يعرف الكثير منّا مشهد انتفاخ بطّاريّة الهاتف الجوّال بعد مضيّ فترة من الاستخدام، ولربّما قد رآه البعض لأكثر من مرّة على مدار حياتهم، وهو ما قد يعني أنّ العُمر الافتراضيّ للبطّاريّة قد أوشك على الانتهاء، لكن المشهد الذي يُعد أقلّ شيوعًا إلى حدّ ما هو انتفاخ بطّاريّة اللابتوب، والتي من المفترض أنّها مصمّمة لكي تعيش لفترة أطول، حيث يختبر المصنّعون بطّاريّاتهم لكي تعمل بكفاءة لمدّة قد تصل إلى ثلاث أو أربع سنوات.
أيضًا فإن الحواسب المحمولة ليس من المُفترض أنّها تعمل باستمرار ودون توقّف لفترات طويلة مقارنةً بالهواتف، ولكن مع الاستخدام المتزايد والحاجة إلى إنجاز الأعمال المختلفة بصورة مستمرّة على مدار اليوم فقد يلاحظ البعض أن بطّاريّة اللابتوب صارت متضخّمة بعض الشيء أو حدث بها انبعاج طفيف أو ملحوظ. فما هي مشكلة تضخّم أو انتفاخ بطّاريّة الحاسب المحمول ؟ وما أسبابها ؟ وكيف يمكن تفاديها في بطّاريّات اللابتوب ؟ وهل يمكن علاجها فور حدوثها ؟ هذا ما سنوضّحه في السطور التالية.
تستخدم معظم الحواسب المحمولة والهواتف الذكيّة اليوم بطّاريّات أيون الليثيوم القابلة لإعادة الشحن، والتي تمتلك مميّزات عديدة إلى جانب صغر حجمها مقارنة بالأنواع الأخرى، حيث يمكن أن يتيح شحنها في المرّة الواحدة استخدام الحواسب المحمولة لساعات وقد يمتدّ عمرها الافتراضيّ لسنوات طويلة تعمل خلالها بكفاءة عالية، بل يمكن استخدامها كذلك لتزويد السيّارات الكهربائيّة المتطوّرة بالطاقة مثل سيّارة تسلا الكهربائيّة.
تتميّز بطّاريّة أيون الليثيوم كذلك بمعدّلات تفريغ ذاتيّ منخفضة حيث تفقد في حالة عدم استخدامها حوالي 5% فقط من شحنتها شهريًّا، بينما تفقد الأنواع الأخرى مثل بطّاريّة النيكل هيدريد ما يصل إلى 20% من شحنتها شهريًّا، كما لا تعاني بطّارية أيون الليثيوم من تأثير الذاكرة مثلما يحدث في بطّاريّات النيكل وخاصّة بطّاريّة النيكل كادميوم التي تقلّ كفاءتها ويتناقص مقدار ما تختزنه من الطاقة عند شحنها في كلّ مرّة بمرور الوقت.
كيفيّة عمل بطّاريّة أيون الليثيوم
تتكوّن بطّاريّة أيون الليثيوم من أقطاب سالبة مصنوعة من الكربون وأقطاب موجبة مصنوعة من مادّة أكسيد كوبلت الليثيوم التي تحتوي على عنصر الليثيوم خفيف الوزن، وهو عُنصر نشط كيميائيًّا بشكلٍ كبير حيث يحتوي على إلكترون واحد في غلاف تكافؤه ممّا يجعله شديد التفاعل، وتكسبه هذه الخاصّية القدرة على اختزان الكثير من الطاقة في روابطه الذرّية؛ لذا تتمتّع بطّاريّات أيون الليثيوم بالقدرة على اختزان الطاقة بكثافة عالية جدًّا حيث يُمكن لبطّاريّة أيون الليثيوم القياسيّة أن تختزن في الكيلوجرام الواحد منها ما يصل إلى 150 وات من الكهرباء لكلّ ساعة من الشحن، بينما تختزن بطّاريّة النيكل هيدريد القياسيّة في نفس الحجم حوالي 100 وات/ساعة من الكهرباء فقط.
