آشنایی با روند ساخت باتری موبایل

گوشی‌های تلفن همراه امروزه نقشی اساسی در زندگی ما ایفا می‌کنن و ما تقریباً هر روزه از اونا استفاده می‌کنیم. یکی از عواملی که با عملکرد گوشی‌ها رابطه مستقیم داره، باتری‌ها هستن که می‌تونیم بگیم بدون شارژ و باتری استفاده از گوشی برامون ممکن نیست؛ پس شاید جالب باشه بدونین روش ساخت باتری موبایل چجوریه و چه مراحلی رو طی می‌کنه تا به دست ما برسه!

تو این مطلب میخوایم با مواد داخل باتری گوشی و نحوه ساخت باتری‌های گوشی موبایل (ساخت باتری لیتیومی) به‌طور کامل آشنا بشیم.

در حالی‌که اجزای ساختاری متفاوتی برای باتری‌های گوشی تلفن همراه وجود داره ولی بیشتر گوشی‌ها از باتری‌های لیتیوم یونی استفاده می‌کنن. این باتری‌ها قابل شارژ و نسبت به سایر فناوری‌ها هزینه تولید پایین‌تری دارن. شاید در نگاه اول این باتری‌ها با باتری‌های معمولی که افراد تو خونه‌‌ها ازشون استفاده می‌کنن متفاوت به نظر برسن، اما مبنای کارکردشان مشابه هست، هرچند از نظر ظرفیت و فناوری تفاوت جدی دارن.

با مشاهده ویدئویی که در ادامه هست، می‌تونین با مراحل خط تولید باتری گوشی آشنا بشین.

توجه: این ویدئو مربوط به خط تولید و ساخت باتری‌های آیفونه ولی در کل ساختار باتری گوشی‌های مختلف به هم شبیه هست و فقط بخش‌های کوچیکی از اونا با هم متفاوته.

مراحل ساخت باتری موبایل

خب برای آشنایی با روند ساخت باتری موبایل میریم سراغ اولین مرحله؛ یعنی ساختار داخلی باتری‌های لیتیوم یونی:

مرحله اول: آماده‌سازی ورقه‌های الکترود

همونطور که در ویدئو هم اشاره شد، باتری‌های لیتیوم یونی از دو ورقه که یکی آلومینیوم (برای کاتد) و دیگری مس (برای آند) هست ساخته شدن. یکی از این ورقه‌ها قطب مثبت و یکی دیگه قطب منفی حساب میشه که طرف قطب مثبت با لیتیوم کبالت اکسید و طرف منفی با گرافیت پوشانده میشه. البته گاهی به‌جای لیتیوم کبالت اکسید از ترکیبات دیگه مثل NMC یا LFP هم استفاده می‌کنن.

مرحله دوم: ترکیب مواد و پوشش‌ دادن الکترودها

مواد فعال (مثل لیتیوم کبالت اکسید یا گرافیت) با چسبنده‌ها و حلال‌ها مخلوط میشن تا خمیر الکترود درست بشه.

بعد این مواد رو از مخزن با لوله‌ها به بخش بعدی منتقل می‌کنن که این کار تو شرایط کنترل‌شده انجام میشه تا آلودگی نباشه. تو این بخش ابتدا ورقه‌های بلند آلومینیومی رو با چند غلطک صاف می‌کنن (فرآیندCalendering )، بعد به مرحله دیگه منتقل میشن تا با دقت با لیتیوم کبالت اکسید پوشونده بشن.

مرحله سوم: خشک کردن، بازرسی و فشرده‌سازی الکترودها

لیتیوم برای طرف مثبت بود و طرف منفی تو یه بخش دیگه با گرافیت پوشونده میشه. تو این مرحله، ورقه‌ها رو روی یه غلطک طولانی از توی دستگاه مخصوص رد می‌کنن و دما رو به تدریج از کم تا زیاد افزایش داده و بعد دوباره به آرومی دما رو کم میکنن.

بعد از حرارت دادن، ورقه‌ها وارد مرحله بعدی شده و توسط دستگاه لیزر (Optical Inspection) تست میشن تا قسمت‌های نقص‌دار اونا معلوم بشه؛ البته در صنعت‌های پیشرفته اغلب با X-Ray یا تصویربرداری هم کنترل می‌کنن. بعد هم ورقه‌ها توسط دو غلطک بزرگ با شدت بسیار بالایی فشرده میشن تا به ضخامت موردنظر و چگالی مطلوب برسند.

