Твердотільні акумулятори підвищать тривалість роботи смартфонів, але є один неприємний аспект (фото)

Користувачі вже давно прагнуть до того, щоб смартфони могли функціонувати без підзарядки протягом п’яти днів. Завдяки прогресу в розробці твердотільних акумуляторів ця мета стає дедалі реальнішою. Однак існують інженерні виклики, які ускладнюють широке впровадження цієї технології.

Нещодавно компанія Donut Labs представила прототип, здатний змінити індустрію батарей. Однак шлях розробки до полиць магазинів буде непростим, пише PhoneArena.

Ключова особливість нової технології полягає в використанні твердого електроліту замість традиційних рідких або гелеподібних варіантів літій-іонних акумуляторів. Це забезпечує ряд важливих переваг:

Стартап Donut Labs, який отримав підтримку від розробників інноваційного кільця Oura, представив нову технологію виготовлення твердотільних акумуляторів. Концепція базується на використанні вуглецевих нанотрубок, які покриті оксидом титану, та натрієвого електроліту. Унікальність полягає у методі виробництва: ці батареї можна фактично "друкувати" за допомогою принтера (з використанням трафаретного друку), що робить їх перспективними з точки зору зниження витрат і масштабування.

Оголошені специфікації вражають. Енергетична щільність досягає 400 Вт-год/кг, що істотно перевищує показники літієвих батарей. Повний заряд займає всього 5 хвилин, а термін служби становить до 100 000 циклів перезарядки.

На відміну від численних подібних оголошень, ця технологія вже успішно реалізована в готовому продукті. На виставці CES був представлений електромотоцикл Verge, обладнаний такою батареєю. Цей байк здатний проїжджати 600 км на одному заряді і може відновити 80% енергії за менше ніж 10 хвилин. Це свідчить про те, що технологія вже переходить з етапу лабораторних випробувань у реальне використання.

Незважаючи на численні переваги, масове виробництво таких акумуляторів затримується на кілька років. Основною технічною проблемою є утворення дендритів — мікроскопічних кристалічних утворень, які з'являються в процесі зарядки та розрядки. З часом ці "голки" можуть проростати через тверді електроліти, що призводить до короткого замикання та виходу батареї з експлуатації.

Окрім того, існує питання фізичного контакту: при коливаннях температури матеріали в середині батареї змінюють свої об’єми, що призводить до порушення цілісності з'єднань. Виготовлення таких акумуляторів вимагає використання екзотичних матеріалів та складних технологій, що робить їх кінцеву вартість занадто високою для бюджетних електронних пристроїв. Наприклад, мотоцикл Verge має ціну близько 30 000 доларів, а компанія Donut Labs все ще шукає інвестиції для розширення виробництва на рівень смартфонів.

Раніше фахівці зазначали, що твердотільні акумулятори переважають літій-іонні, проте їх не використовують у смартфонах. Існують суттєві труднощі, які ускладнюють їх широкомасштабне впровадження в мобільні пристрої.