تكون أقطاب البطّاريّة السالبة والموجبة مغمورة في مذيب عضويّ يعمل كإلكتروليت، ومفصولة عن بعضها البعض باستخدام لوح بلاستيكيّ رقيق للغاية ومثقوب بحيث يسمح بمرور الأيونات. وتتلخّص آلية عمل بطّاريّة أيون الليثيوم في أنّ أيونات الليثيوم عند الشحن تسري خلال الإلكتروليت وتنتقل من الأقطاب الموجبة للأقطاب السالبة لكي ترتبط بالكربون، ويتمّ عكس هذه العمليّة عند تفريغ البطّاريّة فتنتقل أيونات الليثيوم مرّة أخرى عائدة من أقطاب الكربون السالبة إلى أقطاب أكسيد كوبلت الليثيوم الموجبة.
أسباب انتفاخ بطّاريّة اللابتوب
يرجع انتفاخ بطّاريّة أيون الليثيوم المستخدمة في الحواسب المحمولة إلى تحلّل مادّة الإلكتروليت الموجودة بين الأقطاب، والتي ينتج عن تحلّلها تكوّن فقّاعات غازيّة تكون عادةً من غاز ثاني أكسيد الكربون ولكن قد يصاحبه في بعض الأحيان تكوّن غازات أخرى أكثر خطورة، ويسبّب تراكم هذه الغازات انتفاخ البطّاريّة. تصبح البطّاريّة بعد ذلك غير قادرة على إحداث التفاعلات الكيميائيّة اللازمة لشحن وتفريغ الطاقة بشكلٍ صحيح، وقد تتطوّر هذه المشكلة وتتفاقم في بعض الأحيان لينتج عنها تسرّب حراريّ يؤدّي إلى اندلاع حريق في نهاية المطاف. يحدث تحلّل الإلكتروليت نتيجة لعدد من الأسباب، والتي من أهمّها ما يلي:
الشحن الزائد للبطّاريّة
يُعتبر الشحن الزائد واستمرار تدفّق الكهرباء إلى بطّاريّة اللابتوب حتّى بعد امتلاء سعتها بالطاقة هو أكثر أسباب انتفاخ بطّاريّة اللابتوب شيوعًا، ففي الحالة العاديّة تسحب بطّاريّة أيون الليثيوم عند بدء عمليّة الشحن تيّارًا كهربيًّا ثابتًا حتّى تصل قيمة الجهد الكهربيّ داخل خلاياها إلى 4.2 فولت، ثمّ يثبت الجهد بعد ذلك ويستمرّ شحن البطّاريّة بالطاقة لفترة معيّنة حتّى يكتمل الشحن، ولكن في حالة عدم فصل الكهرباء بعد اكتمال عمليّة الشحن فإن المزيد من الطاقة الكهربيّة ستستمر في التدفّق إلى داخل البطّاريّة ممّا سيتسبّب في رفع قيمة الجهد الكهربيّ بداخل الخلايا، وتولّد المزيد من الكهرباء مزيدًا من الحرارة داخل البطّاريّة.
يحفز هذا الارتفاع في الحرارة حدوث تفاعلات كيميائيّة داخل الخلايا تؤدّي لتحلّل الإلكتروليت الموجود بين الأقطاب وتكوّن بعض الغازات التي تتمدّد محدثة ارتفاعًا في الضغط داخل البطّاريّة ممّا يتسبّب في انتفاخها.
تعمل العديد من الشركات المُصنّعة للحواسب المحمولة والأجهزة الإلكترونيّة مثل شركة ديل (Dell) وشركة لينوفو (Lenovo) منذ سنوات على حلّ مشكلة الشحن الزائد في حواسبها عن طريق تصنيع بطّاريّة ذكيّة يمكنها تنظيم عمليّة الشحن والتفريغ على مدار اليوم لتجنّب وصول البطّاريّة إلى حالة الشحن الكامل مطلقًا والتوقّف عن سحب المزيد من الطاقة من مقبس الكهرباء فور وصول البطّاريّة إلى 80% أو 90% من سعتها القصوى.
