Pokrok v batériových technológiách sa rozhodne netýka len elektromobilov. Odborníci neustále vymýšľajú nové spôsoby, akými by mohli predĺžiť aj životnosť batérií v smartfónoch. S jedným takým spôsobom po novom prichádzajú aj výskumníci z hneď štyroch inštitútov v Dánsku a Nemecku. Výsledky ich štúdie boli publikované 9. apríla vo vedeckom časopise Advanced Energy Materials, informuje server TECHBYTE.
Konkrétne sa výskumníkom podarilo objaviť nový spôsob nabíjania, a to nabíjanie pulzným prúdom (PC). To vraj dokáže až zdvojnásobiť trvanie degradácie batérií v smartfónoch zo 100 percent, teda plnej kapacity, na 80 percent. Pripomíname, že pokles maximálnej kapacity na 80 percent tej pôvodnej zvyčajne znamená koniec životného cyklu. Dá sa teda povedať, že dánski a nemeckí vedci prišli na to, ako zdvojnásobiť životnosť moderných batérií.
Väčšie batérie by boli problém
Prečo je ale niečo také vôbec nutné? Prečo výrobcovia jednoducho nepoužijú väčšie batérie? Na tieto otázky existuje celkom jednoduchá odpoveď. Ako ste si zrejme všimli, väčšina vlajkových smartfónov už niekoľko rokov používa batérie s kapacitami v rozmedzí od 4 000 do 5 000 mAh. Viac ponúkajú skutočne len výnimočne. Je to preto, lebo pri týchto kapacitách dokážu byť smartfóny stále tenké, ľahké, a teda pohodlné na používanie. Čím je batéria väčšia, tým väčšie sú rozmery a tým vyššia je hmotnosť.
Samozrejme, môžete si zakúpiť smartfón s batériou, ktorá vám vydrží celé dni či týždne, no v takom prípade treba rátať s tým, že budete vo vrecku nosiť zariadenie s rozmermi a hmotnosťou menšej tehly. A s tým by sa dokázal vysporiadať skutočne len málokto. Exemplárnym príkladom je model Energizer P28K vybavený až 28 000 mAh batériou. Jeho rozmery a hmotnosť majú skutočne ďaleko od pohodlnosti.
Batérie v smartfónoch teda môžu byť väčšie, no bolo by za to nutné zaplatiť príliš vysokú daň. Treba však mať na pamäti, že kapacity a životnosť batérií sa neodvíjajú len od rozmerov. Je tu mnoho ďalších premenných, na ktoré treba brať ohľad.
Jednou z tých ďalších premenných je práve rýchlosť degradácie. Logicky platí, že čím rýchlejšie batéria stráca maximálnu kapacitu, tým rýchlejšie príde potreba ju vymeniť, čo sa môže spájať s nemalými nákladmi.
Nabíjanie v pulzoch
Nový objav nemeckých a dánskych výskumníkov môže problémy späté s degradáciou batérií výrazne zmierniť, resp. oddialiť. Ako už bolo spomenuté, za riešenie považujú nabíjanie pulzným prúdom (PC). Namiesto toho, aby sa pokúšali o využitie pokrokových materiálov a vyvolávali citlivé elektrochemické v snahe vyburcovať batérie k nevídanej účinnosti, nabíjanie prostredníctvom PC rieši len to, akým spôsobom nabíjačka dodáva energiu do akumulátora.
V súčasnosti sa bežne batérie nabíjajú konštantným prúdom a pri konštantnom napätí. V závislosti od použitej metódy nabíjania sa môžu hodnoty v priebehu procesu meniť. Platí však, že rýchlosti v prípade zníženia i zvýšenia ostávajú nezmenené. Konštantný tok energie však mechanicky aj chemicky namáha jednotlivé komponenty batérií. Pulzné nabíjanie funguje inak. Energiu nedodáva konštantne, ale v akýchsi nárazových vlnách.
Rozdiely medzi týmito dvoma spôsobmi nabíjania možno prirovnať k radom ľudí čakajúcich na to, kým ich niekto pustí do koncertnej sály. Ak ich všetkých naraz vpustíte do predsiene a necháte ich tam čakať, možno očakávať problémy v podobe kopancov, úderov, prípadne strkaníc. Ak však budete do predsiene púšťať ľudí po skupinkách a pri správnej frekvencii, s vysokou pravdepodobnosťou sa uvedeným komplikáciám vyhnete.
Prečítajte si tiež:
- Smartfóny zrejme dostanú väčšie batérie: Nespravia to sami od seba, toto ich donúti
- Koniec tradičného nabíjania elektroniky sa blíži: Číňania vyvinuli večnú jadrovú batériu
- Z 10 na 80 % do 12 minút: Nová batéria pre elektromobily šokuje bleskovým nabíjaním. Použiť ju môže aj Tesla
Nabíjanie pulzným prúdom prináša viacero cenných výhod. Keď sa energia dodáva v pulzoch, znižuje sa rýchlosť, akou materiál anódy na báze lítia tuhne do tzv. rozhrania pevného elektrolytu. To je nevyhnutný vedľajší účinok nabíjateľných batérií, ktorý znižuje kapacitu a obmedzuje výkon.
Nižšie mechanické napätie taktiež spomaľuje rýchlosť, akou praská grafitová elektróda. Okrem toho impulzy umožňujú vznik dôslednejších molekulárnych väzieb medzi atómami, čím sa vytvára ďalší materiál elektródy.
Ak by sme to mali zjednodušiť – pri nabíjaní konzistentným výkonom sa batérie postupne kazia, a to ako po fyzickej, tak aj po chemickej stránke. Nabíjanie vo vlnách má tieto negatívne vplyvy zmierňovať, čo znamená, že ku kazeniu dochádza pomalšie. A keďže ku kazeniu dochádza pomalšie, batéria vydrží dlhšie.
