Смартфоны живут недолго — это факт. При активной работе его едва хватает на сутки, а постоянная подзарядка и внешние батареи стали привычным делом. Даже самые большие смартфоны с самыми большими батареями могут подвести в условиях долгого переезда и перелета. В чем проблема? Почему мы придумали замечательные экраны, которые не бьются и отображают картинку с высоким разрешением, но не смогли придумать батареи, которые будут держать хотя бы неделю?

Почему батареи не всегда быстро разряжались?


Долгожители в мире телефонов

Люди постарше помнят, что так было не всегда. В относительно «давние» времена телефона имели фантастический срок работы батареи. Некоторые неделями не подзаряжали свои мобильные устройства. Другой вопрос в том, что те, относительно старые, устройства и задач выполняли меньше. Они были одноцветными (монохромными), не имели соединения с Интернетом, кучи внутренних датчиков и экраны у них были крошечные.

Почему современные смартфоны так быстро разряжаются

Причина проблемы очень простая: электронная «начинка» смартфонов просто развивалась быстрее, чем технологии батареек. Сегодня мы носим мощнейшие компьютеры в карманах, а процессоры в них, как вычислительные, так и графические, намного превосходят самые мощные компьютеры, скажем, 40-летней давности. Сегодня в смартфоне есть и компас, и часы, и гироскоп, и Wi-Fi, и Bluetooth, и NFC, и многие другие датчики. В действительности, процессоры и миниатюрные датчики настолько быстро прогрессировали за последние лет двадцать, что батареи просто за ними не успели. Ведь чем больше вычислений производит смартфон, тем больше энергии он требует.

Неужели никаких улучшений в аккумуляторах не происходит?

Конечно, ученые и инженеры постоянно работают, пытаясь улучшить слабенькие аккумуляторы. К примеру, за последние несколько лет удалось здорово увеличить количество накапливаемой энергии в батареях — их энергетическую плотность. Но как говорит Венкат Шринивасан, эксперт в области технологий батарей, пять лет назад стало понятно, что больше уменьшать компоненты батарей не получится — иначе будут возгорания. Вы ведь знаете, что аккумуляторы некоторых смартфонов возгораются самопроизвольно — это говорит о том, что больше их уменьшить не получается.

Как же улучшить аккумуляторы иным путем?

Если коротко, мы дошли до момента, когда новые прорывы в области батарей могут произойти лишь благодаря замене материалов аккумулятора. А новые материалы найти очень сложно, не говоря уж о том, чтобы перевести все производство на них. Дело в том, что современные многоразовые аккумуляторы в телефонах сделаны из лития и кобальта, которые мы используем с начала 90-х годов. Больше энергии из них выжать не получается.

Какие материалы могут спасти ситуацию?

Несмотря на печальное состояние отрасли, надежда, конечно, есть. Ученые исследуют новые технологии — вроде твердотельных аккумуляторов, которые откроют двери к более энергетически плотным материалам. Будущие устройства, которые будут в разы мощнее сегодняшних, вполне могут создаваться уже на основе твердотельных аккумуляторов. То есть, таких, у которых нет никаких жидких частей. В основе современных батареек лежит конструкция из двух твердых металлических электродов с жидкой литиевой солью, которая служит электролитом (токопроводящим раствором). Ионные частицы движутся от одного электрода (катода) к другому (аноду), когда заряжается аккумулятор, и обратно, когда он разряжается. Жидкий электролит литиевой соли — это среда, которая обеспечивает это движение.

Твердотельные аккумуляторы обещают решить множество проблем, включая мгновенную зарядку. Проблема лишь в том, что к тому времени, когда мы к ним придем, наши телефоны станут еще мощнее и потребуют еще больше энергии. И значит, новые, уже «более мощные» аккумуляторы, тоже будут работать сутки, не больше.