علوم

تعرف على أسباب تراجع أداء بطارية جهازك


كشـ24 نشر في: 10 أغسطس 2016

يواجه العديد من مقتني الهواتف الذكية مشكلة تتعلق بعمر البطارية التي تعمل بشكل جيد في البداية ولكن بعد مضي فترة من الوقت يتغير كل شيء، فما هو سبب تدهور بطارية الهاتف؟.
 
تتطلب الهواتف الذكية في الوقت الراهن طاقة أكثر من ذي قبل، بسبب إضافة معالجات معقدة وشاشات كبيرة فيما تصبح البطاريات أصغر في سعي دائم من شركات التكنولوجيا لجعل هواتفها أرق وأسهل حملاً.
 
وتُستخدم في الهواتف الذكية بطاريات الليثيوم- آيون القابلة للشحن، وهي تعتبر أخف وأكثر كفاءة من غيرها وتعمل من خلال نقل أيونات الليثيوم بين قطبين كهربائيين، قطب سالب من أكسيد الليثيوم والكوبالت، وقطب موجب من الكربون (الجرافيت).
 
وعند القيام بشحن البطارية تتجمع الأيونات على القطب الموجب وتعود الأيونات للقطب السالب عند انتهاء الشحن، وتدعى هذه العملية بالتدوير وتعتبر جزءا من تصميم هذه البطاريات متوافقا عليه.
 
ويستحيل أن يصبح أداء بطاريتك أسوأ لو تمت عملية التدوير بنسبة 100%، ولكن هذا لن يحصل. حيث أن طبقة رقيقة من ذرات الليثيوم متحدة مع القطب الموجب تبقى في كل مرة تقوم بها بشحن بطاريتك، الأمر الذي يقلل من سعة البطارية.
 
وفي حال لم تعد الأيونات قادرة على الحركة فإنه لا يمكنها نقل شحنتها وبالتالي لا تستطيع إيصال الطاقة، لذا يمكن للمستخدمين توديع طبقة أخرى من ذرات الليثيوم في كل مرة يقومون فيها بشحن هواتفهم الذكية. وفي حال تكرار العملية مئات المرات، سنلاحظ تدهورا ملحوظا في عمر بطارية الهاتف.
 
وتتجلى العملية بتشكل طبقة سميكة من الليثيوم العاجز عن الحركة (على شكل أكسيد الليثيوم و كربونات الليثيوم)، هذه الطبقة تتجمع على القطب الموجب لتعرقل التفاعل مع الجرافيت.
 
ويذكر أن عدم فعالية تدوير البطارية يسبب تناقصا ثابتا وتدريجيا في عمر البطارية، ولكن يمكن أن تتناقص سعة بطارية جهازك بشكل مفاجئ وبدون أي سبب واضح ولا بد أم هنالك بالتأكيد سببا واضحا وراء ذلك.
 
فكما الحال في القطب الموجب الذي لا يلبث أن يصبح مغطى بطبقة من المواد جراء إعادة عملية الشحن، تظهر طبقة مشابهة على القطب السالب أيضا بسبب ما يدعى "الأكسدة بالكهرباء". وعند ارتفاع حرارة البطارية تزداد سرعة وأضرار هذا التفاعل الحاصل.
 
كما تُعاق قدرات رد الفعل لدى القطب السالب على الفور، مما يؤدي إلى خسارة مفاجئة وغير قابلة للاستعادة في سعة البطارية.
 
ويعود ذلك إلى أن تفاعل الليثيوم أيون الذي يوصل الطاقة لم يعد يمكن القيام به على أكمل وجه، والبطارية بدورها لم تعد قادرة على إيصال كمية الطاقة الاعتيادية كما كانت عندما كانت جديدة، والسبب الرئيسي وراء توقف عمل بطارية الهاتف هو أن الأقطاب الكهربائية قد أصابها الصدأ.
 
