شهدت الهواتف المحمولة العديد من القفزات التقنية في السنوات الماضية، بداية من الاعتماد على معالجات أكثر قوة وقدرة على تنفيذ العمليات بشكل أسهل وأسرع كثيرا عن الماضي وحتى تطور عدسات الكاميرا وتقنيات التقاط الصور بها.
ورغم التطور الكبير الحادث في تقنيات الهواتف والذي شمل جميع جوانبها تقريبا لدرجة أن الهواتف المحمولة التي نمتلكها اليوم لا تشبه تلك التي استخدمناها منذ 10 سنوات، إلا أن هناك جانبا واحدا ظل متشابها بين هواتف الأمس واليوم، إذ تُركت البطاريات خارج سباق التطور ولم تحصل على تحديثات تواكب بقية مكونات الهاتف.
تنتمي بطاريات الهواتف الذكية في عصرنا الحالي إلى فئة بطاريات أيونات الليثيوم، وذلك نسبة إلى المواد الكيميائية السائلة الموجودة بها، ورغم غرابة هذا المفهوم، إلا أن بطاريات الهواتف تضم مكونات كيميائية سائلة تتيح لأيونات الليثيوم التحرك بين أقطاب البطارية من أجل توليد الطاقة ونقلها بين القطبين.
في الواقع، لا تستخدم بطاريات أيونات الليثيوم في الهواتف المحمولة فقط، بل يتسع مدى استخدامها ليشمل جميع الأجهزة المحمولة أو المتحركة التي تحتاج إلى الطاقة بداية من الساعات الذكية والسماعات اللاسلكية وحتى بطاريات السيارات الكهربائية ذات المدى الواسع، وذلك مع اختلاف حجم البطارية.
يمكن تتبع اللحظات الأولى لظهور بطاريات أيونات الليثيوم إلى عام 1970، عندما استطاع العالم الكيميائي جون جوديناف تحسين النموذج الأولي لبطاريات الليثيوم وجعلها مستقرة؛ ممهدا الطريق لاستخدامها بشكل تجاري حول العالم، ومن الجدير بذكره أن جوديناف حصل على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2019 لتطويره هذه التقنية الثورية ليصبح أكبر فائز بجائزة نوبل في التاريخ، وذلك قبل أن توافيه المنيّة عن عمر يناهز 100 عام في يناير/كانون الثاني 2023.
انتشر في الآونة الأخيرة مفهوم بطاريات الحالة الصلبة بعد أن أعلنت “تويوتا” عن صفقة مع شركة تطوير بطاريات الحالة الصلبة وكيف تنوي استخدامها في جميع سياراتها الكهربائية المسبقة، كما لحقتها “بي إم دبليو” بعد استحواذها على شركة “سولد باور” (Solid Power) التي تعمل في القطاع ذاته ونيتها إطلاق 800 ألف سيارة تعتمد على هذه التقنية بحلول عام 2028، كما أن “سامسونج” أعلنت نيتها استخدام التقنية ذاتها في الهواتف والمنتجات المستقبلية الخاصة بها.
ورغم الصعود المفاجئ لهذا المفهوم، إلا أن التقنية التي تعتمد عليها بطاريات الحالة الصلبة ليست حديثة العهد، بل كانت موجودة منذ مطلع القرن الـ19 على يد مايكل فاراداي الذي قدم التقنية للمرة الأولى في صورتها البدائية.
من ناحية طريقة العمل، فإن بطاريات الحالة الصلبة لا تختلف كثيرا عن بطاريات الليثيوم، إذ تستند على الفكرة العلمية ذاتها بوجود أقطاب مختلفة الشحنة يتم فصلها عن بعضها البعض مع وجود مادة موصلة تعمل على نقل الشحنة بين القطبين.
الاختلاف الأبرز يكمن في حالة المادة الفاصلة بين القطبين، إذ تعتمد بطاريات أيونات الليثيوم على سائل الليثيوم لنقل الشحنة، بينما تعتمد بطاريات الحالة الصلبة على الليثيوم في حالته الصلبة، وهو ما يتيح للبطارية أن تحمل كثافة أعلى من الشحنة الكهربائية.
وبفضل التحول إلى الحالة الصلبة، فإن المخاطر الممزوجة مع بطاريات أيونات الليثيوم السائلة تقل تماما، إذ تظل أيونات الليثيوم الصلبة ثابتة في مختلف أوضاع الاستخدام، ومع غياب مخاطر الانفجارات أو الاحتراق، فإن الحاجة إلى أنظمة تبريد متطورة وحماية للبطارية تصبح أقل.
