او نيز مثل بسياري از کاربران تمايل دارد در طول پروازهاي طولاني کار خود را ادامه دهد و از برنامه هايي مثل شبکه سازي بي سيم که انرژي زيادي مصرف مي کنند، استفاده نمايد. اين الگوي استفاده تغيير يافته و تقاضا براي نوت بوک هاي سريعتر فاصله اي را بين توان فراهم شده توسط باتري و کارآيي سيستم ايجاد مي کند. در حاليکه نوت بوک ها همچنان از قانون مور بهره مي برند باتري ها نمي توانند همگام با آنها پيشرفت نمايند. آينده اين گونه ابزارهاي محاسباتي به تکنولوژي الکتروشيمي که پيشرفت کندي برخوردار است، بستگي دارد. اين به آن معنا نيست که باتري ها بهتر نشده اند.
Carl Pinto مدير بخش توليد شرکت توشيبا مي گويد: اگر از باتري هاي جديد در نوت بوک جديد در نوت بوک هايي استفاده کنيم که 5 سال پيش ساخته شده اند عمر باتري 8 ساعت خواهد بود. مسيله اين است که دستگاه هاي موبايل به توان بيشتري نياز دارند. تا چندي پيش سرمايه گذاري در تکنولوژي باتري بسيار اندک بود. Rob Enderle تحليلگر Enderle Group در San Jose مي گويد: در 100 سال اخير کار زيادي در رابطه با باتري ها انجام نشده است. Mike Trainor يکي از مديران ارشد تکنولوژي موبايل در شرکت اينتل مي گويد: عمر باتري يکي از سه معيار اصلي براي خريد نوت بوک محسوب مي شود. فروشگاه هاي IT به سيستم هاي ظريف تر با کارآيي بالاتر و امکانات بي سيم بيشتر نياز دارند تا فضا را براي باتري ها کاهش دهند. شرکت اينتل توليد کننده بوردهاي منطقي و چيپ ست هايي است که اکثر سازندگان نوت بوک از آنها استفاده مي کنند.
چيپ ست موبايل Centrino اينتل مصرف انرژي را کاهش داده و زمان عملکرد دستگاه را از دو تا سه ساعت به پنج ساعت رسانده است. اما اين مدت زمان هنوز براي کاربراني که خواهان عمر باتري براي تمام مدت روز هستند کفايت نمي کند. 8 ساعت عمر باتري به watt hours)wh100) انرژي نياز دارد اما در حال حار بهترين تکنولوژي باتري کمتر از wh60 انرژي در اختيار کاربران مي گذارد. Trainon اطمينان دارد که شرکت اينتل مي توان تا پايان اين دهه حداکثر ويژگي هايي را که مي توان از قانون مور انتظار داشت، ارايه دهد در حاليکه مصرف انرژي را در همان ميزان 100wh نگاه دارد. اما با اين وجود باز هم يک اختلاف توان باقي خواهد ماند. مسيله مهم اين است: چگونه مي توانيم انرژي بيشتري در سيستم داشته باشيم؟
فروشندگان اخيرا نسبت به اين مشکل آگاه تر شده اند، اما بخش خصوصي و دولتي بيشتر بر روي تحقيقاتدر مورد مواد تشکيل دهنده باتري سرمايه گذاري مي کنند تا طرح اصلي باتري. اين نوع سرمايه گذاري به ايجاد اختلاف توان فعلي کمک کرده است. Donald Sadowat پروفسور مهندسي مواد در MIT مي گويد: در اين مورد فقط يک جبنه مورد بررسي قرار گرفته و با اين نوع تحقيقات ما اکنون 7 يا 8 سال عقب هستيم، برنامه هاي مربوط به مواد تشکيل دهنده باتري ها براي تحقيقات همه جا در دسترس نمي باشند.
