Smartfony z roku na rok są coraz lepsze. Ich procesory mają więcej rdzeni, o wyższym taktowaniu i niższym procesie technologicznym, a ilość pamięci RAM sięga do tego poziomu, ile niektórzy mają w swoich komputerach. Ekrany są coraz większe, mają lepsze odwzorowanie kolorów i większą rozdzielczość. Niestety, kiedy przychodzi czas na rozmowę o baterii, nie jest już tak kolorowo. Bo z nimi wcale nie jest lepiej. Na szczęście, jest szansa, że dzięki Instytutowi Technologicznemu w Massachusetts pojemność naszych akumulatorów wzrośnie nawet dwukrotnie. 

Obecnie baterie w zdecydowanej większości smartfonów wykonane są w technologii litowo-jonowej. Dlaczego? Są lekkie, stosunkowo wydajne i można je bez obaw ładować wielokrotnie. Technologia Li-Ion posiada jednak pewne ograniczenia – jeśli porównacie sobie dwie dowolne baterie o tej samej pojemności zauważycie, że są one tej samej wielkości. Ograniczenia wypływają bowiem z zastosowanej anody grafitowej, która jest w stanie „pomieścić” tylko daną liczbę jonów, do której już udało nam się dojść. Oznacza to, że obecnie nie jesteśmy w stanie włożyć do telefonu baterii, która będzie miała tą samą wielkość, ale większą pojemność. Stąd też wynika drugi problem – jeśli system jest dobrze zoptymalizowany, nie jesteśmy w stanie sprawić, aby podzespoły wydajnego smartfona zużywały jeszcze mniej energii bez utraty na wydajności. W takim razie musimy w obudowie danego urządzenia, na tej samej przestrzeni upchnąć jak najwięcej energii. W końcu nikogo nie zadowoli telefon, który wytrzyma na jednym ładowaniu miesiąc, ale jest wielkości plecaka, prawda?

Przez długi czas naukowcom nie udało się trafić na rozwiązanie, które skutecznie zastąpiłoby akumulatory litowo-jonowe. Pamiętajmy też, że bardzo ważnym czynnikiem jest cena ogniwa, które może być ono zbyt drogie, bo w przeciwnym razie przełożyłoby się to na wyższy koszt urządzeń. Na szczęście przyszedł czas na zmianę. Firmie SolidEnergy udało się opracować baterię, która w danej bryle pomieści prawie dwa razy więcej energii dla naszego telefonu niż w obecnie stosowanych bateriach Li-Ion. Technologia jest nazwana „litowo-metalowa”, ponieważ anoda zostaje zastąpiona cienką warstwą metalicznego litu. I tak jak w przypadku starszych baterii anoda i katoda miały między sobą separator, tak tutaj tę rolę ma pełnić „bezpieczny elektrolit”. Podobno na tyle bezpieczny, że według MIT baterie Li-Metal będą bezpieczniejsze niż te stosowanie obecnie.

Porównanie ogniw zbudowanych w różnych technologiach
Porównanie ogniw zbudowanych w różnych technologiach. (po prawej – ogniwo litowo-metalowe) / fot. MIT News

 

No dobrze, ogniwo będzie miało mniejszą podatność na wybuchy, ale co z tą większą pojemnością? W smartfonach znajdują się ogniwa z anodą zbudowaną na bazie anody grafitowej, czyli na powyższej grafice, drugie od lewej. Pamiętajcie, że carbon oznacza węgiel (którego alotropową odmianą jest grafit), a nie włókno węglowe zwane potocznie karbonem. Anoda zbudowana na bazie krzemu jest według infografiki o 17% bardziej wydajna niż grafitowa, a ogniwo litowo-metalowe ma być jeszcze lepsze. Przyrost ma bowiem wynieść 100% względem generacji pierwszej. Oznacza to, że Wasz akumulator w smartfonie o danej wielkości, pojemności i wadze pomieści w sobie dokładnie dwa razy więcej energii.

Czekamy z niecierpliwością, bowiem baterie litowo-metalowe mają pojawić się w smartfonach już w przyszłym roku.

źródło: MIT News
Zdjęcie główne pochodzi z pixabay.com