حزمة خلايا JBL الليثيوم بوليمر مقارنة بالبدائل

لماذا تستخدم JBL بطاريات الليثيوم بوليمر: كثافة طاقة عالية، وشكل مرن، وحرية في التصميم

كثافة طاقة حجمية متفوقة في تصميم الكيس لسماعات محمولة صغيرة الحجم

تحتوي حزم بطاريات الليثيوم بوليمر على طاقة أكبر بنسبة تتراوح بين 30 إلى 50 بالمئة لكل وحدة حجم مقارنةً بخلايا الليثيوم أيون الأسطوانية القياسية، ما يعني أن المصانع يمكنها إنتاج مكبرات صوت أرق وأخف وزنًا دون التأثير على مدة التشغيل بين الشحنات. تأتي هذه البطاريات بتنسيقات كيس مرنة بدلاً من الصناديق المعدنية الصلبة، وبالتالي يمتلك المصممون حرية أكبر بكثير في تشكيلها بما يتناسب مع الجهاز الذي يعملون عليه. عندما يتعلق الأمر بمنتجات مثل مكبرات الصوت المحمولة أو سماعات الأذن، تشير الشركات إلى قدرتها على تصنيع منتجات أقل سماكة بنسبة 40% تقريبًا مع الحفاظ في الوقت نفسه على عمر بطارية جيد. ما يميز هذه البطاريات هو نظامها الكهربائي الهلامي. هذا النوع لا يتسرب كما كان يحدث مع التقنيات القديمة، كما يسمح للمهندسين بثني الخلايا وتجميعها بطريقة تحسن فعليًا من جودة الصوت والراحة عند استخدام أو ارتداء المنتج.

خفيف الوزن خلية JBL ليثيوم بوليمر دمج الحزمة: مقاييس الوزن مقابل السعة في التطبيقات الواقعية

تُحقق JBL أرقامًا مثيرة للإعجاب من حيث النسبة بين القدرة والوزن بفضل خفة بطاريات الليثيوم بوليمر بطبيعتها. فعلى سبيل المثال، تحتوي حزمة بطاريات قياسية سعة 20 واط في الساعة من نوع ليثيوم بوليمر على وزن يبلغ حوالي 120 جرامًا، ما يجعلها أخف بنسبة 25 بالمئة تقريبًا مقارنة بحزم الليثيوم أيون العادية. لماذا؟ لأنها تخلت عن تلك الأغلفة المعدنية الثقيلة واستخدمت بدلاً من ذلك أغلفة رقيقة وقوية من مادة مركبة تظل متينة إلى حدٍ كبير على الرغم من خفتها الشديدة. وهناك ميزة إضافية أيضًا، إذ أن الشكل المسطح للحقيبة يساعد فعليًا في توزيع الحرارة بشكل أفضل عبر هيكل السماعة. وهذا يعني تقليل مشاكل ارتفاع درجة الحرارة، حتى عندما تكون المساحة ضيقة داخل تصاميم السماعات الحديثة.

دورة الحياة والموثوقية على المدى الطويل لحزمة خلايا JBL من بطاريات الليثيوم بوليمر

دورة حياة واقعية تتراوح بين 300 و500 دورة تحت ظروف الاستخدام الصوتي النموذجية (مقارنة بخلايا الليثيوم NMC)

تبلغ مدة استخدام بطاريات جي بي إل الليثيوم بوليمر عادةً من 300 إلى 500 دورة شحن عند الاستخدام الطبيعي، ما يعني الشحن كل بضعة أيام أثناء التخييم أو السفر. مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون نيكل منغنيز كوبالت (NMC) التي يمكن أن تصل إلى 500-1000 دورة قبل أن تبدأ في التدهور بشكل ملحوظ، فإن خلايا الليثيوم بوليمر هذه تركز أكثر على النحافة والأمان بدلاً من تعظيم عدد مرات الشحن. ومعظم المستخدمين سيحصلون على فترة استخدام جيدة تتراوح بين 1.5 و3 سنوات. ولإطالة عمر هذه البطاريات، يُنصح بتجنب تفريغها بالكامل، والحفاظ على شحن منتظم دون مبالغة، ومحاولة استخدامها في بيئات تتراوح درجة حرارتها بين 20 و25 درجة مئوية.