در واقع اين کاربران هستند که تحت تاثير مشکل قرار مي گيرند. Tony Scott مدير ارشد تکنولوژي شرکت General Motors معتقد است که عمر باتري نوت بوک هاي مبتني بر تکنولوژي Centrino بيست تا سي درصد پيشرفت داشته است اما زمان عملکرد واقعي هنوز کمتر از سه ساعت مي باشد. اين مدت زمان براي استفاده از نوت بوک در جلسات کافي نيست. او مي گويد: اگر دو جلسه يک ساعته پشت سر هم بر قرار شود و از نوت بوک در اين جلسات استفاده کامل شود متوجه مشکلات خواهيد شد. تصور نمي کنم استفاده کامل از نوت بوک در سه جلسه پشت سر هم امکانپذير باشد. ما به مدت زمان 8 ساعت استفاده نياز داريم و اين مشکلي است که با تعداد بيشماري از دستگاه هاي امروزي وجود دارد.
مشکلات Saltzman در مورد باتري فقط به نوت بوک ها محدود نمي شود. او کنترل 200000 دستگاه را که باتري کار مي کنند (از جمله ابزارهاي دستي که با امواج راديويي کار مي کنند و در حمل ونقل محدوديت توسط رانندگان مورد استفاده قرار مي گيرند) در شرکت UPS بر عهده دارد. باتري دستگاه ها در هواي گرم يا سرد خوب شارژ نمي شوند بنابراين شارژ باتري ها بايد در يک محل ويژه انجام شود. از آنجاييکه رانندگان گاهي اوقات تا 10 ساعت در جاده هستند بايد از باتري هاي بزرگتر استفاده کنند و استفاده از باتري هاي بزرگتر وزن دستگاه را افزايش مي دهد. از نظر Saltzman چگالي بيشتر انرژي به منظور کاهش وزن باتري مناسب است. Kyrt Kelty مدير بخش توسعه تجاري آزمايشگاه Panasonic Energy Solutions مي گويد: توليد کنندگان باتري از زمانيکه باتري هاي يون ليتيوم ساخته شده اند يعني از اوايل دهه 90، پيشرفت هاي چشمگيري را در رابطه با اين نوع باتري ها نشان داده اند. در طي 5 سال گذشته باتري هاي يون ليتيوم جايگزين تکنولوژي هاي Nickel Metal Hydride) NiMH) و Nickel Cadmium يا NiCd که در دستگاه هاي محاسباتي موبايل مورد استفاده قرار مي گرفتند، شده اند. يون ليتيوم چگالي انرژي Volumetric بالاتري را ارايه مي کند و موارد مربوط به حافظه که عمر باتري هاي Nicd را کاهش مي دهد بر اين نوع باتري ها تاثيري ندارد. باتري هاي يون ليتيوم از نظر محيطي نيز نسبت به باتري هاي NiCd ارجح مي باشند. زيرا کادميم يک ماده سمي بوده و مشکلاتي را براي محيط زيست به وجود مي آورد.
در حاليکه باتري هاي مبتني بر نيکل از نظر ظرفيت به حد نهايي رسيده و ديگر جاي پيشرفت ندارند باتري هاي يون ليتيوم به توسعه خود ادامه مي دهند. در سالهاي اخير ظرفيت به ميزان ده درصد در سال افزايش يافته و رقابت، قيمت ها را به ميزان ده تا 20 درصد در سال کاهش داده است. گر چه باتري هاي يون ليتيوم هنوز به آن ميزان ظرفيتي که از نظر تيوري برايشان در نظر گرفته شده نرسيده اند اما اعتقاد بر اين است که ويژگي هاي آينده اين نوع باتري ها اختلاف توان موجود را از بين مي برد. چنين اعتقادي علاقه به تحقيقات در زمينه باتري را گسترش داده است. شرکت هايي مثل Electrovaya، پليمريون ليتيوم را که از يک الکترونيک ژل مانند در آن استفاده مي شود، به کار مي گيرند. عليرغم تعهد اوليه، اين تکنولوژي بسيار گران تر از يون ليتيوم بوده و از نظر چگالي انرژي پيشرفتي نداشته است. البته تکنولوژي فوق تنها يک مزيت دارد: اين نوع باتري ها مي توانند به شکل مسطح ساخته شوند بنابراين براي دستگاه هاي کوچک مناسب تر هستند اما باتري هاي يون ليتيوم تنها به شکل استوانه اي عرضه مي شوند.
