Почему технологии аккумуляторов застыли на месте

0 541
0

Почему технологии аккумуляторов застыли на местеВ последнее время развитие аккумуляторов портативных устройств зашло в тупик. Производители не пытаются создавать инновационные решения, вместо этого они оснащают свои девайсы аккумуляторами большей емкости либо выпускают какие-то дополнительные аксессуары, как сделала Apple, официально запустив в продажу чехол с встроенной батареей.

Увеличение аккумулятора или дополнительные чехлы напрямую влияют на толщину устройства и его восприятие пользователем. При этом с уменьшением размеров плат и чипов внутри корпуса остается много места, которое как раз и занимает аккумулятор. Из-за этого борьба за толщину устройств упирается в развитие батарей.
Внимание! Для просмотра скрытого текста на нашем портале нужна регистрация .
Кроме того, этот тип батарей подвержен эффекту памяти: при зарядке не до конца разряженного аккумулятора его напряжение снижается, что ведет к потере емкости.
По этим причинам от Ni-Cd-аккумуляторов отказались в пользу никель-металл-гидридных (Ni-MH) батарей, которые меньше подвержены эффекту памяти и имеют большую удельную емкость (60–72 Втч/кг).

Минусом же можно назвать малый срок службы — примерно 200–500 циклов. Однако устройства с таким типом аккумулятора выпускались до конца ХХ века.

Но прорывом в области аккумуляторостроения стал представленный компанией Sony в 1991 литий-ионный аккумулятор (Li-Ion), который остается одними из самых популярных и по сей день. Благодаря его сбалансированным характеристикам, этот аккумулятор остается одними из самых распространенных.

На данный момент Li-Ion-аккумуляторы имеют удельную емкость до 240 Втч/кг, что в несколько раз больше, чем у предшественников, они практически не подвержены саморазряду, но срок службы составляет более 600 циклов.

Эффект памяти присутствует, но он проявляется только при частых циклах неполного разряда и заряда. Конечно, не стоит забывать о том, что высокая химическая активность лития приводит к тому, что при определенных условиях он способен воспламениться.

Вместе с Li-Ion-аккумуляторами недюжинной популярностью обладают и литий-полимерные (Li-Po). Отличие заключается в том, что Li-Po-аккумуляторы можно делать любой формы, включая гибкие. Плюсы и минусы у обоих типов батарей схожи: не самый впечатляющий срок службы и «смерть» после глубокого разряда. Кроме этого, они менее токсичны, чем Li-Ion-собратья, и более безопасны.

Почему технологии аккумуляторов застыли на месте

Повреждения могли стать причиной «взрывных» сюрпризов от Li-Po-аккумуляторов

То есть те аккумуляторы, что используются в смартфонах и планшетах по сей день, появились, грубо говоря, более 20 лет назад.

Нынешние разработки двигаются в нескольких направлениях, но пока нет ни одного решения, которое было бы полностью сбалансированным по всем характеристикам и при этом на голову выше литий-полимерных и литий-ионных.

 Так, серебряно-цинковые батареи, которые активно используются в военной и космической технике, абсолютно безопасны и не загрязняют окружающую среду. Также они обладают внушительной удельной емкостью (в теории до 425 Втч/кг) и имеют высокую токоотдачу (до 50 ампер на 1 ампер-час емкости). Однако они обладают высокой стоимостью и выдерживают до 100 циклов заряда / разряда.
 
 В Стэнфордском университете разрабатываются алюминиево-ионные (Al-Ion) аккумуляторы. Они, как и Li-Po-аккумуляторы, могут принимать абсолютно любую форму, способны заряжаться за несколько минут и имеют колоссальный срок службы (более 7,5 тыс. циклов). Но низкое выдаваемое напряжение в 2 вольта против 3,6 вольта у Li-Ion-батарей и удельная емкость в 140 Втч/кг пока не позволяют использовать эти батареи повсеместно.
Еще одной разработкой стали литий-серные (Li-S) аккумуляторы. Их энергоемкость вдвое превышает последнюю у литий-ионных. Кроме этого, они выдерживают хороший срок службы (1,5 тыс. циклов заряда), при этом практически не теряя максимальной мощности. Тем не менее необходимость доработки и тестов в сложных условиях (влажность, температура) пока не дают выйти Li-S-аккумуляторам на рынок.

Конечно, основная причина продолжающейся эксплуатации литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов происходит вовсе не оттого, что нет технологий. При активном желании производители могли бы попытаться ввести в оборот нечто инновационное, а не выпускать чехлы и переносные батареи с теми же литий-ионными компонентами.

С другой стороны, это бы потребовало долгих тестов и перестройки всего процесса производства аккумуляторов на работающей как часы фабрике. Поэтому крупным игрокам рынка мобильных устройств это совсем не на руку.

 

Почему технологии аккумуляторов застыли на месте

 

Технология гибкой батареи
 
 


Источник | Опубликовал: RFProject


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости