Источник: golos.io
От успеха внедрения новых технологий аккумуляторов зависит дальнейшее развитие многих сфер, а особенно потребительской электроники.
Для большинства, как и для меня долгое время стоял вопрос: Почему же технологии застыли на месте? Ведь уже много лет нет каких-либо заметных изменений (кроме ухода в массы так называемых powerbank, для подзарядки своих устройств «на ходу»).
Странно наблюдать и то, что аккумуляторы большой ёмкости чаще можно встретить у китайских производителей, а мировые топы мобильных устройств Apple и Samsung якобы не уделяют этому особого внимания. Или вся проблема с начавшейся несколько лет назад «борьбе за размер/толщину устройств» упирается в развитие батарей!?
Стоит напомнить, что литий-ионные аккумуляторы созданные в 70-х годах до сих пор занимают большую часть современного рынка (а появились у Sony еще в 1991 году). Позднее запустили и литий-полимерные (Li-Po), основным преимуществом которых стала форма носителя (сейчас и Li-Ion способны, см. батарейку iPhone).
Больше 25 лет ведутся различные разработки, которые не дают сбалансированного решения «цена-качества» для массового производства и замены известных нам типов аккумуляторов.
Альтернативные технологии аккумуляторов:
- литий-серные втрое превышают текущие ёмкости, но «не в ладах» с влажностью и низкой температурой
- алюминиево-ионные способны заряжаться за пару минут с огромным ресурсом жизни, но выдают слишком низкое напряжение
- литий-кремниевые хороши всем, кроме ресурса, так как приходят в негодность при 100 циклах (хотя после доработки потенциал огромен, но дорого)
- литий-кислородные доступные и энергоёмкие, однако быстро изнашиваются и выделяют много лишнего тепла
- графеновые с превосходной ёмкостью и скоростью отдачи, но пока есть лишь лабораторные образцы
Крупнейшие производители потребительской электроники в основном уделяют внимание доработке текущих Li-Ion технологий, увеличивая их возможности на +20% год к году при сохранении/уменьшении размера элементов.
Много времени уходит на подходы энергосбережения: оптимизации технопроцесса изготовления процессоров (20 нм > 14нм), памяти (+ переход DDR3 > DDR4) , дисплеев (тех же AMOLED), что стоит заметить — приводит к существенному снижению самого энергопотребления. Внедряются технологии эффективности зарядки QuickCharge и пр. (топовые модели того же Samsung заряжаются за 1 час), повсеместно находит распространение бесконтактная зарядка.
Особое внимание уделяется разработке технологий твёрдого электролита для знакомых нам литий-ионных аккумуляторов (что в потенциале даст +30% ёмкости, на порядок увеличенный срок службы без деградации элементов). А также разработки Toyota на базе кристаллического электролита, с аналогичной эффективностью и меньшими затратами в случае их внедрений.
В итоге мы видим, что технологий, которые можно доработать при вложении крупных инвестиций много, однако «бросаться» всё менять — компании не торопятся (им ещё нужно заработать на текущем производстве)!