Чому акумулятор здатний забезпечити лише один день роботи смартфона

Смартфони є частиною нашого життя вже понад два десятиліття, і за цей час ми стали свідками їхньої глибокої модернізації. Але є одна річ, яка залишається незмінною протягом усіх цих років – необхідність щодня заряджати акумулятор.

Дисплеї з більш високою роздільною здатністю, потужні процесори, відмінне програмне забезпечення та прискорений обмін даними – ось лише деякі з покращень, які були зроблені за ці роки. На тлі такого прогресу ситуація із автономністю смартфонів практично не змінилася. Адже раніше звичайні трубки працювали по кілька днів! Чому так відбувається?

Справді, акумулятори сучасних телефонів здебільшого розряджаються досить швидко. Виняток становлять лише найдорожчі та розкішні флагмани, такі як iPhone 14 Pro Max та Samsung Galaxy S22 Ultra. Це можна пояснити тим, що можливості смартфонів, а разом з тим і їхнє енергоспоживання, стрімко зростають, на відміну від технології виготовлення акумуляторів. Крім того, виробники намагаються випускати все компактніші пристрої, в яких залишається занадто мало місця для джерела живлення.

Сьогодні єдиним способом реально збільшити автономність смартфона є лише застосування більшої батареї. Справа в тому, що багато сучасних акумуляторів випускаються за технологіями 1990-х років. Останній “прорив” був зроблений у ті вже далекі часи, і досі наука не вигадала нічого кращого, ніж так звані “літієві” батареї, потенціал розвитку яких практично вичерпаний.

Чи знайдеться вихід із глухого кута? Звичайно, вчені вже давно працюють над цим питанням, і рано чи пізно вони його вирішать. Наприклад, зараз перспективною виглядає технологія “шарованого” акумулятора, на яку Samsung покладає великі надії. Він складається з кількох плоских батарей, покладених чаркою один на одного. Однак у такий спосіб корейці поки що змогли добитися збільшення ємності джерела живлення лише на 10%, чого явно недостатньо для вирішення всіх проблем.

Твердотільні акумулятори – ще один напрямок, що активно розробляється. У звичайних батареях два електроди знаходяться в рідкому електроліті, і під час заряджання або розряджання іонні частинки переміщуються між ними, створюючи напругу. Якщо ж замінити електроліт спеціальним металевим сплавом, можна досягти більшої компактності джерела живлення за збереження його колишньої ємності.

Найбільші сподівання вчені зараз покладають на графен. Цей революційний матеріал має чудову електро- і теплопровідність, а також виняткову твердість і міцність. Графенові батареї теорії можуть дати на 60% більше енергії, ніж літій-іонні акумулятори такого ж розміру.

Звучить здорово, але графен також має свої проблеми. Головна з них полягає в тому, що дана технологія поки що “сира” і дорога у виробництві. Принаймні сьогодні нікому ще не вдалося створити телефон нормальних розмірів із подібним джерелом живлення. В даний час на ринку можна знайти гібридний графеново-літієвий акумулятор, але його ефективність також порівняно невисока.

Виявляється, сучасна наука може хорошими темпами вдосконалювати технічно складні смартфони, але вона безсила, коли йдеться про збільшення ємності джерел живлення. І, зважаючи на все, найближчим часом нам не варто очікувати будь-яких поліпшень у цьому питанні.