Твердотельные аккумуляторы против литий-ионных: почему революция смартфонов замедляется
Твердотельные аккумуляторы уже давно рекламируются как следующий шаг в мобильной электронике. Они предлагают повышенную плотность энергии, повышенную безопасность и более длительный срок службы, чем традиционные литий-ионные батареи.
Однако, несмотря на очевидные преимущества, современные смартфоны, включая будущие iPhone, пока не внедрили эту технологию. ZDNET объяснил, что мешает твердотельным батареям стать массовым явлением.
Основное различие между твердотельными батареями заключается в использовании твердого электролита (материала, который переносит электрический заряд между анодом и катодом батареи) вместо жидкого или гелевого электролита, используемого в литий-ионных батареях.
В обычных батареях используются соли лития и легковоспламеняющиеся органические растворители, а в твердотельных батареях используются сухие керамические материалы. Такой подход делает аккумуляторы менее воспламеняемыми, позволяет ускорить зарядку и увеличивает количество циклов перезарядки.
То есть практически по всем параметрам твердотельные аккумуляторы превосходят литий-ионные.
Однако производственные затраты остаются ключевым препятствием. Литий-ионные батареи используются уже более 30 лет, а их массовое производство достигло миллиардов в год. Одна только Apple, по оценкам аналитиков, продает около 250 миллионов iPhone ежегодно, тогда как только мировой рынок смартфонов насчитывает 1,25–1,6 миллиарда устройств.
Добавьте к этому спрос на ноутбуки, наушники, умные часы, внешние аккумуляторы и электромобили, и станет ясно, что нынешняя цепочка поставок твердотельных аккумуляторов просто не готова к таким объемам.
Производство новых аккумуляторов более сложное и приводит к меньшему проценту бракованной продукции. Кроме того, твердотельные аккумуляторы более чувствительны к вибрации и могут слегка разбухать в процессе работы, что затрудняет их использование в компактной электронике.
В результате твердотельные батареи сегодня стоят в четыре-восемь раз дороже, чем литий-ионные эквиваленты той же емкости.
Эксперты полагают, что со временем большинство технических и производственных проблем будут решены. Между тем, литий-ионные аккумуляторы в настоящее время настолько продвинуты во многих отношениях, что производители не стремятся срочно переходить на новые технологии.
Прогнозы отрасли указывают на то, что массовое производство твердотельных аккумуляторов начнется не раньше начала 2030-х годов. —- и только тогда они смогут постепенно заменить традиционные решения в смартфонах и других портативных устройствах.