فجوات إدارة الحرارة وتأثيرها على التدهور في أجهزة الصوت الاستهلاكية

لا يزال التحكم في الحرارة مشكلة كبيرة لبطاريات ليثيوم بوليمر المستخدمة في الأجهزة الصوتية الصغيرة. عندما لا يوجد نظام تبريد نشط، فإن تشغيل الموسيقى بمستويات صوت عالية لفترات طويلة يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية لما يزيد عن 45 درجة مئوية. تتسبب هذه الحرارة في فقدان البطارية حوالي 30٪ إضافية من سعتها مقارنة بالظروف المثالية عند درجة حرارة تبلغ نحو 25 درجة. مع مرور الوقت، يؤدي هذا التسخين والتبريد المتكرر إلى تكوّن بلورات شجرية صغيرة داخل البطارية، تأكل تدريجياً مادة الأنود. وهذا يفسر لماذا لا تدوم هذه البطاريات بعدد دورات الشحن نفسها في الاستخدام الفعلي كما هو الحال في الاختبارات المعملية الخاضعة للرقابة. لمكافحة هذه المشكلة، يستخدم المصنعون عادةً عدة أساليب. فبعض الأجهزة تحتوي على أغلفة ألومنيوم تساعد في توزيع الحرارة، بينما تُطبّق أخرى ميزات برمجية تقلل من استهلاك الطاقة عندما يعمل الجهاز لفترة طويلة. كما توجد أيضاً مستشعرات حرارة مدمجة مباشرة داخل البطارية تقوم تلقائياً بتعديل كمية الطاقة التي تُزوَّد بناءً على الظروف الحالية.

السلامة والسلوك الحراري: بوليمر الليثيوم من JBL مقابل خلايا الليثيوم أيون والليثيوم عالي الجهد البديلة

انخفاض خطر الانتفاخ والتسرب في تصاميم خلايا بوليمر الليثيوم المختومة من JBL

تحتوي خلايا JBL المختومة من نوع بوليمر الليثيوم على نظام إلكتروليت هلامي متطور بدلًا من المذيبات السائلة التقليدية التي كنا نراها من قبل. وهذا يجعلها أقل عرضة للتسرب عند السقوط أو التعرض للضغط أو التغيرات الحرارية. كما أن التغليف مصنوع من مادة رقائق مرنة، تتحمل تراكم الغازات بشكل أفضل مقارنة بالعلب المعدنية الصلبة. ما يعني أن مشاكل انتفاخ البطاريات مع مرور الوقت تقل بشكل ملحوظ. ووفقًا لاختبارات متعددة على سلامة البطاريات، تُظهر هذه الخلايا البوليمرية معدل فشل أقل بنسبة 40 بالمئة تقريبًا عند التعرض لظروف قاسية مقارنة ببطاريات الليثيوم أيون التقليدية. بالنسبة لأجهزة مثل السماعات أو المكبرات الصوتية التي يحملها الأشخاص طوال اليوم، فإن هذا المستوى من الموثوقية يُحدث فرقًا حقيقيًا.

عوامل تجاوز التحمل الحراري: ليثيوم بوليمر (130–150°م) مقابل ليثيوم عالي الجهد (110°م) مقابل خلايا الليثيوم أيون القائمة على الكوبالت

الاستقرار الحراري هو الأساس لتشغيل الصوت عالي القدرة بأمان. تبدأ كيمياء بطاريات JBL من نوع الليثيوم بوليمر في التجاوز الحراري عند درجة حرارة 130–150°م، مما يوفر هامش أمان أوسع مقارنة ببطاريات الليثيوم عالي الجهد (~110°م) وخلايا الليثيوم أيون القائمة على الكوبالت (90–120°م).

