Эволюция аккумуляторов. От первых мобильных до кремний-углеродных батарей
Приветствую. Сегодня я хочу обсудить одну из главных проблем современных смартфонов — быструю разрядку батареи. К обеду заряд часто падает наполовину, а на морозе гаджет может и вовсе отключиться. 🔋
Почти все устройства в мире работают на литий-ионных аккумуляторах, которые изобрели еще в прошлом веке. Производители давно обещают революцию, и сегодня на сцену выходят кремний-углеродные батареи.
Давайте вспомним историю. Первый сотовый телефон из 1980-х весил почти килограмм. Его батареи хватало лишь на 35 минут разговора, а заряжать устройство приходилось около 10 часов.
Тогда применялись никель-кадмиевые аккумуляторы. У них был серьезный недостаток — «эффект памяти». Если зарядить телефон не до конца, батарея теряла часть своей изначальной емкости.
В 1990-х появились литий-ионные решения, и это стало настоящим прорывом. Технология позволила сделать электронику компактной и мобильной. Батареи стали легкими и емкими.
Они почти не страдали от эффекта памяти и выдерживали сотни циклов заряда. Однако у них есть предел, связанный с использованием графита. В графит нельзя поместить больше лития, чем позволяет его структура.
Как именно работает литий-ионная батарея? Я объясню просто. В ней есть две «комнаты» — анод и катод, а между ними находится электролит. При работе ионы перемещаются между этими зонами, создавая ток.
📱 Инженерам был нужен новый материал. Долгое время им казался графен. Он отлично проводит ток, но производить его в нужных объемах оказалось слишком сложно и невероятно дорого.
Настоящим спасением стал кремний. Этот элемент может удерживать в десять раз больше энергии, чем графит. Но при зарядке кремний сильно расширяется, что могло разрушить батарею.
Инженеры нашли выход: они поместили частицы кремния в углеродную оболочку. Это сохранило стабильность структуры. Лидером во внедрении технологии стала компания Honor.
В кремний-углеродных аккумуляторах литий добавляют в анод заранее. Это компенсирует потери энергии при самом первом цикле зарядки на заводе. Эффективность возрастает многократно.
⚡ Они установили специальный чип для контроля питания и довели содержание кремния до 25%. Новые аккумуляторы получились очень тонкими, а их емкость значительно возросла.
Главные плюсы новой технологии:
• Отличная работа на сильном морозе.
• Быстрая зарядка без перегрева устройства.
• Возможность делать смартфоны гораздо тоньше.
Например, смартфон Honor Magic 8 Pro Air имеет батарею емкостью 5500 миллиампер-часов. При этом толщина его корпуса составляет всего 6,1 миллиметра. Раньше для такой емкости требовался «кирпич».
Илон Маск также внедряет кремний в новые элементы питания для электромобилей. Крупные бренды пока осторожничают, но уже начинают использовать кремний в ультратонких моделях гаджетов.
Уже сегодня можно купить телефон с батареей огромной емкости в очень тонком корпусе. Я уверен, что за этой технологией будущее мобильной электроники.
