ما وراء الشاشة.. المعركة القادمة لشركات الهواتف تدور حول "بطاريات السيليكون كربون"

لطالما شكلت البطارية الحلقة الأضعف في تطور الهواتف الذكية، فمع زيادة قوة المعالجات، وارتفاع دقة الشاشات، وانتشار تقنيات الذكاء الاصطناعي والاتصالات فائقة السرعة، بقيت بطاريات الليثيوم أيون التقليدية تواجه حدودا في السعة والحجم وسرعة الشحن.

لكن صناعة الهواتف بدأت تتجه نحو حل جديد يعرف باسم بطاريات السيليكون كربون (Silicon Carbon Batteries)، وهي تقنية تعد بزيادة كثافة الطاقة داخل البطارية مع الحفاظ على تصميمات أكثر نحافة.

مصدر الصورة

من الليثيوم التقليدي إلى السيليكون كربون

تعتمد معظم الهواتف الحالية على بطاريات الليثيوم أيون التي تستخدم مادة الغرافيت في القطب السالب (الأنود)، ورغم نجاح هذه التقنية لعقود، فإن الغرافيت يقترب من حدوده النظرية فيما يتعلق بكمية أيونات الليثيوم التي يمكن تخزينها.

اقرأ أيضا

هنا يأتي دور السيليكون، إذ تشير الأبحاث العلمية إلى أن قدرة السيليكون النظرية على تخزين أيونات الليثيوم أعلى بكثير من الغرافيت. ووفقا لوزارة الطاقة الأمريكية، يمكن للسيليكون نظريا استيعاب كمية من الليثيوم تصل إلى نحو عشرة أضعاف ما يستوعبه الغرافيت، ما يجعله مادة جذابة لزيادة كثافة الطاقة في البطاريات.

لكن استخدام السيليكون وحده كان يواجه مشكلة كبيرة، إذ يتمدد حجم جزيئاته أثناء عملية الشحن والتفريغ بنسبة كبيرة، ما يؤدي إلى تشققات داخل البطارية وتراجع عمرها الافتراضي. لذلك طورت الشركات تقنية تجمع بين السيليكون والكربون لإنشاء بنية أكثر استقرارا.

مصدر الصورة

كيف تعمل بطاريات السيليكون كربون؟

تستبدل هذه التقنية جزءا من الغرافيت الموجود في الأنود بمركبات تحتوي على السيليكون داخل هيكل كربوني، ويسمح هذا التصميم للكربون باحتواء تمدد السيليكون وتقليل الأضرار الناتجة عن دورات الشحن المتكررة.

النتيجة هي بطارية قادرة على تخزين كمية أكبر من الطاقة في مساحة أصغر، وهو ما يمنح الشركات المصنعة إمكانية إنتاج هواتف بسعات بطارية أعلى دون زيادة السماكة أو الوزن.

فعلى سبيل المثال، أصبحت بعض الهواتف الحديثة قادرة على تقديم بطاريات بسعات تتجاوز 5 آلاف مللي أمبير، بل وصلت بعض الطرازات إلى أكثر من 6 آلاف مللي أمبير، مع الحفاظ على تصميمات رقيقة نسبيا، وهو أمر كان أكثر صعوبة باستخدام بطاريات الليثيوم التقليدية.

هواوي وشاومي تقودان انتشار التقنية

كانت شركة هواوي من أوائل الشركات التي اعتمدت بطاريات السيليكون كربون في هواتفها، إذ استخدمت هذه التقنية في بعض أجهزة سلسلة ميت (Mate) وبي (P)، بهدف توفير سعات أكبر ضمن هيكل نحيف.

كما اتجهت شركات صينية أخرى مثل شاومي وهونر إلى تطوير حلول مشابهة، مستفيدة من التقدم في تصنيع مواد البطاريات. وتراهن هذه الشركات على التقنية كميزة تنافسية في سوق الهواتف الرائدة، خصوصا مع ازدياد اعتماد المستخدمين على تطبيقات الذكاء الاصطناعي والألعاب والبث عالي الدقة، وهي تطبيقات تستهلك طاقة أكبر.

مزايا تتجاوز زيادة السعة

لا تقتصر فوائد بطاريات السيليكون كربون على توفير عمر أطول للبطارية، بل تقدم مجموعة من التحسينات التقنية، أبرزها:

تحديات ما زالت تواجه التقنية

رغم المزايا الكبيرة، فإن بطاريات السيليكون كربون لم تصبح بديلا كاملا لبطاريات الليثيوم التقليدية بعد، ويكمن أحد أكبر التحديات في الحفاظ على استقرار السيليكون عبر آلاف دورات الشحن.

كما أن تصنيع هذه البطاريات يتطلب عمليات إنتاج أكثر تعقيدا ومواد متقدمة، ما قد يرفع التكلفة مقارنة بالبطاريات التقليدية، كما تشير تقارير من مؤسسات بحثية مثل الوكالة الدولية للطاقة إلى أن تطوير تقنيات تخزين الطاقة يعتمد بشكل كبير على تحسين المواد وتقليل تكاليف التصنيع قبل الانتشار التجاري الواسع.

مصدر الصورة

مستقبل بطاريات الهواتف الذكية

يرى خبراء الصناعة أن السيليكون كربون قد تكون مرحلة انتقالية مهمة قبل ظهور تقنيات أكثر تقدما مثل بطاريات الحالة الصلبة، التي ما زالت قيد التطوير.

ومع استمرار سباق الهواتف الذكية نحو أجهزة أكثر ذكاء واعتمادا على الذكاء الاصطناعي، ستصبح الحاجة إلى بطاريات ذات كثافة طاقة أعلى أمرا ضروريا، لذلك قد تتحول بطاريات السيليكون كربون خلال السنوات المقبلة من ميزة موجودة في بعض الهواتف المتقدمة إلى معيار أساسي في معظم الأجهزة المحمولة.

وبينما ركزت المنافسة سابقا على زيادة سرعة المعالج ودقة الكاميرا، فإن معركة الجيل القادم من الهواتف قد تكون في "ما يوجد تحت الغطاء"، حيث تصبح البطارية العامل الحاسم في تحديد قدرة الهاتف على مواكبة عصر الذكاء الاصطناعي والاستخدام المكثف."