شرکت Pionics در ژاپن يک باتري پيش نمونه با چگالي انرژي 600wh/liter را عرضه کرده است. بنا بر اظهارات Atakan Ozbek، تحليلگر ارشد ABI Research، اکثر باتري هاي يون ليتيوم امروزي در محدوده 200 تا 250wh/liter قرار دارند. در حال حاضر بعضي از فروشندگان بر روي طرح هايي کار مي کنند که از موادي مانند ليتيوم سولفور و ليتيوم فسفات در آنها استفاده شود. حتي ممکن است باتري هاي قليايي قديمي دوباره مورد استفاده قرار گيرند. Robert Zeiler، مدير شرکت Znic Matrix Power در سانتاباربارا کاليفرنيا، مي گويد، با باتري هاي قليايي مبتني بر روي، داشتن بيش از ده دوره شارژ مجدد مشکل مي باشد. اين شرکت الکتروليت قديمي باتري قليايي را با فرمول مبتني بر پليمر که تعداد دوره شارژ را افزايش مي دهد، جايگزين ساخته است.
Zeiler در اين مورد مي گويد: ما مي توانيم با يک چگالي انرژي 600wh/Liter صدها سيکل داشته باشيم. شرکت قصد دارد تا سال 2006 با همکاري اينتل يک باتري نوت بوک توليد کند. در حاليکه اينتل در شرکت هاي پر آتيه سرمايه گذاري مي کند، Trainer در مورد ادعاهاي اوليه واقع بين مي باشد. او مي گويد: تا به حال نديده ايم که توليد کننده اي اين نوع باتري ها را در حجم زياد توليد کند.

? مشکلات مربوط به مواد تشکيل دهنده باتري ها (تکنولوژي fuel-cell)
 

مدت زمان زيادي است که اکثر فروشندگان تکنولوژي fuel-cell را مد نظر قرار داده اند. بخش خصوصي و دولتي به طور اساسي بر روي تحقيقات مربوط به اين تکنولوژي سرمايه گذاري نموده اند و بيش از 60 شرکت بر روي طرح هاي باتري ها کار مي کنند. در اين تکنولوژي يک ماده سوختني مانند هيدروژن يا متانول در يک فعل و انفعال الکتروشيميايي با اکسيژن ترکيب مي شود. معروفترين طرح يعني باتري متانول مستقيم، از متانول يا ترکيب متانول و آب استفاده مي کند. باتري هاي مبتني بر fuel داراي چگالي انرژي بالاتر هستند و قابليت جايگزين ساختن کارتريج ماده سوختني وجود يک منبع تغذيه بي پايان را تضمين مي کند.
Alan Soucy مدير ارشد عمليات شرکت MicroFuel Cells مي گويد، مقدار بسيار اندک يک سي سي ماده سوختني مي تواند 1wh الکتريسيته توليد نمايد که اين مقدار الکتريسيته انرژي لازم براي دو ساعت استفاده از تلفن همراه را فراهم مي سازد. اما اين تکنولوژي با مشکلاتي نيز همراه است. سيستم هاي مبتني بر سوخت پيچيده بوده و به يک موتور يا Stack، پمپ هاي کوچک، سنسورها وديگر ابزارهاي الکترونيکي، يک سيستم هواگير و يک مخزن سوخت نياز دارند. قراردادن تمامي اين لوازم در يک باتري نوت بوک که بتوان آن را با قيمت مناسب به فروش رساند و نسبت به کارکرد آن اطمينان داشت مشکلاتي ايجاد مي نمايد.
در ضمن باتري هاي مبتني بر fuel چندان کارآمد نيستند زيرا 70 درصد از انرژي را که توليد مي کنند به گرما تبديل نموده وتنها ده درصد انرژي براي باتري ها باقي مي ماند و اين مورد براي طراحان نوت بوک که قبلا نيز با مشکلات مربوط به افزايش دما مواجه بوده اند مسيله ساز است. تمام سيستم ها مقادير اندکي دي اکسيد کربن و بخار آب بيرون مي دهند. باتري هاي مبتني بر fuel به تنهايي جوابگو نبوده و توان لازم را فراهم نمي سازند، بنابراين طرح هاي اوليه اين نوع باتري ها همچون پيش نمونه RFID يا Radio Frequency Identification reader با IP3 به همراه يک باتري يون ليتيوم عرضه مي شوند. باتري مبتني بر IP3 fuel علاوه بر فراهم ساختن انرژي به طور مستقيم براي خواننده RFID بتدريج باتري را شارژ مي کند. دستگاه با يک کارتريج سوخت 55 سي سي 30 ساعت کار مي کند (در مقايسه با 10 ساعت باتري هاي قديمي) توليد کنندگان ديگر در حال حاضر مشغول آزمايش برروي قطعات نيمه هادي با تعداد بسيار زياد خازن هستند که بتوانند انرژي اضافي را براي موانع ضروري در اختيار کاربر قرار دهند.