ومن أهم الأشياء التي يجب القيام بها للتخفيف من مسببات تدهور عمر البطارية، عدم تعريض البطارية للحرارة المرتفعة، حيث أن زيادة حرارة البطارية فوق الـ 35 درجة مئوية يسبب تراجع أداء القطب السالب بشكل ملحوظ. كما تتلاشى سعة البطارية عند الدرجات المنخفضة وهذا يعتبر تأثيرا لحظيا.
 
لذا على المستخدم الحفاظ على البطارية بدرجة حرارة بين 16-22 درجة من أجل تحقيق الأداء المثالي، وذلك من خلال نزع الغطاء عن الهاتف في أثناء الشحن.
 
وهنالك نصيحة أخرى تتعلق بالشحن، لا يجب شحن البطارية لتصل إلى 100% حيث يمكن أن تنجح البطارية أكثر بالشحن الجزئي إن لم تكن بحاجة إلى بطارية ممتلئة.
 
وعلى عكس بعض البطاريات القابلة للشحن، لا تتأثر بطاريات الليثيوم أيون سلباً بالشحن الجزئي، لذا إن لم تكن بحاجة للشحن الإضافي عليك أن تمنع البطارية من الوصول إلى 100%. بإبقاء الشحن بين 20-80%، حيث يسمح الأمر بإطالة عمر البطارية قدر المستطاع.
 
جدير بالذكر، أن البطاريات بحاجة إلى الاحتفاظ ببعض الطاقة لإبقاء دارات الحماية الداخلية فيها فعالة، وإن السماح لها بأن تفرغ كامل شحنتها سيدمر قدرتها على الاحتفاظ بالشحن. وتقوم بطاريات الليثيوم أيون خلال الاستعمال اليومي بمنع هذا من الحصول عن طريق الادعاء بأنها فارغة بينما تكون هي لا تزال تحتفظ ببعض الطاقة، ولكنها ستفشل في حال تُرِكَت لتُفرّغ شحنتها أكثر من ذلك.
 
عبر هذه الإجراءات يمكن أن تمنع بطارية هاتفك من أن تصبح أسوأ من ذي قبل، ولكن لا يمكن أن تعيد الشباب إلى بطارية أصابتها الشيخوخة دون تتبع إجراءات أكثر تخصصية.

يواجه العديد من مقتني الهواتف الذكية مشكلة تتعلق بعمر البطارية التي تعمل بشكل جيد في البداية ولكن بعد مضي فترة من الوقت يتغير كل شيء، فما هو سبب تدهور بطارية الهاتف؟.
 
تتطلب الهواتف الذكية في الوقت الراهن طاقة أكثر من ذي قبل، بسبب إضافة معالجات معقدة وشاشات كبيرة فيما تصبح البطاريات أصغر في سعي دائم من شركات التكنولوجيا لجعل هواتفها أرق وأسهل حملاً.
 
وتُستخدم في الهواتف الذكية بطاريات الليثيوم- آيون القابلة للشحن، وهي تعتبر أخف وأكثر كفاءة من غيرها وتعمل من خلال نقل أيونات الليثيوم بين قطبين كهربائيين، قطب سالب من أكسيد الليثيوم والكوبالت، وقطب موجب من الكربون (الجرافيت).
 
وعند القيام بشحن البطارية تتجمع الأيونات على القطب الموجب وتعود الأيونات للقطب السالب عند انتهاء الشحن، وتدعى هذه العملية بالتدوير وتعتبر جزءا من تصميم هذه البطاريات متوافقا عليه.
 
ويستحيل أن يصبح أداء بطاريتك أسوأ لو تمت عملية التدوير بنسبة 100%، ولكن هذا لن يحصل. حيث أن طبقة رقيقة من ذرات الليثيوم متحدة مع القطب الموجب تبقى في كل مرة تقوم بها بشحن بطاريتك، الأمر الذي يقلل من سعة البطارية.
 
