Прорыв в создании аккумуляторов позволит зарядить смартфон за 6 минут

Аккумулятор — самая больная тема как производителей, так и потребителей. Разработчики процессоров должны учитывать сегодняшние технологии создания аккумуляторов, дабы смартфон не разряжался за 5 минут после включения какой-либо игры. Ограничение в производительности влечет к отсутствию желания у разработчиков игр начинать разработку крупных проектов, и именно поэтому сегодня по-настоящему современных мобильных игр с использованием продвинутой графической составляющей очень мало.

Прорыв в создании аккумуляторов позволит зарядить смартфон за 6 минут. Фото.

Объем оперативной памяти так же негативно сказывается на трате ресурсов батареи, как и разрешение дисплея: чем выше плотность пикселей, тем экран требует больше энергии. Что из этого следует? Практически все компоненты смартфона — за исключением камеры — зависят от аккумулятора. И именно поэтому ключевой для исследователей должна стать разработка новых решений в создании аккумуляторов.

Массачусетский технологический институт совместно с университетом Цинхуа в Китае при поддержке национального научного фонда и национального фонда естественных наук Китая разработали новую технологию создания аккумуляторов. Как известно, аккумулятор состоит из электродов (анод заряжен отрицательно, катод положительно), жидкого электролита, а также ионов лития, которые перемещаются из катода в анод через электролит, становясь то положительно заряженными, то отрицательно заряженными.

Когда вы заряжаете смартфон, ионы лития переходят из катода к аноду, если девайс не на зарядке, ионы лития медленно перемещаются по электролиту из анода обратно в катод. Это процесс называют циклом заряда. И этих циклов может быть огромное множество. Каждый раз ионы то наполняют, то опять покидают анод. А анод достаточно хрупкий, в качестве материала там выступает графит, являющийся формой углерода. Подобные уменьшения и расширения подвергают стенки анода разрушению, что приводит батарею в негодность.

Прорыв в создании аккумуляторов позволит зарядить смартфон за 6 минут. Фото.

И здесь на помощь приходит новая разработка. Суть её состоит в том, что в качестве материала анода выступают наночастицы, которые имеют структуру яйца (белок и желток). В качестве желтка выступает алюминий, а роль белка выпала диоксиду титана. Однако почему именно желток, а не ядро, например? В нанотехнологии это два разных понятия. Ядро окутано так называемой пленкой, тогда как желток также окутан неким материалом, но между двумя материалами имеется пустое пространство, что и стало главной особенностью технологии.

Прорыв в создании аккумуляторов позволит зарядить смартфон за 6 минут. Фото.

Отметим, ёмкость анода из графита составляет 0,35 ампер-часа на грамм, ёмкость же анода, состоящего из алюминия, составляет 2 ампер-часа на грамм. Разница существенна.

Однако почему ранее алюминий не был использован в создании аккумуляторов? Всему виной его взрывоопасность: если использовать алюминий в качестве анода, он будет расширяться и уменьшаться, а это существенная нагрузка, что приведет с большой вероятностью к взрывам и возгораниям. Алюминий в чистом виде в качестве анода опасен. Также при контакте с жидким электролитом алюминий будет образовывать межфазный слой, который при существенных расширениях и уменьшениях в дальнейшем разрушится, затрудняя перемещение ионов лития.

Яйцевидная структура позволила избавиться от данных проблем. Во-первых, пустое пространство между слоем диоксида титана и алюминием не позволит второму каким-либо образом деформироваться, что «сводит на нет» риски возгорания. Во-вторых, диоксид титана не столь подвижен, поэтому межфазный слой не будет разрушен и прямого контакта алюминия и электролита не произойдет.

После 500 циклов зарядки были получены финальные результаты: ёмкость анода составила 1,2 ампер-часа на грамм, что в 3 раза лучше показателей графита, а при быстрой зарядке (6 минут) получили ёмкость равную 0,66 ампер-часа на грамм, что уже в 2 раза выше результатов популярных сегодня на рынке решений.

А каково мнение читателей? Есть ли будущее у данной технологии? Или же большинство из вас придерживается позиции «поживем — увидим»?

По материалам MIT

Теги
Лонгриды для вас
Можно ли сделать умную колонку из обычной, подключив ее к Android-смартфону

Я скептически отношусь к умным колонкам. И главная моя претензия не столько в самой концепцией общения с воображаемым другом, сколько в цене подобных устройств. Самая дешевая Яндекс Станция Лайт с 5-ваттным динамиком стоит 4 990 ₽, в то время как за эти же деньги можно купить 10 китайских Bluetooth-колонок с аналогичным качеством звука. Спрашивается, зачем платить больше, если можно сделать умную колонку, подключив дешевый спикер к своему смартфону?

Читать далее
Смартфоны каких производителей получают больше обновлений Android и важно ли это

Пользуясь смартфоном, мы регулярно устанавливаем апдейты приложений. Но в процессе эксплуатации обновляются не только программы, но и система, отвечающая за работу устройства. С выходом очередной версии Андроид освежается внешний облик меню, устраняются уязвимости, исправляются ошибки, а также добавляются интересные функции, которые не были доступны ранее. При этом срок поддержки смартфонов отличается в зависимости от бренда.

Читать далее
Лучшее из того, что представили на выставке IFA 2023

Крупнейшая в Европе выставка технологий IFA 2023 в самом разгаре, но самые яркие анонсы уже прошли, и можно подвести промежуточный итог того, что нам показали. В отличие от MWC, данная выставка не ограничивается только мобильным сегментом, который близок к тематике нашего сайта. Но кое-что из мира смартфонов и носимой электроники все же было, и именно на этом мы хотим акцентировать свое внимание. Давайте рассмотрим некоторые из представленных гаджетов. Даже если они не являются массовыми или не будут массово продаваться в нашей стране, о них все равно стоит поговорить, ведь они показывают направление развитие современной электроники.

Читать далее