مرحله چهارم: برش و بازرسی رول‌های الکترود

بعد از اینکه نازک شدن توی یه غلطک دیگه جمع میشن و میرن به قسمت بعدی. حالا تو این بخش رول‌های طرف مثبت یا منفی باتری به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم میشن تا برای سایز باتری مناسب باشند.

در قدم بعدی، ورقه‌ها از زیر دوربین رد میشن تا خرابی‌های احتمالی ازجمله: نقاط نقص، ترک یا ناخالصی روی لایه‌ها تشخیص داده بشه.

مرحله پنجم: ساخت قسمت اصلی باتری موبایل (مونتاژ لایه‌های باتری)

در نهایت به یکی از مهم‌ترین مراحل می‌رسیم که لایه‌های مثبت و منفی با یه لایه عایق روی هم قرار میگیرن و دور غلطک میچرخن تا قسمت اصلی باتری رو تشکیل بدن.

مرحله ششم: مونتاژ اتوماتیک و ایمنی سلول

این دستگاه بزرگ و بسیار پیچیده جوری ساخته شده که هیچ نیازی به نیروی انسانی برای این کار نباشه. چسب‌های سبز رنگی که معمولاً الکترولیت‌دوست و غیر رسانا هستن، برای جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه، لابه‌لای جزء اصلی باتری قرار میگیرن.

همچنین پوشش‌های آبی رنگ هم برای این هست که از ورود هرگونه گرد و خاک تو پروسه ساخت باتری گوشی جلوگیری بشه. خوبه به این نکته هم اشاره بشه که کل فرآیند در اتاق تمیز (Clean Room) انجام میشه تا کیفیت و ایمنی سلول تضمین شده باشه.

مرحله هفتم: تزریق الکترولیت و آب‌بندی سلول

تو مرحله بعدی سلول‌های ساخته شده داخل یه پکیج آلومینیومی قرار میگیرن و بعد داخشلون الکترولیت ریخته میشه؛ البته تزریق در شرایط خشک و کنترل‌شده انجام میشه تا رطوبت وارد سلول نشه و در نهایت هم در دستگاه وکیوم هوا قرار میگیرن تا هوای داخل کامل گرفته بشه.

مرحله هشتم: آماده سازی باتری برای شارژ اولیه و تست

تا اینجا نتیجه کار یه باتری نیمه آماده هست. این باتری‌های نیمه آماده توی اتاقی که دمای اون 44 درجه است، به مدت 48 ساعت قرار میگیرن تا برای اولین شارژ خود آماده بشن. این کار به تثبیت لایه SEI (Solid Electrolyte Interface) روی آند کمک می‌کنه و دوام چرخه‌ای باتری رو بالا میبره.

بعد تو یه اتاق دیگه برای اولین بار (طی 2 ساعت تا 50 درصد) شارژ میشن. این فرم‌دهی اولیه (Formation) برای تثبیت ظرفیت و ایمنی سلول هست. نکته‌ای که وجود داره اینه که در حین عملیات شارژ، فشار ثابتی به باتری‌ها اعمال میشه تا از تغییر شکلشون جلوگیری بشه.

تو مرحله بعد، باتری‌ها رو وارد یه وکیوم میکنن تا هوای اضافی خارج بشه و بعد با یه دستگاه دیگه قسمت‌های اضافی روی میبرن و توی طبقه‌هایی قرار میدن تا برای شارژ دوم آماده بشن.

عملیات شارژ به این طریق صورت میگیره که طی 7 ساعت تا 100 درصد شارژ میشن و بعد شارژشون رو کامل خالی میکنن و دوباره تا 50 درصد اونا رو شارژ میکنن؛ علت این کار هم اینه که بدونن ظرفیت باتری‌ها در چه حدی هست.

حالا باتری‌ها تست ولتاژ شده و به مدت 5 روز در انبار برای تست دما نگهداری میشن و بعد از اون باتری‌ها آماده‌اند تا به باتری کامل تبدیل بشن. سپس باتری‌های تست شده بسته‌بندی و به کارخانه دیگر فرستاده میشن تا مراحل نهایی رو طی کنند.

مرحله نهم: چاپ اطلاعات و آماده‌سازی قطب‌های باتری

خب! در کارخانه دوم، با کمک یه دستگاه، متن روی باتری‌ها چاپ میشه و تو مرحله بعد به این متون چاپ شده نور UV میتابونن تا خشک بشن. سپس باتری‌ها چرخونده میشن تا سمت دیگه باتری‌ها هم متن چاپ بشه.

