Akumulator litowo-jonowy to najsłabsze ogniwo każdego smartfonu. Energii jest w nim zdecydowanie za mało, czas ładowania jest zbyt długi, a do tego uszkodzenie baterii może spowodować wybuch pożaru. Tych wad pozbawiony jest akumulator półprzewodnikowy, nad którym pracują inżynierowie z Columbia University.
Akumulatory litowo-jonowe zasilają większość smartfonów i innych gadżetów. Pomimo ich dominacji na rynku urządzeń zasilanych bateryjnie, mają one kilka wad. To przede wszystkim mała gęstość zgromadzonej w nich energii, ograniczająca ich pojemność, a także stosunkowo krótka żywotność oraz możliwość wywołania pożaru w przypadku uszkodzenia lub nieprawidłowego ładowania. Rozwiązaniem może być zastosowanie akumulatorów półprzewodnikowych.
Zobacz: Motorola Moto G7 Power - recenzja smartfonu z bardzo wydajnym akumulatorem
Zobacz: Energizer P18K z akumulatorem 18000 mAh jest już dostępny na IndieGoGo
Technoogia baterii półprzewodnikowych nie jest nowa. Jej wprowadzenie na szeroką skalę było jednak utrudnione przez wysokie koszty, a także tak zwane dendryty powstające w trakcie ich działania. Są to kryształy metalicznego litu, które powstają w warstwie przewodnika jonowego w wyniku przyłączania się elektronów do jonów litu. Ich obecność zmniejsza pojemność akumulatora, a dodatkowo ich rozrost może spowodować przebicie separatora oddzielającego katodę od anody, powodując zwarcie i zniszczenie baterii, a nawet pożar.
Akumulatory litowo-jonowe radzą sobie z problemem dendrytów używając ciekłych elektrolitów w miejsce stałego metalu. Dzieje się tak jednak kosztem zmniejszenia pojemności baterii oraz możliwości zapalenia się elektrolitu, szczególnie pod działaniem wysokiego ciśnienia, ciepła oraz przepływu prądu. Stąd akumulatory litowo-jonowe potrzebują układów kontrolujących ich pracę i przeciwdziałających wszelkim nieprawidłowościom. Stabilność może być zwiększona dzięki dodatkowi grafitu, ogranicza to jednak maksymalną szybkość przepływu ładunków elektrycznych.
Zobacz: Grafenowy akumulator Samsunga być może zdąży przed premierą smartfonu Galaxy Note10
Zobacz: Grafenowy akumulator naładujesz w 5 sekund
Zespół inżynierów z Columbia University (USA), wspólnie z naukowcami z Brookhaven National Lab i City University of New York, prowadzi badania nad rozwiązaniem problemu dendrytów w bateriach półprzewodnikowych. Ich pomysł to nanofolia z azotku boru o grubości od 5 do 10 nm, która oddziela metaliczny lit od przewodnika jonowego. Izolacja obu warstw od siebie zapobiega gromadzeniu się dendrytów oraz ewentualnym zwarciom, a jednocześnie dodatkowa warstwa jest wystarczająco cienka, by nie zmniejszać drastycznie gęstości energii akumulatora. Technologia wykorzystuje również niewielką ilość ciekłego elektrolitu, ale w projekcie zastosowano głównie ceramiczną, półprzewodnikową konstrukcję zapewniającą maksymalną pojemność. Warstwa azotku ma wbudowane defekty, które umożliwiają przejście jonów litu przy ładowaniu i rozładowywaniu baterii.
Zobacz: Xiaomi Super Charge Turbo zawstydzi Super Vooc Oppo. Smartfon naładujemy w 17 minut
Zobacz: Test Oppo RX17 Pro - ultraszybkie ładowanie oraz czytnik linii papilarnych w ekranie
Jeśli akumulatory półprzewodnikowe wejdą do powszechnego użycia, przyniesie to wiele korzyści konsumentom. Zapewnią one do 6 razy szybsze ładowanie w porównaniu z bateriami litowo-jonowymi, 2 do 10 razy większą gęstość energii oraz żywotność wydłużoną nawet do 10 lat. Zaletą będzie również brak materiałów łatwopalnych.
Źródło tekstu: Android Authority, phys.org
