(fot. pixabay.com)

Japoński instytut opracowuje nową technologię baterii. Nawet po 5 latach mogą być „jak nowe”

Nie sposób ukryć, że bateria to jeden z najmniej postępowych elementów współczesnych elektronicznych gadżetów. Od lat nie dokonała się bowiem żadna większa rewolucja w tym temacie. Producenci sprzętów postanowili montować coraz większe ogniwa, optymalizować zużycie energii i ewentualnie zapewniać użytkownikom superszybkie ładowanie. Wkrótce może jednak nastąpić pewna poprawa – japoński instytut opracowuje nową technologię baterii pozwalającą zwiększyć jej żywotność.

Reklama

Czas pracy na baterii to spory problem

Każdy się ze mną zgodzi, że tak dopracowane współczesne sprzęty zasługują na to, aby działać zdecydowanie dłużej na jednym ładowaniu. Wiem, że dla wielu z nas rutyną stało się codzienne ładowanie swoich elektronicznych gadżetów – nie zmienia to jednak tego, że ich czas pracy powinien być znacząco dłuższy.

Na przestrzeni lat producenci stosowali różne sztuczki, jednak zabrakło prawdziwego przełomu. Sytuację nieco poprawiły technologie superszybkiego ładowania, ale po pierwsze nie jest to rozwiązanie problemu, a po drugie niesie za sobą dodatkowe komplikacje.

Reklama
bateria akumulator
Duża bateria i szybkie ładowanie to tylko pudrowanie problemu

Bateria we współczesnym wydaniu boryka się ze znaczącym spadkiem żywotności – innymi słowy traci w czasie eksploatacji swoją początkową pojemność. Szacuje się, że – w zależności od sposobu użytkowania – baterie smartfonów mogą stracić nawet do 20% pierwotnej pojemości w ciągu pierwszego roku. To sporo, a sytuacji nie poprawia ładowanie z dużą mocą – im szybsze ładowanie, tym więcej wydzielanego ciepła, które sprzyja degradacji ogniwa.

Wiedząc to wszystko, zostaliśmy w pewien sposób „wytresowani”. Ładujemy smartfony wolniejszymi ładowarkami, unikamy rozładowywania „do zera”, ustawiamy w systemie ograniczenia poziomu naładowania – to wszystko, aby zadbać o kondycję akumulatora.

Nowe materiały mogą poprawić sytuację

Jest jednak światełko w tunelu. Japoński Zaawansowany Instytut Nauki i Technologii (JAIST) pracuje nad nową technologią wytwarzania baterii. Dokładniej mówiąc – badacze opracowali rewolucyjny materiał, który w znacznym stopniu redukuje degradację ogniwa.

Oszacowali oni, że dzięki ich technologii bateria zachowa aż 95% pierwotnej pojemności nawet po pięciu latach intensywnej eksploatacji. W ten oto sposób nasze codzienne gadżety nie będą tak bardzo narażone na zauważalnie skracający się czas pracy na przestrzeni lat.

Naukowcy z JAIST skupili swoją uwagę na materiale wiążącym. Ujemne bieguny używanych aktualnie akumulatorów wykorzystują anody grafitowe, ale wymagają materiału wiążącego, którym jest obecnie polifluorek poliwinylidenu (PVDF). To właśnie ten materiał zdaje się być – nomen omen – najsłabszym ogniwem.

Android bateria akumulator ogniwo

Jednym z głównych wyzwań dla anod grafitowych jest złuszczanie się szkieletu grafitowego podczas długich cykli przy dużym natężeniu prądu. Prowadzi to do stopniowego zaniku pojemności. PVDF jako obecnie szeroko stosowane spoiwo nie sprawdza się najlepiej – niestety, jego nieprzewodzący charakter, powolne rozpuszczanie się w elektrolicie i słaba przyczepność do kolektora prądu ograniczają jego użyteczność jako solidnego spoiwa dla akumulatorów litowo-jonowych o długim cyklu życia.

Japończycy przeprowadzili szereg badań, z których wynika, że po 500 cyklach ładowania obecne baterie mają tylko około 65-70% swojej pierwotnej pojemności. Każdy z nas z pewnością tego doświadczył – roczny czy dwuletni sprzęt nie działa tak długo na jednym ładowaniu, jak wtedy, kiedy był nowy.

