علماء روس يبتكرون غشاءً بوليميرياً يمنع انفجار بطاريات الهواتف الذكية

طوّر علماء روس من جامعة سان بطرسبورغ، غشاءً بوليمرياً جديداً Polymeric Membrane، قادر على منع انفجار بطارية الهاتف الذكي في حال ارتفاع درجة حرارتها أو تلفها، وسيمنع هذا الغشاء انبعاث الحرارة والغازات أثناء حدوث ماس كهربائي داخلي، والذي قد يحدث في ظل ظروف تشغيل قاسية للجهاز، وفق ما أفاد به المكتب الإعلامي لـ"المؤسسة الروسية للعلوم" Russian Science Foundation.

وتعدّ بطاريات الليثيوم أيون Lithium-ion batteries في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وبطاريات الشحن المحمولة وغيرها من الأجهزة اليومية حساسة للعوامل الخارجية، مثل الحرارة أو ارتفاع درجة الحرارة أثناء الشحن، أو الاصطدام بأجسام حادة، أو السقوط من ارتفاعات. وقد تؤدي هذه الحالات إلى حدوث ماس كهربائي داخل البطارية، ما يتسبب في انبعاث حرارة وغازات بسرعة. وفي أسوأ الأحوال، قد تشتعل البطارية أو تنفجر.

يُستخدم حالياً نظام تحكم إلكتروني لحماية بطاريات الهواتف الذكية والأجهزة الأخرى، إلا أنّ هذا النظام قد لا يتمكن من التفعيل بالسرعة الكافية، ما قد يؤدي إلى أخطر العواقب.
 
وفي دراسة أجراها علماء من جامعة سان بطرسبورغ، اختبر العلماء عينات من البطاريات للتأكد من سلامتها عن طريق ثقب الخلايا بمسمار فولاذي، ما أدى إلى حدوث ماس كهربائي.

وفي النتيجة، اشتعلت خلية غير محمية في غضون 15 ثانية من التلف، ووصلت درجة حرارة غلافها إلى 350 درجة مئوية، أما الخلية المزودة بطبقة واقية، بقي الغلاف سليماً، ولم يحدث تسريب حراري، بفضل "صمام" داخلي يفعّل عند حدوث ماس كهربائي داخل البطارية، مانعاً بذلك انفجارها.
 
وأوضح المكتب أنّ هذا الصمام يتكون من غشاء بوليمري Polymeric Membrane يسد أسرع مسار لتفريغ الشحنة، ويقلل من معدل توليد الحرارة، ويمنع اشتعال الخلية حتى في حال تعرضها لتلف ميكانيكي، وأظهرت التجارب أنه عند تلف البطارية بمسمار، فإنها تُفرغ شحنتها في غضون 15 دقيقة، ولا تتجاوز درجة حرارتها 75 درجة مئوية.

اقرأ أيضاً: علماء يكتشفون طريقة جديدة لإطالة عمر بطاريات "الليثيوم أيون"

🔋 Russian scientists develop protective film for lithium‑ion batteries

A polymer film inside the battery restricts the fastest discharge path during a short circuit — without sensors or electronics. When punctured, a conventional battery ignited within 15 seconds and heated up…

— National Centre RUSSIA (@gowithRussia) July 13, 2026

وفي هذا السياق، أوضح أوليغ ليفين، كبير الباحثين في قسم الكيمياء الكهربائية في معهد الكيمياء في جامعة سان بطرسبورغ: "لا تتطلب الطبقة الواقية التي طورناها أجهزة استشعار أو إلكترونيات تحكم أو إيقاف تشغيل خارجي، فهي تستجيب للتغيرات في الحالة الكهربائية لخلية البطارية نفسها".
 
ويعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية في حالات الماس الكهربائي الداخلي، إذ قد يتطور أسرع من قدرة نظام الحماية الخارجي أو عناصر الحماية التي تستجيب لارتفاع درجات الحرارة على التفعيل"،

وأضاف ليفين أنّ الباحثين يواجهون الآن تحدياً يتمثل في إيجاد توازن بين سلامة البطاريات المزودة بـ"صمام أمان" وقدرتها، وكذلك أثناء الشحن السريع الذي قد يتطلب تيارات عالية.
 
الجدير ذكره أنّ نتائج هذه الدراسة نُشرت في مجلة تخزين الطاقة Energy-storage. وقد أُجري هذا العمل بالتعاون مع شريك تجاري وبدعم من المؤسسة الروسية للعلوم.

Lithium-ion battery fires are not like traditional fires.

A standard thin blanket may not hold up to the extreme heat, flames, and pressure these incidents can create.

That’s because lithium-ion batteries can continue reacting — even when oxygen is reduced.

The goal is… pic.twitter.com/BWNR6dWxQv

— Brimstone Fire (@BrimstoneFP) July 14, 2026

اقرأ أيضاً: ابتكار بطاريات تُشحن برطوبة الهواء وقابلة للتدمير الذاتي الطارئ