پدیدهای تازه در بازار باتری، باتریهای قلمی شارژی USB-C است. USB-C همهجا میرود و سر از هر وسیلهای درمیآورد؛ ظاهراً باتریهای قلمی هم از این قاعده مستثنا نیستند. باتریهای قلمی — و در واقع بیشتر باتریهایی که LiPo نیستند — همیشه به شارژر اختصاصی نیاز داشتهاند. حالا ناگهان میتوانید باتریهای قلمی AA و AAA را درست همانطور شارژ کنید که گوشیتان را شارژ میکنید.
وقتی نخستین بار این باتریها را دیدم، به نظرم نوعی کلاهبرداری آمدند. اما کنجکاوی همیشه پیروز میشود؛ بنابراین دو بسته خریدم تا هم به پرسشهای خودم پاسخ بدهم و هم به پرسشهای شما.
باتری قلمی USB-C واقعاً وجود دارد
ایدهای که انتظار دارید پوچ از آب دربیاید
بله، به دستم رسیدند و دقیقاً شبیه عکسها بودند. قیمتشان هم گزاف نبود؛ برای هر جفت حدود $۱۰ پرداختم. بااینحال، حتی یک برند معتبر باتری پیدا نکردم که چنین محصولی بسازد. همه نامهای ناآشنایی داشتند. «بهترین» نمونههایی که یافتم، Camelion و Powerology بودند. هر دو در چین ساخته شدهاند و آشکارا نسخههایی با برچسبهای متفاوت از یک طراحی واحد هستند.
درون بسته، باتریها و یک کابل دوسر USB-C به USB-A قرار دارد. بستهبندی Camelion بهتر بود؛ اما بسته چهارتایی Powerology نیز تنها یک کابل دوسر داشت، بنابراین باید باتریها را یکی پس از دیگری شارژ کنید. هیچیک از این محصولات در Amazon عرضه نمیشوند.
عجیب اینکه رفتار چراغ LED، جایگاه درگاه و ساختار هر دو برند کاملاً یکسان بود.
بسته Camelion دفترچه راهنمای کوچکی داشت که در آن جریان شارژ ۵۰۰ mA و بیشینه خروجی ۲ A ذکر شده بود. ادعای ۲ A برای چیزی که خود را یک باتری قلمی ۱.۵ V جا میزند، چشمگیر است؛ اما میخواستم شخصاً درستی آن را بیازمایم.
درگاه USB-C روی قطب مثبت قرار گرفته است. دور این قطب، حلقهای آبی از چراغ LED دیده میشود که هنگام شارژ چشمک میزند و پس از پر شدن باتری، پیوسته روشن میماند. عجیب اینکه رفتار چراغ LED، جایگاه درگاه و ساختار هر دو برند کاملاً یکسان بود. همانطور که گفتم: یک سازنده اصلی، با برچسبهایی متفاوت.
دوشاخه USB-C محکم در جای خود مینشیند و باتریها آنقدر سبکاند که میتوانید بدون خم شدن یا افتادگی اتصال، آنها را از شارژر دیواری آویزان بگذارید. همچنین ادعا شده که این باتریها در برابر انواع وضعیتهای خطرناک، از جمله شارژ بیشازحد، محافظت میشوند؛ بنابراین شاید بتوان آنها را شب تا صبح به شارژر متصل نگه داشت.
حقیقت لیتیومیونی باتریهای قلمی USB-C
این کار را در خانه انجام ندهید
اینجاست که تردیدها آغاز میشوند. ظرفیت «۲۲۰۰ mWh» برای یک باتری قلمی مشکوک است. حتی باتریهای قلمی NiMH مرغوب نیز ظرفیتی در همین حدود دارند، آن هم در حالی که از نظر فیزیکی چگالترند. همانطور که در راهنمای کدهای باتری قلمی توضیح داده بودم، گمان میکردم این باتریهای قلمی USB-C درون خود یک سلول کوچک Li-ion و مبدل کاهندهای دارند که ولتاژ را از ۳.۷ V به ۱.۵ V میرساند. تنها راه اطمینان، کالبدشکافی باتری بود.
باتری را باز کردم. این کار دشوار و مخرب بود و هرگز نباید انجامش دهید؛ اما همین که قطب مثبت از جا درآمد، تمام این ظاهرسازی آشکار شد. پوسته بیرونی در اصل یک غلاف فلزی است. درون آن، سلول استوانهای سبزرنگ Li-ion و یک برد مدار چاپی کوچک برای تبدیل ولتاژ قرار دارد.
نتوانستم اجزای درونی را سالم و یکپارچه بیرون بکشم، بنابراین پوشش فلزی را شکافتم. با نمایان شدن درون باتری فهمیدم که حدسم هم درست بود و هم نادرست. درست میگفتم که یک سلول Li-ion در کنار مبدلی کاهنده قرار دارد، اما اشتباه میکردم که تصور داشتم مدارها بیشتر فضای داخلی را اشغال میکنند. طراحی در واقع بسیار بهینه است. مبدل اندازهای ناچیز دارد و بیشتر حجم داخلی به سلول Li-ion اختصاص یافته است.