Kilkuosobowy zespół badawczy postanowił zmienić materiał wiążący i sprawdzić efekty. W miejsce PVDF podano sprzężony kopolimer bis-imino-acenaftenochinonu-parafenylenu (BP) jako alternatywny materiał wiążący dla anody grafitowej. Badania wykazały, że anodowe półogniwa oparte na spoiwie BP przewyższały ich odpowiedniki na bazie PVDF.

Nowy materiał wykazał doskonałą wydajność – po 1735 długich cyklach nowa bateria zachowała 95% swojej oryginalnej pojemności. Doskonałe działanie spoiwa BP przypisano jego zdolności do zapewniania większej odporności mechanicznej laminatu elektrody i utrzymywania przewodnictwa elektronicznego w elektrodzie.

To nadal nie rozwiązanie problemu, ale za to spore ułatwienie

Zaproponowana przez Japończyków technologia nie rozwiązuje podstawowego problemu – stosunkowo krótkiego czasu pracy na baterii. Nie da się jednak ukryć, że ich odkrycie niesie za sobą sporo ułatwień.

Przedłużone i szybsze ładowania akumulatorów nie powinny być już tak straszne – nowy materiał jest bardziej odporny na brutalniejsze i długotrwałe obchodzenie się z baterią. Wygląda na to, że o ile z ładowarką nadal będziemy nierozłączni, o tyle przestaniemy narzekać degradację ogniwa po dłuższym czasie.

„Spuchnięta” bateria być może nie będzie już tak częstym problemem wraz z nowym materiałem akumulatora

Niewykluczone, że to odkrycie będzie odgrywało również znaczącą rolę na rynku motoryzacyjnym. Coraz popularniejsze elektryki zaczynają powoli zapewniać bardziej rozsądne zasięgi. Dla wielu jedyną obawą przed ich zakupem pozostaje trwałość akumulatorów. Nowe rozwiązanie być może przyczyni się do zmiany poglądu na ich temat.

Niestety, nie wiadomo kiedy i czy opisana technologia znajdzie swoje zastosowanie na rynku konsumenckim. Nie ukrywam, że wolałbym rewolucję w temacie baterii, ale póki co nic jej nie zapowiada – w związku z tym zadowolę się bateriami o zwiększonej żywotności.

  1. Nie wiem jak trzeba używać smartfona żeby straciła 20% pojemności po roku, u mnie spada po parę procent co roku, ładuję od około 15-20% do 100%

    1. Przede wszystkim temperatury. A to się na słońcu zostawi, podłączy telefon do ładowania i pod poduszkę, ładuje podczas np. grania.
      Auta są na cylindryczne li-iony i przy tym wytrzymują znaaaaacznie więcej. Smartfony po prostu mają siadać żeby kupić nowy.

      1. Aplikacja accu battery na sklepie play, nie wiem na ile jest dokładna, ale jest najwyżej oceniana z tego typu aplikacji i ma chyba najwięcej pobrań

        1. Wg Accubattery moje HTC U11+ ma 91% wydajności ogniwa po 3,5 roku użytkowania. Intensywnego.
          I teraz trochę faktów. Nowy telefon robił ponad 11h SOT na samym WiFi.
          Przywróciłem ustawienia fabryczne i tylko na podstawowych aplikacjach telefon robi mniej niż 6h SOT.
          No więc pobawiłem się w dokładniejszą diagnozę puszczając szeregowo ładowanie przez miernik.
          I jaki rezultat?
          3054 mAh i 3002 mAh weszło do akumulatora 3950 mAh w dwóch ładowaniach.
          Uważam że to dobry wynik który dobrze świadczy o telefonie o który mocno dbałem.
          Problem w tym że to zupełnie inny wynik niż w Accubattery

          1. Problem jest taki że nie zrobiłeś tego pomiaru zaraz po zakupie telefonu tylko po 3.5 roku nie masz więc danych początkowych tylko końcowe. To że na baterii pisze jej pojemność może być myląc, teoria a praktyka czasami się mijają. Dodam tylko że wciąż używam swojego note 2 z 2010 roku z orginalną baterią. Telefon jest cały czas włączony od 11 lat, odbieram nim tylko smsy bo siedzę za granicą. Bateria wytrzymuje około 10 dni w trybie czuwania, mi wystarczy. Technologia nie najnowsza ale wciąż działa…

          2. Ale aplikacja zczytuje wartość początkową pojemności jaką powinno mieć ogniwo, a w razie problemu można wpisać ją ręcznie, na starym Honorze Play musiałem wpisywać a w nowym LG V60 po prostu zczytało automatycznie.

