Vždy keď píšeme o novom smartfóne, alebo tablete, je jeden z kľúčových údajov hodnota kapacity batérie. Mnohí si totiž výdrž batérie vážia natoľko, že smartfóny s vyššou výdržou uprednostnia aj pred tými, ktoré môžu povedzme ponúknuť krajší dizajn. Okrem toho, výkon sa rok čo rok zvyšuje a preto je nutné zlepšiť aj úložisko energie, aka batériu.
Vyššia hustota, vyššia kapacita
Batérie v našich telefónoch len málokedy prekračujú hranicu 3 000 mAh, pričom väčšina sa pohybuje na hladine niečo vyše 2 000 mAh. V inteligentných hodinkách sa zas len veľmi zriedka stretávame s kapacitou vyššou než 300 – 350 mAh. Väčšina zariadení ale používa lítium polymérové (Li-Po), resp. lítium iónové batérie, ktoré ponúkajú hustotu energie približne 150 až 200 Wh/kg. Lítium sírové akumulátory sú oveľa efektívnejšie a bežne dosahujú hustotu energie až 500 Wh/kg. Prakticky to teda znamená, že do rovnako (fyzicky) veľkej batérie sa zmestí 2x toľko energie.
Výskumníci z Lawrence Berkeley National Laboratory už nejaký čas pracujú na vylepšenom akumulátore založenom na lítiu a síre. Zamerali sa na tri najhlavnejšie vlastnosti, ktorými musia disponovať všetky batérie, ktoré chcú byť úspešné – úschovu energie, rýchlosť nabitia a trvanlivosť.
Chemická reakcia pri nabíjacom-vybíjacom cykle batérie s polysulfidom lítia
Keď sa väčšinou dozvedáme o nových batériách, uvádza sa hlavne schopnosť batérie poňať čo najviac energie a to je strašne super, ale bohužiaľ to nevytvára celý príbeh. Dobrá batéria totiž musí disponovať ďalšími kľúčovými vlastnosťami. Niektoré nové a revolučné kúsky totiž napríklad trpia „fantómovým vybíjaním,“ kde energiu strácajú aj napriek tomu, že k batérii nič nie je pripojené.
Z vybitej na nabitú za polovičný čas
Ďalším z faktorov, ktorý by sa mal do noviniek dostávať častejšie je údaj o tom, ako rýchlo sa daná batéria dokáže nabiť. Spomínam si ešte na obdobie spred dvoch rokov keď som na nabíjačku pripojil môj čisto nový Nexus 10 a po 8 hodinách spánku som sa zobudil a zistil, že tablet sa ešte stále nabíja. Dokáže to byť poriadne frustrujúce a možno aj preto Samsung v novom Note 4 poriadne vylepšil práve spomínanú rýchlosť nabíjania. Na 50% nabitia batérie sa nový Note 4 dostane za polovičný čas, než jeho predchodca.
Dobrá batéria vydrží niekoľko sto cyklov vybitia a nabitia
Čo by to bolo za batériu, ak by po niekoľkých cykloch nabitia a vybitia ostala nepoužiteľná. Niektoré technológie akumulátorov sú na tom, čo sa trvanlivosti, resp. schopnosti tolerovať čo najviac nabíjacích cyklov o niečo lepšie, než iné. To je pochopiteľné. Pre lítium-sírové batérie je presne toto oblasť, v ktorej sa budú musieť zlepšiť.
Prvým problémom je samotné zloženie batérie. Keď zmiešate lítium a síru, vznikne vám zlúčenina, ktorá kryštalizuje a tým „upcháva“ celý akumulátor. Ako by ste už mohli predpokladať, kryštáliky zabraňujú, resp. spomaľujú tok energie a batéria bez toku energie je celkom na nič.
Ďalším problémom, s ktorým sa výskumníci musia popasovať je fakt, že lítium-sírové batérie po niekoľkých nabíjacích cykloch praskajú. Momentálne sú na úrovni, kde vydržia približne 20-25 cyklov, čo je využitie v smartfón strašne málo. Riešením majú byť nové katódy, ktoré by už nepraskali a zároveň zabránili v kryštalizovaní zlúčeniny lítia a síry.
Ako teda vidíte, s batériami to nie je jednoduché, no dvesto-ročný recept, ktorý sa v batériách používa doteraz by už čoskoro mohol byť nahradený modernejšou alternatívou.
Zdroj: PN