وفي حال لم تعد الأيونات قادرة على الحركة فإنه لا يمكنها نقل شحنتها وبالتالي لا تستطيع إيصال الطاقة، لذا يمكن للمستخدمين توديع طبقة أخرى من ذرات الليثيوم في كل مرة يقومون فيها بشحن هواتفهم الذكية. وفي حال تكرار العملية مئات المرات، سنلاحظ تدهورا ملحوظا في عمر بطارية الهاتف.
 
وتتجلى العملية بتشكل طبقة سميكة من الليثيوم العاجز عن الحركة (على شكل أكسيد الليثيوم و كربونات الليثيوم)، هذه الطبقة تتجمع على القطب الموجب لتعرقل التفاعل مع الجرافيت.
 
ويذكر أن عدم فعالية تدوير البطارية يسبب تناقصا ثابتا وتدريجيا في عمر البطارية، ولكن يمكن أن تتناقص سعة بطارية جهازك بشكل مفاجئ وبدون أي سبب واضح ولا بد أم هنالك بالتأكيد سببا واضحا وراء ذلك.
 
فكما الحال في القطب الموجب الذي لا يلبث أن يصبح مغطى بطبقة من المواد جراء إعادة عملية الشحن، تظهر طبقة مشابهة على القطب السالب أيضا بسبب ما يدعى "الأكسدة بالكهرباء". وعند ارتفاع حرارة البطارية تزداد سرعة وأضرار هذا التفاعل الحاصل.
 
كما تُعاق قدرات رد الفعل لدى القطب السالب على الفور، مما يؤدي إلى خسارة مفاجئة وغير قابلة للاستعادة في سعة البطارية.
 
ويعود ذلك إلى أن تفاعل الليثيوم أيون الذي يوصل الطاقة لم يعد يمكن القيام به على أكمل وجه، والبطارية بدورها لم تعد قادرة على إيصال كمية الطاقة الاعتيادية كما كانت عندما كانت جديدة، والسبب الرئيسي وراء توقف عمل بطارية الهاتف هو أن الأقطاب الكهربائية قد أصابها الصدأ.
 
ومن أهم الأشياء التي يجب القيام بها للتخفيف من مسببات تدهور عمر البطارية، عدم تعريض البطارية للحرارة المرتفعة، حيث أن زيادة حرارة البطارية فوق الـ 35 درجة مئوية يسبب تراجع أداء القطب السالب بشكل ملحوظ. كما تتلاشى سعة البطارية عند الدرجات المنخفضة وهذا يعتبر تأثيرا لحظيا.
 
لذا على المستخدم الحفاظ على البطارية بدرجة حرارة بين 16-22 درجة من أجل تحقيق الأداء المثالي، وذلك من خلال نزع الغطاء عن الهاتف في أثناء الشحن.
 
وهنالك نصيحة أخرى تتعلق بالشحن، لا يجب شحن البطارية لتصل إلى 100% حيث يمكن أن تنجح البطارية أكثر بالشحن الجزئي إن لم تكن بحاجة إلى بطارية ممتلئة.
 
وعلى عكس بعض البطاريات القابلة للشحن، لا تتأثر بطاريات الليثيوم أيون سلباً بالشحن الجزئي، لذا إن لم تكن بحاجة للشحن الإضافي عليك أن تمنع البطارية من الوصول إلى 100%. بإبقاء الشحن بين 20-80%، حيث يسمح الأمر بإطالة عمر البطارية قدر المستطاع.
 
جدير بالذكر، أن البطاريات بحاجة إلى الاحتفاظ ببعض الطاقة لإبقاء دارات الحماية الداخلية فيها فعالة، وإن السماح لها بأن تفرغ كامل شحنتها سيدمر قدرتها على الاحتفاظ بالشحن. وتقوم بطاريات الليثيوم أيون خلال الاستعمال اليومي بمنع هذا من الحصول عن طريق الادعاء بأنها فارغة بينما تكون هي لا تزال تحتفظ ببعض الطاقة، ولكنها ستفشل في حال تُرِكَت لتُفرّغ شحنتها أكثر من ذلك.
 