          3. Nie posiadam miernika do ładowarki, ale na oko zawsze od 3 lat ładuję smartfon zawsze co 2 dni i ta wartość nie zmieniła się no i oczywiście smartfon został przywrócony do fabrycznych tylko raz kilka mies. po kupnie ze względu na aktualizację która narobiła trochę problemów, z drugiej strony dziwne że miernik pokazał Ci 3054 / 3950 skoro po Twoim SOT widać że powinieneś mieć nieco ponad 50% pojemności początkowej, albo nawet mniej bo widzę że piszesz o podstawowych apkach, więc jeśli już to nie tylko apka ale i miernik się mylą.

    2. Ładuj 9v2A za każdym razem kiedy bateria ładnie to pony miesiącach odczujesz spadek pojemności…

  2. Nie wiem jak trzeba używać smartfona żeby straciła 20% pojemności po roku, u mnie spada po parę procent co roku, ładuję od około 15-20% do 100%

    1. Telefon podlaczony w wiekszosci czasu do ladowarki, szczegolnie podczas grania. Oto recepta na szybka utrate pojemnosci.

      1. Niektórzy producenci np Sony znaleźli rozwiązanie. Zamiast do baterii energia trafia prosto to płyty głównej. Więc nie wiem co z tym graniem.

  3. Jak ja lubię te artykuły o nowych super bateriach od dwudziestu lat czytam takie artykuły przynajmniej kilka razy do roku a w kwestii technologii produkcji prawie się nic nie zmieniło poza niewielkimi udoskonaleniami.

    1. W tym przypadku artykuł jest o czymś, co już na rynku jest dostępne, istnieją baterie o żywotności nawet 8000 cykli.

  4. To nie do końca tak. Nie chodzi tylko o wiązanie grafitowej elektrody i jej degradację ale również o elektrolit i tlenkową elektrodą dodatnią. W wypadku elektrod ujemnych już dawno są lepsze materiały niż grafit. Np tlenki litowo tytanowe czy katody mineralne (twardy węgiel czy krzemowo wglowe)

  5. Ja tu widzę większy problem niż technologia.
    Moje pytanie – jaki interes ma producent smartfona by wydłużać żywotność akumulatora? Nie ma żadnego.
    Powiem więcej, pod hasłem zrobimy naszym klientom dobrze, osiągają swoje cele jakim jest wzrost sprzedaży urządzeń z nie wymienialną baterią zabijaną ultra szybkim ładowaniem i do tego brakiem możliwości wymiany ogniwa na nowe.
    Ja np mam w d… wodoszczelność i palcujące się szkło na plecach. Wolę tworzywo i możliwość wymiany aku na nowe w każdej chwili.
    No ale to przeczy idei strzyżenia owiec 🙃

    1. Niestety masz rację. Jeżeli chodzi o smartfony to producenci nie mają żadnej korzyści z instalowania ogniw trwalszych niż okres gwarancji, czyli jakieś 2-3 lata.
      Ale tutaj bardziej chodzi o akumulatory do samochodów. Tam gwarancja na baterię wynosi zazwyczaj 8 lat, a dla rynku wtórnego lepiej by było, aby działały one bez problemu z 15-cie. Inaczej strach będzie kupować używanego elektryka, gdy koszt baterii potrafi wynosić więcej niż wartość pojazdu.

    2. Samsung Galaxy S5 pokazało że bateria może być wymienna i może być wodoodporny telefon. Rozwiązanie które by pozwoliło ładować smartfony bezpiecznie 18W 9V2A to było by rozwiązaniem super zajebistym… Obecnie wszystko co jest większym ładowaniem niż 10W 5V2A jest nie zdrowe dla ogniwa w naszych smarfonach….

      1. Nie mam w HTC takich zaawansowanych rozwiązań dot baterii jak w Asusach czy Sony więc ładuję kablem wpiętym do Horizon UPC. Na wyjściu 500mA
        Realny czas ładowania od poziomu 20% to około 6h
        Czwarty rok i bateria jeszcze daje radę

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Reklama