#aStepAhead

Baterie w smartfonach mogą działać znacznie dłużej

Minęło dopiero pół dnia i już na ekranie pojawia się ikona braku energii? Padające zbyt szybko baterie smartfonów to największa zmora użytkowników. Z tym problemem już poradził sobie Huawei - producent topowych smartfonów.

Baterie w pierwszych telefonach komórkowych potrafiły utrzymywać telefon przy życiu przez tydzień. - Takie czasy raczej nie wrócą, ale naukowcy pracują nad technologiami, które mogą poprawić jakość stosowanych w smartfonach ogniw - mówi dr inż. Leszek Niedzicki z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej. Chemicy z Politechniki Warszawskiej są zaangażowani w podobne projekty związane z energią m in. dla branży motoryzacyjnej, która również pilnie potrzebuje efektywnych rozwiązań dla branży elektrycznej.

Jak działa bateria?
Z technicznego punktu widzenia bateria w smartfonie to ogniwo elektryczne składające się z dwóch elektrod oddzielonych od siebie elektrolitem. Kiedy zamkniemy obwód ogniwo albo pobiera energię elektryczną do zmagazynowania, albo zasila nią nasze urządzenie. Nośnikiem tej energii są jony określonego związku chemicznego (zwykle soli jakiegoś metalu), które przez elektrolit przepływają albo z katody do anody w trakcie ładowania energii albo odwrotnie w trakcie pobierania.
Budowa baterii do smartfona od lat pozostaje więc taka sama, zmieniają się jednak komponenty, z których jest zbudowana. Kiedyś stosowano do wytworzenia elektrod nikiel i wodorki metali, teraz tlenki kobaltu i grafit. Stąd ogniwa do starszych modeli nazywane są niklowo-wodorkowymi, a od kilkunastu lat powszechnie już stosuje się litowo-jonowe.

- Od 25 lat notujemy arytmetyczny wzrost gęstości energii w ogniwach, średnio o około 5 proc. rocznie - mówi dr inż. Niedzicki . - Oznacza to, że obecne baterie do smartfonów mają w sobie 2,5 razy więcej energii niż w 1995 roku - dodaje.

Kilkugramowa bateria do popularnych komórek pierwszej generacji ma około 500 miliamperogodzin, a budżetowe modele z podobnej wielkości bateriami są lżejsze i mają około 900 miliamperogodzin. Modele flagowe jak np. Huawei Mate Pro 9, gdzie baterie ważą kilkadziesiąt gramów osiągają pojemność nawet 4000 miliamperogodzin.

Jak walczyć ze starzeniem baterii?
Kłopotem jest nie tylko pojemność, ale również starzenie się baterii. Mamy dwa główne powody tego zjawiska:
• „Psucie” się elektrolitu, gdzie sól litowa wchodzi w reakcję ze śladową wodą - nawet tą zawartą w powietrzu i stopniowo traci w związku tym właściwości przewodzące.
• Elektrolit oddziałuje chemicznie na elektrody, przez co ulegają one korozji.

Dodatkowo czas życia baterii skracają także odbiegające od normy temperatury:
Niska temperatura - poniżej minus kilkunastu stopni Celsjusza może powodować zamarznięcie elektrolitu i zwiększenie jego objętości. Może on wtedy skrystalizować się i uszkodzić elektrody na tyle, że nawet po ogrzaniu telefonu i rozmarznięciu elektrolitu bateria będzie działać gorzej lub odmówi współpracy.

Wysoka temperatura - około 60-70 stopni (a taka może występować wewnątrz pracującego smartfona podczas upału) powoduje szybszy rozkład elektrolitu. Należy więc potraktować serio ostrzeżenia producentów przed niskimi i wysokimi temperaturami oraz zawilgoceniem.
- Nie warto natomiast przejmować się obiegowymi opiniami o konieczności rozładowania raz na jakiś czas baterii do końca i ładowaniu zawsze do pełna - tłumaczy dr inż. Niedzicki. Mało tego, badania związane z elektrycznymi samochodami wskazują, że częstsze szybkie ładowanie (nawet niepełne) może wydłużyć trwałość baterii.

Nowe jest mniej trwałe?

- To cena postępu, smartfony po prostu potrzebują dużo więcej energii do pracy. Mamy szybsze procesory, zamieniliśmy ekrany czarno-białe na kolorowe, korzystamy z większych matryc o lepszej rozdzielczości - wylicza dr inż. Niedzicki.

Innym problemem jest nasza niecierpliwość. Chcemy, aby telefony ładowały się jak najszybciej. - Producenci starają się znaleźć balans między jak najkrótszym czasem ładowania, a ilością przechowywanej energii - tłumaczy dr inż. Niedzicki.

Ekran 4K i dwa dni nie ładujesz telefonu!

Mimo tych ograniczeń można więc oczekiwać przełomu i pojawienia się w telefonach nowych i supertrwałych ogniw? Problem ten już próbują rozwiązać producenci topowych telefonów światowych marek.

Baterią, która może napędzić potężny 5,5 calowy ekran OLED (2560 x 1440), ośmiordzeniowy procesor i dwie karty SIM na pokładzie chwali się właśnie marka Huawei.

Źródło: Materiały prasowe

Ładowanie flagowego telefonu Mate 9 Pro trwa zaledwie 20 minut. A to wystarczy, by smartfon pracował przez cały dzień, więc można go naładować przy porannej kawie, a nie tylko zostawiając podłączonego na noc przy łóżku. Dodatkowo telefon jest zabezpieczony przed przegrzewaniem.
Producent zapewnia również, że na jednym ładowaniu można odtworzyć 20 godzin wideo, posłuchać ponad 100 godzin muzyki czy ponad 20 godzin przeglądać strony internetowe. Jak to możliwe?

Źródło: Materiały prasowe

- Bateria o bardzo dużej pojemności 4000 mAh wyznacza nowy standard dla smartfonów w segmencie biznes. Specjalnie opracowane narzędzia optymalizujące zużycie energii w nowych smartfonach z serii Mate, wydluzaja czas jego pracy, zarazem skracajac dlugosc ladowania. Mate 9 Pro potrafi pracować na jednym ładowaniu nawet 2 dni !– dodaje Dariusz Marnic, szef marketingu Huawei Consumer Polska.

Niestety na taki luksus pozwolić mogą sobie jedynie najbardziej wymagający posiadacze telefonów. Do popularnych smartfonów ta technologia może dotrzeć dopiero za kilka lat.