Современные устройства требуют все больше энергии. Аккумуляторы не успевают за такими запросами – смартфоны часто не «доживают» даже до конца дня. «Умная Страна» выяснила, есть ли у производителей план по решению проблемы.

Альтернативные технологии

Устройства на аккумуляторах становятся более популярными с каждым днем. Появляются новые смартфоны, планшеты, электромобили, дроны, садовая техника и еще тысячи различных вещей, каждая из которых работает от батарейки. Но вместе с этим меняются и запросы техники: если раньше маленький аккумулятор обеспечивал бесперебойную работу телефона несколько дней, то сейчас огромные батареи в смартфонах не всегда позволяют устройству «дожить» даже до конца дня. Возникает вопрос, почему до сих пор нет альтернативного решения.

Сейчас во всей аккумуляторной технике используются литий-ионные батареи, которые появились на рынке еще в 1991 году. Они заменили популярные в те времена никель-кадмиевые аккумуляторы. Это было настоящим прорывом, ведь батареи на основе кадмия давали низкую эффективность работы и загрязняли окружающую среду ­­– сейчас их производство даже запрещено в Европе.

Но теперь количество потребляемой устройствами энергии стало куда выше и появился запрос на новые технологии сохранения электричества. Ученые и изобретатели работают в этом направлении.

«Один из создателей литий-ионных батарей, профессор Техасского университета в Остине Джон Гуденаф в 2017 году предложил новый тип аккумулятора — со стеклянными электролитами. Такие батареи должны быстрее заряжаться, хранить в три раза больше энергии и выдерживать большее количество циклов зарядки-разрядки. В данный момент технология активно тестируется», – рассказывает руководитель департамента развития новых направлений бизнеса Toshiba Владимир Максимов. Другая перспективная идея, которая, по его словам, может помочь доработать или заменить литий-ионные батареи, — сверхлёгкие литий-металлические аккумуляторы Hermes от стартапа SolidEnergy Systems. Их уже используют для производства дронов — заряда этих аккумуляторов хватает, чтобы дальность полета увеличилась в три раза.

Производители настроены на модернизацию

Вместе с тем на задней крышке самого последнего смартфона до сих пор написано Li-ion. Более того, как рассказывает Владимир Максимов, литий-ионные аккумуляторы только увеличивают свою долю на рынке. И ключевую роль в этом играет экономическая целесообразность.

Крупным компаниям просто невыгодно создавать технологию, из-за которой придется перестраивать всю налаженную систему производства. А батареи от изобретателей и стартапов либо существуют в единичных экземплярах, либо стоят слишком дорого для использования их в серийных продуктах.

Ярослав Перминов, генеральный директор компании Green Battery считает, что «на данный момент литий-ионные аккумуляторы являются лучшим решением проблем экологической ситуации в мире в совокупности с удобством использования, энергоэффективностью и доступной ценой».

Но это не означает, что развитие аккумуляторной техники стоит на месте, так как дешевле ничего не делать, чем тратить деньги на исследования. Напротив, компании проводят исследования по разработке нового аккумулятора, но на основе наработок по литий-ионным.

«Поскольку технологии производства аккумуляторов сложны и в переоборудование производства под новый тип батарей компаниям придется инвестировать значительные средства, многие идут по пути совершенствования существующих Li-ion аккумуляторов», – рассказал Владимир Максимов. Например, Toshiba, по его словам, добилась повышения энергоемкости батареи и существенного снижения времени восполнения энергозапаса, заменив в своих аккумуляторах SCiB материал анода. Вместо оксида лития/титана теперь используется оксид титана/ниобия. Получается, что в ближайшее время от отрасли можно ждать скорее модернизации уже используемой технологии, чем внедрения принципиально новой.

Автор: Вячеслав Оглоблин