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
Кто производит свои процессоры для смартфонов и почему это сложно

В современном мире смартфонов происходит настоящая технологическая революция, центром которой является разработка все более мощных и энергоэффективных процессоров. Ведущие производители находятся в постоянной конкуренции, стремясь создать чипы, которые не только обеспечат высокую производительность, но и оптимальное энергопотребление. Даже бюджетные модели стали работать отлично, как минимум обеспечивая плавную работу своего интерфейса. Но так было не всегда.

Читать далее
Google запустила нейросеть для изучения иностранных языков. Она работает бесплатно

Разработчики продолжают открывать новые способы применения нейросетей. Мы уже рассказывали об искусственном интеллекте для улучшения фото, рисования картинок и даже создания готовых песен. Но компания Google придумала еще один вариант использования ИИ — нейросеть для изучения иностранных языков. Она доступна на платформе Google Labs в виде нескольких простых, но в то же время полезных занятий, работающих на базе искусственного интеллекта.

Читать далее
Почему телевизорам на Android TV нужен мощный процессор

Казалось бы, телевизор (пускай даже умный) — это устройство совсем не про мощность. Нам всего-то нужно включить видео или ТВ-канал на стриминговой платформе и наслаждаться просмотром. Но, стоит сделать пару движений внутри интерфейса Android TV, как сразу понимаешь: телевизору нужен мощный процессор, а производительности железа моделей, представленных сегодня на рынке, критически не хватает. Почему? Сейчас объясним.

Читать далее
Новости партнеров