إن زيادة تحمل درجات الحرارة تعني أن مكبرات الصوت من JBL يمكنها التعامل مع مستويات الصوت العالية دون الحاجة إلى أنظمة التبريد الكبيرة التي نراها غالبًا على العلامات التجارية الأخرى. ولكن لنكن صادقين، إذا أصبحت هذه الأجهزة ساخنة جدًا لفترة طويلة، مثل أكثر من 60 درجة مئوية، فإنها تبدأ في إظهار علامات التقادم بشكل أسرع من المتوقع. ولهذا السبب تُعد إدارة البطارية الذكية أمرًا مهمًا حقًا هنا. بالحديث عن ذلك، فإن الإلكتروليتات القائمة على الهلام تتمتع بمقاومة أفضل للهب مقارنةً بالخيارات السائلة التقليدية. هذا لم يُختلق أيضًا — فقد أكدت بعض الاختبارات الحديثة التي أجراها فريق شركة Large Battery في تقريرهم حول خلايا الليثيوم بوليمر مقابل خلايا الليثيوم أيون هذه المزاعم. ويبدو ذلك منطقيًا عندما نفكر في كمية الحرارة التي تولدها البطاريات أثناء التشغيل.

أداء توصيل الطاقة للتطبيقات الصوتية عالية الطلب

تُبلي بطاريات JBL الليثيوم بوليمر أداءً ممتازًا عندما يتعلق الأمر بإصدار صوت عالي الجودة من مكبرات الصوت المحمولة. فهي توفر طاقة مستمرة ومقاومة منخفضة، مما يُحدث فرقًا كبيرًا في إنتاج باس عميق وتفاصيل واضحة في الموسيقى. وتتميز هذه الخلايا الرقيقة بمقاومة داخلية تبلغ حوالي 25 ملي أوم أو أقل، لذا يمكنها تحمل قفزات تيار مفاجئة تتراوح بين 15 إلى 30 أمبير دون انخفاض كبير في الجهد أثناء اللحظات الموسيقية الشديدة. ولهذا السبب يُحبّذ المصنعون استخدامها مع مكبرات الصوت من الفئة D في الوقت الحالي. وقد أصبحت هذه المكبرات هي المعيار السائد في الأجهزة الصوتية المحمولة عالية المستوى لأنها تعمل بكفاءة مذهلة تتراوح بين 85 إلى 95 بالمئة. وعند تشغيلها بواسطة هذه البطاريات، تظل مكبرات الصوت من الفئة D نقية وخالية من التشويش حتى عند بذل جهد كبير لتشغيل مكبرات صوت كبيرة.

تظهر المشكلة عندما ترتفع درجة حرارة هذه البطاريات لفترات طويلة أثناء العمل بأقصى طاقة. يمكن لبطاريات الليثيوم بوليمر التعامل مع نبضات قصيرة بسرعة تفريغ تصل إلى 20C، ولكن الحفاظ عليها تحت أحمال مستمرة تزيد عن 10C داخل تلك الأغلفة الصغيرة للسماعات يجعل الحرارة ترتفع بشكل ملحوظ داخليًا. فترتفع درجات الحرارة الداخلية ما بين 8 إلى 12 درجة مئوية أعلى من درجة الحرارة الخارجية. وإذا لم يُؤخذ تبريد البطارية في الاعتبار منذ البداية، فإن عمر البطارية يبدأ في الانخفاض بسرعة. نحن نتحدث عن فقدان ما بين 15٪ و20٪ من السعة كل 100 دورة شحن مقارنةً بالظروف العادية للاستخدام. ولهذا السبب بدأت شركات مثل JBL في إدخال مشتتات نحاسية في تصاميمها وتطوير طلاءات خاصة للأقطاب. تساعد هذه الحلول في تقليل الحرارة الناتجة عن المقاومة الكهربائية مع الحفاظ على رقة السماعات بما يكفي لتتناسب بسهولة في أيدينا وجيوبنا. في النهاية، لا أحد يريد سماعة كبيرة الحجم فقط لأنها تحتاج إلى تبريد أفضل.