الحرارة الزائدة
تتأثّر التفاعلات الكيميائيّة التي تحدث داخل خلايا بطّاريّة أيون الليثيوم بالحرارة بطبيعة الحال. حيث يؤدّي تشغيل الجهاز لساعات طويلة وخاصّة في الأجواء والبيئات الحارّة إلى ارتفاع درجة حرارته، وعلى مدى أيام وسنوات فلسوف تتزايد احتماليّة تأثّر البطّاريّة بالحرارة الزائدة ممّا قد يسبّب انتفاخها في النهاية.
التفريغ العميق للبطّاريّة
لا تعاني بطّاريّات أيون الليثيوم من تأثير الذاكرة على عكس بعض أنواع البطّاريّات الأخرى مثل بطّاريّات النيكل كادميوم، وبالتالي؛ فلا حاجة لتفريغ طاقة البطّاريّة بالكامل قبل إعادة شحنها بل يُعتبر التفريغ العميق للبطّاريّة واستنفاذ طاقتها بنسبة مائة بالمائة قبل إعادة شحنها أحد أهم الأسباب التي تولّد حرارة مرتفعة وضغطا مرتفعًا داخل خلايا البطّاريّة ممّا يؤدّي لانتفاخ البطّاريّة. لذا يُفضل إعادة شحن بطّاريّة أيون الليثيوم بمجرّد أن ينخفض محتواها من الطاقة عن 20% لتلافي التفريغ العميق للخلايا، ويتمّ فصل مقبس الكهرباء وإيقاف عمليّة الشحن فور بلوغ محتواها من الطاقة إلى نسبة تتراوح ما بين 80-90% لتلافي الشحن الزائد.
التلف الميكانيكيّ
يتسبّب تعرّض جهاز الحاسب المحمول نفسه في بعض الأحيان إلى الاصطدام بسطح صلب أو الارتطام بالأرض، أو تلف بعض الأجزاء منه في إلحاق الضرر بالبطّاريّة أيضًا ورفع درجة حرارتها بصورة كبيرة ممّا يؤدّي إلى انتفاخها.
تأثير انتفاخ البطّاريّة على أداء اللابتوب
قد لا يكون تأثير انتفاخ بطّاريّة اللابتوب كبيرًا بالقدر المحسوس في بداية الأمر، ولكن شيئًا فشيئًا ستلاحظ أن شكل الجهاز قد بدأ يتغيّر ببطء، فسوف تلاحظ تغّير شكل لوحة مفاتيح الحاسب المحمول وأنّ أزرارها أخذت تبرز للخارج وتتشوه بعض الشيء لدرجة أنّ بعض الأزرار لم تعد تنضغط للداخل بسهولة، أو تلاحظ أن جهازك لم يعد يستقر إذا وضعته على سطح مستوٍ بعد أن انتفخ الجزء السفليّ من الهيكل الخارجيّ له وصار منبعجًا قليلًا.
يؤثّر انتفاخ البطّاريّة أيضًا على أداء جهاز اللابتوب فيقلّل من كفاءة تشغيله مع الاستمرار في استخدام نفس البطّاريّة، وقد تحتاج في النهاية إلى توصيله بالتيّار الكهربائيّ بصورة مستمرةّ لضمان أنّه لن يتوقّف عن العمل بشكلٍ مفاجئ. قد يكون تأثير انتفاخ بطّاريّة اللابتوب أخطر من ذلك في بعض الأحيان، فعند محاولة استبدالها قد تؤدّي الطرق غير الاحترافيّة في انتزاعها من الجهاز إلى انفجار البطّاريّة أو ثقبها ممّا قد يتسبّب في نشوب الحرائق أو تسرّب بعض الموادّ الكيميائيّة والغازات الضارّة منها، وكذلك في حالة عدم استبدالها فسوف تؤدّي بمضيّ الوقت إلى تلف الجهاز ككلّ وحدوث تشوّهات لا يمكن إصلاحها في هيكله الخارجيّ وأجزائه المختلفة.
