От розетки к розетке или ждём АККУМУЛЯТОРЫ будущего!?

От успеха внедрения новых технологий аккумуляторов зависит дальнейшее развитие многих сфер, а особенно потребительской электроники.

Для большинства, как и для меня долгое время стоял вопрос: Почему же технологии застыли на месте? Ведь уже много лет нет каких-либо заметных изменений (кроме ухода в массы так называемых powerbank, для подзарядки своих устройств "на ходу").

Странно наблюдать и то, что аккумуляторы большой ёмкости чаще можно встретить у китайских производителей, а мировые топы мобильных устройств Apple и Samsung якобы не уделяют этому особого внимания. Или вся проблема с начавшейся несколько лет назад "борьбе за размер/толщину устройств" упирается в развитие батарей!?

Стоит напомнить, что литий-ионные аккумуляторы созданные в 70-х годах до сих пор занимают большую часть современного рынка (а появились у Sony еще в 1991 году). Позднее запустили и литий-полимерные (Li-Po), основным преимуществом которых стала форма носителя (сейчас и Li-Ion способны, см. батарейку iPhone).

Больше 25 лет ведутся различные разработки, которые не дают сбалансированного решения "цена-качества" для массового производства и замены известных нам типов аккумуляторов.

Альтернативные технологии аккумуляторов:

• литий-серные втрое превышают текущие ёмкости, но "не в ладах" с влажностью и низкой температурой
• алюминиево-ионные способны заряжаться за пару минут с огромным ресурсом жизни, но выдают слишком низкое напряжение
• литий-кремниевые хороши всем, кроме ресурса, так как приходят в негодность при 100 циклах (хотя после доработки потенциал огромен, но дорого)
• литий-кислородные доступные и энергоёмкие, однако быстро изнашиваются и выделяют много лишнего тепла
• графеновые с превосходной ёмкостью и скоростью отдачи, но пока есть лишь лабораторные образцы

Крупнейшие производители потребительской электроники в основном уделяют внимание доработке текущих Li-Ion технологий, увеличивая их возможности на +20% год к году при сохранении/уменьшении размера элементов.

Много времени уходит на подходы энергосбережения: оптимизации технопроцесса изготовления процессоров (20 нм > 14нм), памяти (+ переход DDR3 > DDR4) , дисплеев (тех же AMOLED), что стоит заметить - приводит к существенному снижению самого энергопотребления. Внедряются технологии эффективности зарядки QuickCharge и пр. (топовые модели того же Samsung заряжаются за 1 час), повсеместно находит распространение бесконтактная зарядка.

Особое внимание уделяется разработке технологий твёрдого электролита для знакомых нам литий-ионных аккумуляторов (что в потенциале даст +30% ёмкости, на порядок увеличенный срок службы без деградации элементов). А также разработки Toyota на базе кристаллического электролита, с аналогичной эффективностью и меньшими затратами в случае их внедрений.

В итоге мы видим, что технологий, которые можно доработать при вложении крупных инвестиций много, однако "бросаться" всё менять - компании не торопятся (им ещё нужно заработать на текущем производстве)!