن، يتمدد أنود السيليكون بشكل ملحوظ مقارنةً بأنود الجرافيت، مما قد يؤدي إلى تلف تدريجي لهيكل البطارية مع مرور الوقت. يجب التنويه إلى أن هذا التمدد يختلف عن انتفاخ البطاريات الذي قد يسبب مخاطر انفجار، ولكنه يظل عاملًا مساهمًا في تدهور الأداء العام للبطارية. لا تزال هناك حاجة ماسة لجمع المزيد من البيانات الواقعية لتقييم التأثير الحقيقي لهذه المشكلة، خاصة وأن أول هاتف يعتمد بطاريات السيليكون-كربون، وهو Honor Magic 5 Pro، لم يُطلق إلا في عام 2023.

لماذا تتردد الشركات الكبرى؟

قد يُفسر هذا التحدي تردد عمالقة مثل آبل وسامسونج وجوجل في تبني هذه التقنية الجديدة، لا سيما مع تركيزها الشديد على دعم منتجاتها على المدى الطويل. يُضاف إلى ذلك، دخول لوائح أوروبية جديدة حيز التنفيذ، والتي تلزم بطاريات الهواتف الذكية بالاحتفاظ بنسبة 80% من سعتها الأصلية بعد 800 دورة شحن. وعلى الرغم من إدعاء بعض مصنعي بطاريات السيليكون بأن منتجاتهم تلبي هذه المتطلبات، إلا أن الشركات التكنولوجية الكبرى تفضل اتباع نهج حذر ومتحفظ.

القيود التنظيمية وتأثيرها على تصميم البطاريات

توجد أيضًا قيود تنظيمية دولية على حجم البطاريات، حيث تفرض لوائح الشحن متطلبات صارمة وتُصنف الخلايا التي تتجاوز سعتها 20 واط/ساعة (أي ما يعادل تقريبًا 5400 مللي أمبير في الساعة عند جهد 3.7 واط) كـ "بضائع خطرة". هذا التصنيف يؤدي إلى زيادة كبيرة في تكلفة شحن البطاريات الأكبر حجمًا، خاصةً عبر النقل الجوي، مما يدفع الشركات إلى تصميم بطاريات لا تتجاوز هذا الحد. وقد نجم عن ذلك اختلافات إقليمية في أحجام البطاريات، حيث تُطرح بعض الهواتف بإصدارات ذات بطاريات أصغر في السوق الأوروبي لتجنب الرسوم الإضافية.

مستقبل بطاريات السيليكون-كربون وتوقعات التبني

مع تقدم الزمن وتوفر المزيد من البيانات حول عمر بطاريات السيليكون-كربون في الاستخدام اليومي، يُتوقع أن تزداد نسبة السيليكون المستخدمة في هذه البطاريات تدريجيًا. هذا التطور سيؤدي إلى إنتاج بطاريات ذات سعة أكبر وقوة تحمل أفضل في الهواتف الذكية العادية. وقد نشهد في المستقبل القريب هواتف مزودة ببطاريات تصل سعتها إلى 7500 مللي أمبير في الساعة، وربما حتى 10000 مللي أمبير في الساعة. يبقى السؤال الأهم هو متى ستقرر الشركات الأمريكية الكبرى اعتماد هذه التقنية بشكل كامل. من المرجح أن تنتظر هذه الشركات حتى يتم التوصل إلى حلول فعالة تقلل من الآثار السلبية للسيليكون على عمر البطارية، وهو ما يتماشى مع سياستها الحذرة في تبني تقنيات الشحن السريع. على سبيل المثال، صرحت سامسونج بوضوح أنها تركز بشكل أكبر على موثوقية البطارية، على الرغم من اهتمامها بالبحث في تقنيات السيليكون.

روابط ومحتوى إضافي

سامسونج جالاكسي S26: تسريبات تكشف عن شاشة أكبر وبطارية أقوى وتغييرات في التسمية. تُقدم بطاريات السيليكون-كربون إمكانية تصغير حجم الهواتف مع الحفاظ على عمر بطارية طويل. آيفون 17 إير و Apple Watch Series 11: كل ما نعرفه عن إطلاق أبل القادم.Use Cases of Knowledge Graphs