عبر هذه الإجراءات يمكن أن تمنع بطارية هاتفك من أن تصبح أسوأ من ذي قبل، ولكن لا يمكن أن تعيد الشباب إلى بطارية أصابتها الشيخوخة دون تتبع إجراءات أكثر تخصصية.


ملصقات


اقرأ أيضاً
العثور على نوع جديد من الثدييات من عصر الديناصورات في منغوليا
عثر فريق دولي من علماء الحفريات على أحفورة في صحراء غوبي في منغوليا لنوع غير معروف من الثدييات عاش في العصر الطباشيري الذي امتد من 100 مليون سنة إلى حوالي 66 مليون سنة مضت.وأفادت مجلة " Acta Palaeontologica Polonica" بأن العلماء أطلقوا على الحيوان الجديد الذي يبلغ حجمه حجم الفأر تقريبا، اسم "رافجا إيشي" ( Ravjaa ishiii).ويذكر أن العلماء عثروا في عام 2019، على جزء من الفك السفلي يبلغ طوله سنتيمترا واحدا فقط.وأظهر التحليل أن الحيوان ينتمي إلى عائلة Zhelestidae؛ وهي ثدييات قديمة من العصر الطباشيري، ولكن الشكل الفريد للفك والأضراس العالية يميزه عن الممثلين الآخرين للمجموعة، ما جعل من الممكن تحديد جنس ونوع منفصلين.ويغير هذا الاكتشاف، الذي هو الأول لـ "Zhelestidae " في منغوليا، فكرة توزيع هذه الحيوانات، حيث كان يعتقد في السابق أنها تعيش بشكل رئيسي في المناطق الساحلية، لكن "رافجا إيشي" يثبت أنها عاشت أيضا في أعماق المناطق القارية.
علوم

حقن الذهب في العين.. تقنية جديدة للحفاظ على البصر
كشفت دراسة جديدة تم تطبيقها على الفئران في الولايات المتحدة أن حقن الذهب في العين قادر على علاج التنكس البقعي المرتبط بالعمر (AMD) ومشاكل العين الأخرى. ويؤثر التنكس البقعي على الملايين في جميع أنحاء العالم ويزداد احتماله مع تقدمنا في العمر، ويتسبب في ضبابية الرؤية ومشاكل أخرى. ويقول المهندس الحيوي جياروي ني، من جامعة براون في ولاية رود آيلاند: "هذا نوع جديد من دعامات الشبكية لديه القدرة على استعادة الرؤية المفقودة بسبب التنكس الشبكي دون الحاجة إلى جراحة مُعقدة أو تعديل جيني، نعتقد أن هذه التقنية قد تُحدث نقلة نوعية في أساليب علاج حالات التنكس الشبكي". كيف يعمل العلاج الجديد؟ يتم دمج جزيئات نانوية من الذهب دقيقة جدا، أرق من شعرة الإنسان آلاف المرات، مع أجسام مضادة تستهدف خلايا معينة في العين، ثم يتم حقنها في الغرفة الزجاجية المليئة بالهلام بين الشبكية وعدسة العين. وبعد ذلك، يتم استخدام جهاز ليزر صغير بالأشعة تحت الحمراء لتحفيز هذه الجزيئات النانوية وتنشيط الخلايا المحددة بنفس الطريقة التي تعمل بها الخلايا الحساسة للضوء. وعلى الفئران التي تم اختبار العلاج عليها، والتي تم تعديلها لتصيبها اضطرابات شبكية، كان العلاج فعالا في استعادة الرؤية جزئيا على الأقل (من الصعب إجراء اختبار رؤية كامل على الفئران)، حسبما ذكر موقع "ساينس أليرت" العلمي. وأوضح ني نتائج التجربة قائلا: "أظهرنا أن الجزيئات النانوية يمكن أن تبقى في الشبكية لعدة أشهر دون سمية كبيرة، وأثبتنا أنها يمكن أن تحفز النظام البصري بنجاح. وهذا أمر مشجع للغاية للتطبيقات المستقبلية". وكما هو الحال في معظم الدراسات على الفئران، فهناك فرصة جيدة لترجمة النتائج وتطبيقها على البشر، لكن ذلك سيستغرق بعض الوقت للوصول إلى استخدام آمن يمكن للسلطات الصحية الموافقة عليه.
علوم