پس بله؛ از نظر الکتریکی، با یک باتری Li-ion با ولتاژ ۳.۷ V روبهرو هستیم که خود را باتری قلمی ۱.۵ V جا زده و مبدل باقی کار را انجام میدهد. تا زمانی که خروجی پایدار ۱.۵ V فراهم شود، برای دستگاهی که باتری را درون آن میگذارید چیز دیگری اهمیت ندارد.
یک هشدار: هنگام جدا کردن برد مبدل، بهطور تصادفی سلول را اتصال کوتاه کردم. صدای فشفش داد، بهشدت داغ شد و از کار افتاد. همین اتفاق بهتنهایی ثابت میکند که سلول توان تأمین جریان چشمگیری دارد. این کار را در خانه انجام ندهید.
اما عملکردشان چگونه است؟
چراغ پیشانی دروغ نمیگوید
سنجش ظرفیت بدون تجهیزات مناسب دشوار است، اما با امکانات موجود راهی ساختم. از چراغ پیشانیای استفاده کردم که حدود ۱ A جریان میکشد و به ۶ V نیاز دارد. چهار عدد از این سلولها با اتصال سری، ولتاژ ۶.۴ V فراهم کردند. بهمحض روشن شدن چراغ، ولتاژ فوراً روی ۵.۵ V ثابت شد و بیش از ۵۰ دقیقه در همان سطح ماند. سرانجام ولتاژ مجموعه به ۴.۵ V افت کرد؛ سپس یکی از باتریها از کار افتاد و ولتاژ کل مجموعه به ۳ V سقوط کرد. در آن لحظه آزمایش را متوقف کردم.
اگر میانگین تقریبی ولتاژ زیر بار را در جریان و زمان ضرب کنیم، این مجموعه حدود ۵۶۰۰ mWh انرژی تحویل داده است. با تقسیم این عدد بر چهار، سهم هر باتری نزدیک به ۱۴۰۰ mWh میشود؛ تقریباً همان مقداری که پس از تبدیل ولتاژ انتظار میرود.
ادعای تبلیغاتی کاملاً نادرست نیست؛ فقط واقعیت را به خوشآبورنگترین شکل ممکن جلوه میدهد.
روی این باتریها ظرفیت ۲۲۰۰ mWh درج شده است، اما این عدد به سلول لیتیومیونی داخلی با ولتاژ ۳٫۷ V مربوط میشود. وقتی ولتاژ این انرژی برای رسیدن به خروجی ثابت ۱٫۵ V کاهش مییابد، بخش چشمگیری از آن بر اثر ناکارآمدی فرایند تبدیل هدر میرود. در عمل، حدود ۲٫۲ Wh انرژی ذخیرهشده به چیزی نزدیک به ۱٫۴ تا ۱٫۵ Wh خروجی قابلاستفاده در ولتاژ ۱٫۵ V تبدیل میشود. بنابراین ادعای تبلیغاتی کاملاً نادرست نیست؛ فقط واقعیت را به خوشآبورنگترین شکل ممکن جلوه میدهد.
برای مقایسه، آزمایش را با یک دست باتری قلمی قلیایی نو تکرار کردم. بهمحض روشنکردن چراغ، ولتاژ آنها بیدرنگ از ۶٫۴ V به ۴٫۴ V افت کرد و پس از آن نیز پیوسته کاهش یافت. باتریهای قلیایی در مجموع مدت بیشتری کار میکنند—در این آزمایش، چراغ نزدیک به ۴ ساعت روشن ماند—اما ولتاژ خروجیشان مدام پایین میآید و در نتیجه عملکرد دستگاه بهتدریج افت میکند. در مقابل، باتری قلمی لیتیومی USB-C ولتاژ ۱٫۵ V را کاملاً ثابت نگه میدارد تا به آستانه قطع برسد و سپس خروجی آن ناگهان به صفر میرسد.
در چراغقوه، این یعنی باتریهای قلیایی بیشتر دوام میآورند، اما بهمرور کمنور میشوند؛ حال آنکه باتریهای قلمی لیتیومی USB-C روشنایی خود را حفظ میکنند و سپس ناگهان از کار میافتند.
عملکردشان از آنچه روی کاغذ میبینید بهتر است
خروجی پایدار، تجربهای متفاوت میسازد
اعتراف میکنم: این باتریها بهتر از چیزی بودند که انتظار داشتم. مبدل داخلی در ثابت نگهداشتن ولتاژ ۱٫۵ V عملکردی عالی دارد. ولتاژ تا آخرین لحظه ثابت میماند و سپس مدار محافظ برای جلوگیری از تخلیه بیشازحد سلول لیتیومیونی، خروجی را بهطور کامل قطع میکند.
البته این ویژگیها بیهزینه نیستند. افت ولتاژ آنها زیر جریان سنگین از باتریهای نیکل–هیدرید فلز (NiMH) بیشتر است و ظرفیت واقعی کمتری نیز دارند. اگر بیشترین اطمینانپذیری یا طولانیترین زمان کارکرد را میخواهید، NiMH همچنان گزینه برتر است.