در آخر هم یه نفر باتری‌ها رو چک میکنه و بسته‌بندی میشن برای مرحله بعد. حالا تو مرحله بعدی، باتری‌ها وارد یه چرخه‌ای میشن که توی این چرخه، قطب‌های باتری صاف، سپس بریده و در نهایت خم میشن. این کار برای اطمینان از اتصال صحیح و مقاومت کم در اتصالات انجام میشه.

مرحله دهم: اتصال قسمت BMS به باتری گوشی

تو این بخش، قسمت BMS (سیستم مدیریت کننده باتری) به باتری متصل میشه. BMS درواقع بخشی هست که ولتاژ رو کنترل میکنه و از شارژ بیش از حد جلوگیری میکنه. برای اجرای این فرآیند، ابتدا باتری‌ها روی نوار نقاله قرار میگیرن و بعد با قرار گرفتن در جای مخصوص، نوارهای اتصال‌دهنده برش داده میشن.

در بخش بعدی هم قطعات BMS روی باتری‌ها قرار می‌گیرن و با لیزر، BMS به باتری جوش داده میشه. در نهایت باتری‌های آماده روی نوار نقاله گذاشته میشن و خمیدگی‌های بیشتری به کابل BMS وارد میشه تا به‌درستی داخل گوشی قرار بگیرن. بعد از اون روی باتری‌ها چسب عایق قرار می‌گیره و توسط افراد بررسی میشه.

مرحله یازدهم: تست نهایی و بسته‌بندی باتری

خب بالاخره رسیدیم به مرحله آخر! بعد از تست نشتی مایعات، به مدت 72 ساعت چندین تست ولتاژ و سازگاری روی باتری‌ها انجام میشه و بعد باتری‌ها داخل محفظه‌های مخصوص گذاشته شده و به مرحله بسته‌بندی و ارسال برای فروش فرستاده میشن.

خوبه این رو هم بدونین که تو کارخانه باتری‌سازی، یه قسمت به عنوان آزمایشگاه هست که به‌صورت رندوم روی باتری گوشی انواع تست‌های دما، رطوبت، شارژ، مقاومت در برابر آب شور، مقاومت در برابر حرارت زیاد و… رو انجام میدن تا کاملاً از سلامت باتری در مراحل مختلف مطمئن بشن.

سؤالات متداول

1. داخل باتری موبایل چیست؟

در جواب باتری گوشی از چی ساخته شده باید گفت که باتری لیتیوم یونی از دو ورقه فلزی (آلومینیوم برای مثبت و مس برای منفی)، مواد فعال مثل لیتیوم کبالت اکسید و گرافیت، جداکننده و الکترولیت ساخته میشه.

2. چرا تست‌های دما، رطوبت و مقاومت روی باتری‌های رندوم انجام میشه؟

این تست‌ها تضمین می‌کنن که باتری‌ها در شرایط واقعی استفاده، ایمن و پایدار باقی بمونن و عملکردشون یکنواخت باشه.

خلاصه اینکه…

باتری‌های موبایل، به‌ویژه نوع لیتیوم یونی، نتیجه یه فرآیند دقیق و چندمرحله‌ای هستن که از آماده‌سازی مواد فعال الکترود تا مونتاژ سلول و نصب سیستم مدیریت باتری (BMS) ادامه پیدا می‌کنه. هر مرحله از ساخت باتری برای گوشی، از پوشش‌دهی ورقه‌ها و خشک‌کردن، تا برش، رول‌کردن و مونتاژ لایه‌ها، با کنترل دقیق دما، فشار و کیفیت انجام میشه تا عملکرد، دوام و ایمنی باتری تضمین بشه.

پس از مونتاژ، سلول‌ها تحت فرآیند شارژ اولیه (Formation) و چندین مرحله تست ولتاژ، دما و مقاومت قرار می‌گیرن تا ظرفیت واقعی، ثبات و سلامت اونا سنجیده بشه. در نهایت، باتری‌ها در محفظه‌های محافظت‌شده بسته‌بندی و برای استفاده در گوشی یا مونتاژ نهایی آماده میشن. این فرآیند دقیق نشون میده که کیفیت و ایمنی باتری‌ها به دقت هر مرحله تولید بستگی دارد و هر بخشی از ساخت اون نقش حیاتی در عملکرد نهایی گوشی میتونه داشته باشه.

شما همکاران گرامی می‌تونین برای خرید باتری سامسونگ، خريد باتري ايفون، هواوی، شیائومی و… با قیمت همکاری، از وبسایت ما اقدام کرده و سفارش خودتون رو هرکجای کشور که باشین، دریافت کنین.