كارثة بيئية صامتة تهدد سدس الأراضي الزراعية في العالم!
كشفت دراسة حديثة أن نحو سدس الأراضي الزراعية حول العالم ملوث بالمعادن الثقيلة السامة، حيث يعيش ما يصل إلى 1.4 مليار شخص في مناطق عالية الخطورة حول العالم. وتقدر الدراسة أن 14% إلى 17% من الأراضي الزراعية عالميا، ما يعادل 242 مليون هكتار، تعاني من تلوث بمعادن ثقيلة سامة تتجاوز عتبات السلامة الزراعية والصحية للإنسان، ما يعرض صحة الملايين للخطر. وأظهرت النتائج التي اعتمدت على تحليل أكثر من ألف دراسة إقليمية وتقنيات التعلم الآلي، أن المعادن الخطيرة مثل الزرنيخ والكادميوم والكروم والنيكل والرصاص والنحاس والكوبالت تنتشر في مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية، مع تركيزات عالية بشكل خاص في مناطق جنوب وشرق آسيا وأجزاء من الشرق الأوسط وإفريقيا. ويقدر الباحثون أن ما بين 900 مليون إلى 1.4 مليار شخص يعيشون في مناطق عالية الخطورة نتيجة هذا التلوث. ووجدت الدراسة أن الكادميوم هو أكثر المعادن السامة انتشارا، وكان متواجدا بشكل خاص في جنوب وشرق آسيا، وأجزاء من الشرق الأوسط، وإفريقيا. وحذرت الدكتورة ليز رايلوت، الخبيرة في علم الأحياء بجامعة يورك، من العواقب الوخيمة لهذا التلوث الذي "يدخل سلسلتنا الغذائية ومصادر مياهنا، مسببا مشاكل صحية خطيرة تتراوح بين الأمراض الجلدية وتلف الأعصاب والأعضاء، وصولا إلى زيادة مخاطر الإصابة بالسرطان". وأشارت إلى أن طبيعة هذه الملوثات تسمح لها بالبقاء في التربة لعقود، ما يزيد من صعوبة التخلص منها. ويأتي التلوث من مصادر طبيعية وأنشطة بشرية متعددة، وتسبب التربة الملوثة مخاطر جسيمة على النظم البيئية وصحة الإنسان، بالإضافة إلى انخفاض إنتاج المحاصيل، مما يُهدد جودة المياه وسلامة الغذاء بسبب التراكم البيولوجي في حيوانات المزارع. يمكن أن يستمر تلوث التربة بالمعادن السامة لعقود من الزمن بمجرد دخول التلوث إلى التربة. ويحذر العلماء من أن الطلب المتزايد على المعادن لصناعة التقنيات الخضراء - مثل توربينات الرياح والبطاريات الكهربائية والألواح الشمسية - قد يفاقم أزمة تلوث التربة بالمعادن الثقيلة. كما أبرزت الدراسة التحدي العالمي المتمثل في أن التلوث المعدني لا يعترف بالحدود السياسية، ما يتطلب تعاونا دوليا لمواجهته، خاصة في الدول الفقيرة التي تتحمل العبء الأكبر بينما تداعياتها تمتد لتهدد الأمن الغذائي العالمي. وهذه النتائج تضع العالم أمام تحد ثلاثي الأبعاد: بيئي يتمثل في تدهور النظم الإيكولوجية، واقتصادي عبر خفض الإنتاجية الزراعية، وصحي بسبب المخاطر الجسيمة على البشر. وهذا يستدعي استجابة عاجلة تشمل تعزيز الرقابة، وتطوير تقنيات معالجة التربة، ووضع سياسات عالمية للحد من التلوث المعدني، مع التركيز على دعم الدول النامية الأكثر تأثرا بهذه الكارثة البيئية الصامتة.
علوم