Pinto مي گويد: بيشترين سرمايه گذاري توشيبا بر روي باتري هاي متبني بر fuel مي باشد. سه شرکت توشيبا، هيتاچي و NEC پيش نمونه اي از طرح هاي Awap bay خود را که به يک نوت بوک يا دستگاه دستي متصل مي شود، نشان داده اند. اما محصولات واقعي تا زمان رفع مشکلات مربوط به استانداردها به بازار نخواهند آمد. براي پذيرش کامل يک محصول يک ترکيب سوخت استاندارد و طرح مناسب کارتريج مورد نياز است. در ضمن رگلاتورها نيز بايد از نظر ايمن بودن (به خصوص در هواپيماها) تصويب شوند. به دست آوردن تاييديه Federal Aviation Administration براي حمل مخازن قابل اشتعال متان به وسيله هواپيما کار اساني نيست بخصوص با ممنوعيت اخير در مورد افروزنده هاي بوتان. Ozbek مي گويد، سازندگان باتري هاي مبتني بر fuel پيشرفت هاي مهمي در شش ماه گذشته داشته اند و توانسته اند اندازه باتري را تا 50 درصد کاهش داده و چگالي انرژي يون ليتيوم را افزايش دهند.
اولين باتري هاي fuel در سال جاري عرضه خواهند شد. پس از آن چند هزار باتري در سال 2007 و تعداد بيشماري در سال 2010 در اختيار مصرف کنندگان قرار خواهد گرفت. تا آن زمان کاربران بايد با نمايشگرهاي کم نور و نه چندان واضح بسازند و از طرح هايي براي صرفه جويي در توان استفاده کنند. اين طرح ها مي توانند به کاربران کمک کنند. اما طرح هاي صرفه جويي کننده توان به تنهايي نمي توانند اختلاف توان موجود را از بين ببرند. Sara Bradford تحليلگر شرکت Frost & Sullivan در سان آنتونيو مي گويد: وقتي صحبت از باتري هاي يون ليتيوم مي شود، کاربراني که به دنبال گزينه هاي ارزان مي باشند با اشتياق از اين باتري ها استقبال مي کنند. باتري هاي يون ليتيوم عموما ايمن هستند اما به سطح بالايي از کنترل کيفيت در فرآيند توليد نياز دارند. کارخانه هاي سازنده اين نوع باتري ها هميشه استاندارد هاي لازم را رعايت نمي کنند. در واقع اين باتري ها بيشتر به عنوان باتري هاي جايگزين در هنگام بروز مشکلات مناسب مي باشند.
Joe Lamoreux، قايم مقام و مدير کل شرکت Valence در تگزاس مي گويد، تحت شرايط خاص باتري هاي يون ليتيوم با گرم شدن بيش از حد ( تا 800 درجه سليسوس) از کار مي افتند. valence يک باتري پليمر يون ليتيوم خارجي براي نوت بوک ساخته است که اکسيد کبالت را با يک تکنولوژي سودمندتر فسفات جايگزين مي سازد. تکنولوژي فوق خطر گرماي بيش از حد را کاهش مي دهد. اما اين باتري ها بسيار گرانتر بوده و چگالي انرژي آنها نيز 20 درصد کمتر از باتري هاي يون ليتيوم مبتني بر کبالت مي باشد. Donald Sadoway متخصص باتري و استاد مهندسي مواد در MIT مي گويد، استفاده نامناسب نيز مي تواند باعث انفجار باتري شود. باتري ها به يک جريان شارژ خاص نياز دارند. باتري هاي ارزان قيمت ممکن است مانند ديگر باتري ها به نظر آيند اما به جريان شارژ ضعيف تري نياز دارند و هنگامي که کاربر آن را (با جريان شارژ بالاتر) بر روي شارژ قرار مي دهد، باتري از کار مي افتد، زيرا باتري بايد با جريان ضعيف تري شارژ شود. در صورتيکه يک منبع انرژي خاص يک دستگاه به دستگاه ديگري وصل شود نيز همين اتفاق خواهد افتاد. اين اتفاق معمولا مي افتد زيرا بسياري از منابع انرژي براي دستگاه هاي مختلف قابل اتصال هستند. بنابراين در صورتيکه داراي منابع انرژي مختلف هستيد آنها را بر چسب گذاري نموده تا با يکديگر اشتباه نگيريد.