بااینحال، این باتریهای قلمی USB-C در حدود یک ساعت کاملاً شارژ میشوند، به شارژر ویژه نیاز ندارند، ولتاژ خروجی ثابتی ارائه میدهند و پس از درک محاسبات پشت ارقام mWh، میبینید که دقیقاً مطابق ادعای سازنده کار میکنند. خلاصه اینکه کلاهبرداری در کار نیست؛ اینها صرفاً سلولهای لیتیومیاند که هوشمندانه همراه با یک تنظیمکننده ولتاژ در قالبی تازه عرضه شدهاند.
حکم نهایی پیچیدهتر از چیزی است که گمان میکنید
این باتریها به کار چه کسانی میآیند؟
واقعیت این است که باتریهای قلمی USB-C جایگاهی نامعمول اما واقعاً سودمند در میانه بازار دارند. قرار نیست NiMH را از تخت پایین بکشند و از نظر دوام خام نیز بیتردید جایگزین باتریهای قلیایی نیستند. نقطه قوت اصلیشان آسودگی استفاده است. اگر از شارژرهای اختصاصی بیزارید یا همیشه فراموش میکنید آنها را کجا گذاشتهاید، اینکه بتوانید باتری قلمی را با همان کابل USB-C گوشیتان شارژ کنید، واقعاً رهاییبخش است. در سفر، وسایل همراه روزمره یا ابزارهای جورواجور خانه، این باتریها تمام دردسرهای کوچک اما کلافهکننده شارژ را از میان برمیدارند.
بااینهمه، چیزی که بیش از همه غافلگیرم کرد شارژشدن آنها نبود، بلکه ولتاژشان بود. این باتریها تا همان لحظهای که از کار میافتند، ولتاژ ۱٫۵ V را با استواری کامل حفظ میکنند. اگر تا به حال دیدهاید که نور چراغقوهای با باتری قلیایی پس از ده دقیقه به زردی غمانگیز یک شمع بدل شود، میدانید چرا این ویژگی اهمیت دارد.
دستگاههایی که با افت ولتاژ رفتاری نامنظم پیدا میکنند، با خروجی تنظیمشده بهمراتب بهتر کار میکنند. ولتاژ باتریهای NiMH و قلیایی هر دو زیر بار افت میکند، اما این باتریها چنین مشکلی ندارند. آنها پیوسته بیشترین روشنایی یا توان را ارائه میدهند و هنگامی که مدار محافظ سلول لیتیومیونی وارد عمل میشود، خروجی را یکباره قطع میکنند. در برخی کاربردها، همین رفتار بهتنهایی آنها را به گزینهای برتر تبدیل میکند.
بااینهمه، چیزی که بیش از همه غافلگیرم کرد شارژشدن آنها نبود، بلکه ولتاژشان بود.
اما اگر تنها در پی بیشترین زمان کارکرد هستید، این باتریها پاسخ نیازتان نیستند. یک سلول NiMH مرغوب همچنان از نظر واتساعتِ واقعاً قابلاستفاده عملکرد بهتری دارد و باتریهای قلمی قلیایی نیز در مجموع بیشتر دوام میآورند؛ هرچند با افت ولتاژ، پیوسته کمنورتر و کمتوانتر میشوند. برای هر دستگاه پرمصرفی که دوام و اطمینانپذیری در آن حرف اول را میزند، NiMH همچنان معیار طلایی است: ایمنتر و پیشبینیپذیرتر است و برای تحمل صدها چرخه با عملکردی پایدار ساخته شده است. در مقابل، بیشتر باتریهای قلمی لیتیومی USB-C هنوز محصولاتی بینامونشان با برچسبهای تجاری گوناگوناند.
این باتریهای قلمی لیتیومی USB-C بینقص نیستند و در همه شرایط نیز برتری ندارند. بااینحال، در دستگاه مناسب و برای کاربر مناسب، بسیار منطقیتر از چیزیاند که هنگام سفارشدادنشان با خودم میگفتم: «فقط ببینم چه میشوند.»
پس از مدتی استفاده از این باتریها، دریافتم که بیش از همه برای دستگاههای پرمصرف مناسباند. از آنجا که برای ثابت نگهداشتن ولتاژ خروجی به مبدل کاهنده متکیاند، این مبدل حتی وقتی خود دستگاه در حال استفاده نیست نیز اندکی برق مصرف میکند. به بیان دیگر، این باتریها حتی وقتی گوشه قفسه ماندهاند، بهآرامی تخلیه میشوند.
از همین رو، این باتریها برای دستگاههای کممصرفی که تنها گاهی از آنها استفاده میکنید، مانند کنترل تلویزیون، گزینهی چندان مناسبی نیستند. در چنین مواردی، ممکن است مبدل بهمرور زمان بیش از خود دستگاه انرژی مصرف کند. البته همچنان میتوانید این باتریها را در دستگاههای کممصرف به کار ببرید، اما نباید انتظار داشته باشید بهاندازهی باتریهای قلیایی دوام بیاورند.
منبع: این مطلب ترجمه و بومیسازی مقالهای از MakeUseOf به قلم Amir Bohlooli است. مشاهده مقاله اصلی