تحذيرات من عاصفة شمسية قد تدمر العالم الرقمي وتعيدنا إلى القرن الـ19
حذّر فريق من الخبراء من احتمال وقوع عاصفة شمسية هائلة قد تضرب الأرض في أي لحظة، بقوة كافية لتعطيل الأقمار الصناعية وتدمير البنية التحتية لشبكات الكهرباء. ورغم أن توهجات شمسية بهذا الحجم لم تحدث منذ أكثر من ألف عام، إلا أن تكرارها اليوم سيُشكل تهديدا غير مسبوق على العالم الرقمي والأنظمة الحيوية التي يعتمد عليها الإنسان في حياته اليومية. ويطلق العلماء على هذا النوع من الظواهر اسم "حدث مياكي"، وهو مصطلح مستمد من اكتشاف الباحثة اليابانية فوسا مياكي عام 2012، حين لاحظت ارتفاعا حادا في مستويات الكربون-14 في حلقات أشجار أرز تعود إلى أكثر من 1250 عاما. وأشار تحليلها إلى أن مصدر هذا الارتفاع كان انفجارا شمسيا ضخما أطلق كميات هائلة من الجسيمات عالية الطاقة نحو الأرض. وصرّح البروفيسور ماثيو أوينز، من جامعة ريدينغ، بأن تكرار "حدث مياكي" اليوم "سيُحرق محولات الكهرباء ويحدث انهيارا في شبكات الطاقة، ويجعل من الصعب إعادة تشغيلها بسبب طول فترة تصنيع المحولات واستبدالها". ماذا سيحدث إذا ضُربت الأرض بعاصفة شمسية شديدة؟ انهيار شبكات الكهرباء حول العالم. انقطاع الإنترنت وخدمات الاتصالات. تعطل الأقمار الصناعية وأجهزة الملاحة. توقف محطات تنقية المياه والصرف الصحي. تلف الأغذية المبردة نتيجة انقطاع الكهرباء. زيادة الإشعاع على ارتفاعات الطيران العالية، ما قد يؤثر على صحة الركاب والطاقم. استنزاف طبقة الأوزون بنسبة تصل إلى 8.5%، مع تأثيرات مناخية ملحوظة. مشاهد مذهلة للشفق القطبي قد تُرى في مناطق غير معتادة حول العالم. وأوضح العلماء أن العالم قد لا يحصل إلا على 18 ساعة فقط من الإنذار المسبق قبل وصول الجسيمات الشمسية إلى الأرض، وهو وقت غير كاف لاتخاذ إجراءات وقائية فعالة على نطاق واسع. ويشير الخبراء إلى أن "حدث مياكي" قد يكون أقوى بعشر مرات على الأقل من عاصفة "كارينغتون" الشهيرة عام 1859، والتي سببت حينها تعطل التلغرافات واشتعال أجهزتها وظهور الشفق القطبي في مناطق قريبة من خط الاستواء. وفي دراسة أجرتها جامعة كوينزلاند، خلص العلماء إلى أن حدثا من هذا النوع اليوم قد يُحدث ضررا بالغا بالمجتمع التكنولوجي والمحيط الحيوي، بسبب ضعف قدرة العلماء على التنبؤ به وصعوبة التعامل مع نتائجه. وأشارت الدراسة إلى أن الكابلات البحرية والأقمار الصناعية قد تتعرض لأضرار جسيمة، ما يؤدي إلى انقطاع طويل الأمد للإنترنت، ويعطل الاقتصاد العالمي والبنية التحتية الرقمية.
علوم

التعليقات مغلقة لهذا المنشور

الطقس

°
°

أوقات الصلاة

الأحد 11 مايو 2025
الصبح
الظهر
العصر
المغرب
العشاء

صيدليات الحراسة