Sadoway مي گويد، اگر جريان بالاي شارژ را به طور ناگهاني کاهش دهيد باتري منفجر مي شود. اگر واقعا مي خواهيد با بي احتياطي عمل کنيد جريان بالا را يکدفعه کاهش داده و باتري را با سرعت زياد شارژ کنيد. البته اين مورد را توليد کنندگان بايد در نظر داشته باشند. Kurt Kelty مدير بخش توسعه تجاري آزمايشگاه Panasonic Energy Solutions مي گويد: انفجار باتري در واقع يک کلمه اغراق آميز است. در بعضي موارد فشار و دماي ايجاد شده توسط فعل وانفعالات شيميمايي خارج از کنترل سبب باز شدن باتري مي شود. در واقع مقداري دود از آن خارج مي شود. اتفاقي که در اينجا مي افتد اين است که به علت رويداد حرارتي در داخل باتري، دما و فشار بالا رفته و به نقطه اي مي رسد که باتري آسيب مي بيند. بخش هاي داخلي در معرض اکسيژن و رطوبت هوا هستند که دود را ايجاد مي کند. مصرف کنندگان که شکاف ايجاد شده را مي بينند نتيجه گيري مي کنند که باتري منفجر شده است.
اما گاهي اوقات باتري نشتي داشته و به دستگاه آسيب مي رساند. در حال حاضر مشکل امنيت وجود دارد بخصوص در مورد باتري هايي که در چين توليد مي شوند. بنابراين از آنجاييکه قيمت نوت بوک گران بوده و قيمت باتري هاي يون ليتيوم روز به روز کاهش مي يابد، بهترين کاري که مي توان انجام داد استفاده از باتري هاي جايگزين معروف مي باشد. Sadoway مي گويد، سعي کنيد باتري هايي را خريداري کنيد که توليد کنندگان اصلي تجهيزات توصيه نموده اند. اگر بخواهيد به فکر کاهش هزينه باشيد امنيت دستگاه خود را به خطر انداخته ايد.

? افزايش عمر باتري
 

يک باتري لپ تاپ بايد دو تا سه سال عمر کند اما بسياري از کاربران بسيار کمتر از اين زمان را دارند. در اينجا 6 نکته براي حداکثر استفاده از باتري هاي يون ليتيوم آورده شده است:
? به دليل ارزاني باتري آن را خريداري نکنيد. اين نوع باتري هاي ارزان قيمت در هنگام استفاده يا شارژ شدن بيش از اندازه داغ شده و از کار مي افتند.
? هميشه از باتري و شارژر توصيه شده استفاده کنيد. شارژري که جريان بسيار بالايي ايجاد مي کند مي تواند موجب خرابي باتري شود. از آنجاييکه سيم هاي منابع ذخيره مختلف قابل اتصال به دستگاه هاي مختلف هستند اين سيم ها را بر چسب گذاري کنيد تا آنها را با يکديگر اشتباه نگيريد.
? در پايان روز و يا وقتي که لپ تاپ را استفاده نمي کنيد آن را خاموش کنيد.
? باتري ها را با 40 درصد شارژ در يک محل خنک نگهداري کنيد. نگهداري باتري در يخچال مي تواند عمر باتري را حفظ کند.
? در صورت گرم شدن باتري شارژ کردن آن را متوقف سازيد. داغ شدن زياد باتري را نابود مي کند.
? قبل از تخليه شدن کامل باتري آن رامجددا شارژ نماييد. در مورد باتري هاي ثانويه و باتري هاي ذخيره نيز اينکار را انجام دهيد.
منبع:علم الکترونيک و کامپيوتر
ارسال مقاله توسط کاربر محترم سايت : amirpetrucci0261