हाल के वर्षों में, अधिक से अधिक स्मार्टफोन सिलिकॉन-कार्बन बैटरियों का उपयोग करके जारी किए जा रहे हैं। इस तकनीक को लोकप्रिय बनाया गया जब इसे Honor, Oppo और Xiaomi जैसे चीनी निर्माताओं द्वारा अपनाया गया। अब Samsung भी इस समूह में शामिल हो गई है, जो अपने Galaxy Z Fold 8 और Z Fold 8 Ultra मॉडल की बैटरियों में सिलिकॉन-कार्बन का उपयोग करती है।
Engadget की रिपोर्ट के अनुसार, ऐसी बैटरियां पारंपरिक लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में काफी अधिक क्षमता वाली हो सकती हैं। इस तकनीक से लैस कुछ डिवाइस एक बार चार्ज करने पर दो दिनों तक चल सकते हैं।
बैटरी कैसे काम करती है?
बैटरी तीन मुख्य घटकों से बनी होती है: एनोड, कैथोड और उनके बीच स्थित इलेक्ट्रोलाइट। जब बैटरी पूरी तरह चार्ज होती है, तो सभी इलेक्ट्रॉन एनोड में रहते हैं, जो धीरे-धीरे उन्हें कैथोड की ओर छोड़ता है। इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह कई विद्युत और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करता है जो ऊर्जा मुक्त करते हैं। सामान्य स्मार्टफ़ोन में एनोड में इलेक्ट्रॉनों को कई बार जोड़ा जा सकता है। हालांकि, समय के साथ संग्रहीत ऊर्जा की मात्रा कम हो जाती है क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक सामग्री खो देता है।
लिथियम-आयन बैटरियां
लिथियम-आयन बैटरियां अपने हल्केपन, उच्च ऊर्जा घनत्व और गिरावट शुरू होने से पहले कई चार्जिंग और डिस्चार्जिंग चक्रों को सहन करने की क्षमता के कारण लोकप्रिय हैं। आमतौर पर, एक लिथियम-आयन बैटरी में एनोड के रूप में ग्रेफाइट पाउडर, कैथोड के रूप में लिथियम फॉस्फेट पाउडर और इलेक्ट्रोलाइट के रूप में एथिलीन कार्बोनेट शामिल होता है।
सिलिकॉन-कार्बन बैटरियां क्या हैं
इन कोशिकाओं को आंशिक रूप से सिलिकॉन-कार्बन बैटरियां कहना गलत है: वे अभी भी कैथोड में लिथियम सामग्री का उपयोग करती हैं। इसके अलावा, वर्तमान भौतिकी शुद्ध सिलिकॉन-कार्बन एनोड बनाने की अनुमति नहीं देती है। वास्तव में, इन कोशिकाओं में मौजूद मौजूदा ग्रेफाइट के साथ केवल एक छोटा प्रतिशत सिलिकॉन-कार्बन मिलाया जाता है।
Samsung खुद को सिलिकॉन-कार्बन सेल को लागू करने वाला सबसे बड़ा स्मार्टफोन निर्माता बताता है। कंपनी ने कहा है कि वह कुछ चीनी उपकरणों में देखे जाने वाले बहुत उच्च क्षमता वाले सेल बनाने का लक्ष्य नहीं रखती है। नया Z Fold फ़ोन लाइन सिलिकॉन की थोड़ी मात्रा का उपयोग बैटरी के आकार को कम करने और परिणामस्वरूप, पूरे हार्डवेयर को कम करने के लिए करती है। यूरोपीय संघ में प्रस्तुत नियामक दस्तावेजों में, Samsung ने बताया कि इन कोशिकाओं का जीवनकाल केवल 1200 चार्जिंग चक्र होगा, जो पिछली पीढ़ी के लिए घोषित 2000 चक्रों की तुलना में उल्लेखनीय कमी है।
सिलिकॉन-कार्बन बैटरियों के लाभ
लाभों में शामिल हैं:
- उत्कृष्ट भंडारण क्षमता: सिलिकॉन में पारंपरिक ग्रेफाइट की तुलना में प्रति ग्राम दस गुना अधिक ऊर्जा संग्रहीत करने की क्षमता होती है।
- उच्च ऊर्जा घनत्व (कम आयतन): यह पतले और कॉम्पैक्ट डिवाइस फॉर्म फैक्टर को बनाए रखते हुए काफी अधिक क्षमता वाली बैटरियां बनाने की अनुमति देता है, बिना मोटाई बढ़ाए।
- तेज चार्जिंग: सिलिकॉन की प्रतिक्रिया लिथियम आयनों के धीमी गति से ग्रेफाइट पर प्रवेश करने की तुलना में अधिक तेज एकीकरण प्रक्रिया प्रदान करती है, जिससे रीचार्जिंग की गति तेज होती है।
- उपलब्धता और कम लागत: सिलिकॉन एक सस्ता, व्यापक रूप से उपलब्ध और आसानी से प्राप्त होने वाला कच्चा माल है।
- भू-राजनीतिक जोखिम में कमी: प्रचुर और व्यापक रूप से उपलब्ध संसाधन का उपयोग अंतरराष्ट्रीय तनाव और संघर्ष के अधीन आपूर्ति श्रृंखलाओं और सामग्रियों पर निर्भरता को कम करता है।
सिलिकॉन-कार्बन बैटरियों की कमियाँ
कमियों में शामिल हैं:
- सेल का कम जीवनकाल: बैटरियां पारंपरिक तकनीकों की तुलना में थोड़ी कम टिकाऊपन और जीवन चक्र प्रदर्शित करती हैं।
- बड़ा आयतन विस्तार (भौतिक विरूपण): चार्जिंग चक्र के दौरान सिलिकॉन लगभग 400% फैलता है (ग्रेफाइट के 10% की तुलना में), जिससे घटक में यांत्रिक तनाव पैदा होता है और शुद्ध सिलिकॉन के उपयोग में बाधा आती है।
- क्षमता और दीर्घायु के बीच संतुलन की आवश्यकता: उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन और ग्रेफाइट के अनुपात को निर्धारित करने में एक तकनीकी चुनौती है, बिना जीवनकाल पर अत्यधिक समझौता किए।