طرق الوقاية من انتفاخ بطّاريّة اللابتوب وكيفيّة علاجها
لا توجد طريقة معروفة حتّى الآن لعلاج انتفاخ بطّاريّة اللابتوب حيث أنّ تحلّل مادّة الإلكتروليت الموجودة بين الأقطاب في خلايا بطّاريّات أيون الليثيوم هو تفاعل يسير في اتّجاهٍ واحد ولا يمكن عكسه متى بدأ في الحدوث، ويكون الحل الوحيد في النهاية هو استبدال البطّاريّة بعد أن تنتفخ وتتلف بواحدة جديدة. ولكن يمكن تفادي حدوث ذلك الانتفاخ أو الوقاية منه من خلال الحرص على بعض عادات الاستخدام الصحيحة، وإليك بعض النصائح التي قد تساعدك في الحفاظ على سلامة بطّاريّة أيون الليثيوم المستخدمة في حاسبك المحمول لعمل أطول وتجنّب تعرّضها للانتفاخ:
- احرص على عدم إبقاء الجهاز متّصلًا بمقبس الكهرباء بعد إتمام عمليّة شحن البطّاريّة بالطاقة لتجنّب المشكلات الناتجة عن الشحن الزائد، والحفاظ على دورة شحن صحيحة للبطّاريّة حيث يجب تفريغها ثم إعادة شحنها بالطاقة لكي تعمل بكفاءة.
- يساعدك استخدام الشاحن المناسب لحاسوبك المحمول على تجنّب مشكلات الشحن الزائد.
- تساعد بعض أنظمة التشغيل مستخدمي الحواسب المحمولة على تجنّب مشكلات السحن الزائد أو التفريغ العميق، فعلى سبيل المثال يتيح نظام التشغيل ماك لمستخدميه أداة coconutBattery المجّانيّة لتذكير المستخدم عندما يحين وقت فصل مقبس الكهرباء عن الجهاز وإتاحة الفرصة للبطّاريّة لإتمام دورة التفريغ والشحن، كما يتيح نظام تشغيل الويندوز أدوات مماثلة مثل أداة BatteryCare المجّانيّة، وأداة BatteryBar Pro المدفوعة.
- تجنّب ارتفاع درجة حرارة الجهاز أثناء التشغيل، واحتفظ به في مكان بارد وجاف قدر الإمكان، فالحرارة العالية والبيئة المحيطة الرطبة تعمل على التقليل من عُمر البطّاريّة وكفاءة تشغيلها بمرور الوقت.
- ينبغي إزالة واستبدال البطّاريّة التالفة متى بدأت في الانتفاخ، وعدم الاستمرار في استخدامها فسوف تتسبّب في النهاية في تشويه وإتلاف هيكل وأجزاء الحاسب المحمول ككلّ.
- عند استبدال بطّاريّة جهازك التالفة بأخرى جديدة احرص على شرائها من شركة ذات سمعة جيّدة في السوق، وتجنّب شراء الأنواع منخفضة الجودة والمُصنّعة من خامات قليلة التكلفة لا تتحمّل ظروف التشغيل العاديّة، ويُفضّل بكلّ تأكيد شراء بطّاريّة أصليّة من نفس الشركة المصنّعة للجهاز.
وأخيرًا تذكّر دائمًا أنّه ينبغي عليك التخلّص من بطّاريّات أيون الليثيوم التالفة أو المنتفخة بحذر وبطريقة آمنة بحيث تتجنّب فتحها أو ثقبها بشيء معدنيّ أو ثنيها فقد يتسبّب هذا في انفجارها وإشعال الحرائق الصغيرة أو تسرّب بعض الموادّ الكيميائيّة والغازات نفّاذة الرائحة منها.
