پایان نگرانی از انفجار در گوشی‌های تاشو؛ سامسونگ چگونه باتری زد فولد ۸ را ایمن کرد؟

باتری سیلیکون-کربن چیست و چه خطراتی دارد؟

باتری‌های سیلیکون-کربن از ساختاری شیمیایی مشابه باتری‌های لیتیوم-یونی معمول بهره می‌برند، اما تفاوت اصلی آن‌ها در مواد تشکیل‌دهنده الکترود منفی (آند) است؛ جایی که ترکیب سیلیکون و کربن جایگزین گرافیت شده است.

برندهایی مانند شیائومی و آنر معمولاً از ۱۰ تا ۱۶ درصد سیلیکون در آند استفاده می‌کنند. اگرچه سیلیکون چگالی انرژی بسیار بالاتری دارد، اما استفاده از آن ریسک‌های بزرگی به همراه می‌آورد؛ زیرا سیلیکون هنگام شارژ و تخلیه شارژ به‌شدت منبسط و منقبض می‌شود. این فرآیند می‌تواند باعث باد کردن باتری، اتصال کوتاه و در بدترین حالت، داغ شدن بیش از حد (Thermal Runaway) و انفجار شود.

بازطراحی مهندسی باتری‌ها توسط سامسونگ

برای غلبه بر این خطرات، سامسونگ معماری باتری‌های نسل جدید گوشی‌های تاشوی خود را از نو طراحی کرده است.

در بخش آند، سامسونگ از یک پوشش کربنی بسیار نازک روی ذرات سیلیکون-کربن استفاده کرده تا واکنش‌پذیری سیلیکون را کنترل کند. این پوشش مانع از تغییر حجم ناگهانی باتری شده و پایداری آن را در طولانی‌مدت تضمین می‌کند.

در بخش الکترود مثبت (کاتد) نیز از دو تکنولوژی استفاده شده است:

۱. پوشش‌دهی کاتد (Cathode Coating)

۲. دوپینگ کاتد (Cathode Doping): در این فرآیند، عناصری مانند آلومینیوم (Al)، تیتانیوم (Ti) یا نیوبیوم (Nb) به شبکه کریستالی کاتد تزریق می‌شوند. این عناصر سخت، ساختار کریستالی را در برابر ولتاژهای بالا و ترک‌های میکروسکوپی ناشی از انبساط مقاوم می‌سازند.

تغییرات شگفت‌انگیز در الکترولیت و جداکننده

اقدامات ایمنی سامسونگ تنها به الکترودها محدود نمی‌شود. این شرکت الکترولیت (ماده مایع یا ژلی میان آند و کاتد) را نیز دستخوش تغییر کرده و افزودنی‌های ویژه‌ای به آن اضافه کرده است تا یک لایه محافظ روی سطح سیلیکون تشکیل شود.

علاوه بر این، جداکننده (Separator) یا همان صفحه‌ای که آند و کاتد را از هم جدا نگه می‌دارد، به موادی با منافذ بهینه‌سازی‌شده مجهز شده تا جابه‌جایی یون‌ها تسهیل شده و پایداری حرارتی باتری حفظ شود. گفتنی است که مدل گلکسی زد فولد ۸ اولترا بیشترین سهم را از این ساختار جدید برده است، در حالی که مدل استاندارد زد فولد ۸ به‌طور جداگانه برای نیازهای حرارتی و فضایی خود بهینه‌سازی شده است.

چشم‌انداز آینده: ورود فناوری جدید به سری گلکسی S27

پیوستن سامسونگ به جمع استفاده‌کنندگان از باتری‌های سیلیکون-کربن، نویدبخش تحولات بزرگ در پرچمداران بعدی این شرکت است. با توجه به توسعه این فناوری، انتظار می‌رود سری گلکسی S27 که در ماه‌های آینده معرفی می‌شود نیز به این باتری‌ها مجهز شوند.

این اتفاق می‌تواند پس از سال‌ها، طلسم ظرفیت ۵۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی را در مدل‌های اولترا (که از زمان گلکسی S20 اولترا دست‌نخورده باقی مانده بود) بشکند. با بهینه‌سازی‌های انجام‌شده، احتمال می‌رود گلکسی S27 اولترا با باتری حدوداً ۶۰۰۰ میلی‌آمپر ساعتی و سرعت شارژ بسیار بالاتر راهی بازار شود.