107 дней за решеткой. Катерина Борисевич
Коронавирус: свежие цифры
  1. Минское «Динамо» в третий раз проиграло питерскому СКА в Кубке Гагарина
  2. Генпрокуратура возбудила уголовное дело против BYPOL
  3. Я живу в Абрамово. Как неперспективная пущанская деревня на пару жителей стала «модной» — и передумала умирать
  4. «Молодежь берет упаковками». Покупатели и продавцы — о букетах с тюльпанами к 8 марта
  5. «Кошмар любого организатора». Большой фестиваль современного искусства отменили за сутки до начала
  6. На воскресенье объявлен оранжевый уровень опасности
  7. Еще 68,9 млн долларов. Минфин в феврале продолжил наращивать внутренний валютный долг
  8. Оперная певица, которая троллит чиновников и силовиков. Кто такая Маргарита Левчук?
  9. «Если вернуться, я бы ее не отговаривал от «Весны». Разговор с мужем волонтера Рабковой. Ей грозит 12 лет тюрьмы
  10. Где поесть утром? Фудблогеры советуют самые красивые завтраки в городе
  11. Минздрав сообщил свежую статистику по коронавирусу в стране
  12. Как заботиться о сердце после ковида и сколько фруктов нужно в день? Все про здоровье за неделю
  13. Изучаем весенний автоконфискат. Ищем посвежее, получше и сравниваем с ценами на рынке
  14. Что критики пишут о фильме про белорусский протест, показанном на кинофестивале в Берлине?
  15. «Прошло минут 30, и началось маски-шоу». Задержанные на студенческом мероприятии о том, как это было
  16. Кто стоит за BYPOL — инициативой, которая публикует громкие расследования и телефонные сливы
  17. Стильно и минималистично. В ЦУМе появились необычные витрины из декоративных панелей
  18. Оловянное войско. Как учитель из Гродно преподает школьникам историю с солдатиками и солидами
  19. «Танцуем, а мое лицо прямо напротив ее груди». История семьи, где жена выше мужа (намного!)
  20. Динаре Алимбековой не хватило секунды, чтобы выиграть медаль в спринте на КМ по биатлону
  21. Россия анонсировала в марте совместные с Беларусью учения. В том числе — в Минской области
  22. «Ушло вдвое больше дров». Дорого ли выращивать тюльпаны и как к 8 марта изменились цены на цветы
  23. Госконтроль заинтересовался банками: не навязывают ли допуслуги, хватает ли банкоматов, нет ли очередей
  24. «Очень сожалею, что я тренируюсь не на «Аисте». Посмотрели, на каких велосипедах ездит семья Лукашенко
  25. На 1000 мужчин приходится 1163 женщины. Что о белорусках рассказали в Белстате
  26. У кого больше? Подсчитали, сколько абонентов у A1, МТС и life:)
  27. Лукашенко рассказал, что сделал бы, «если бы в стране была настоящая диктатура» и о своем «дворце»
  28. «Хлеба купить не могу». Работники колхоза говорят, что они еще не получили зарплату за декабрь
  29. 211-й день после выборов. Что происходит в Беларуси и за ее пределами 7 марта
  30. Стачка — за разрыв договора, профсоюзы — против. Что сейчас происходит вокруг «Беларуськалия» и Yara


За последние несколько лет мы увидели революционные изменения в производительности мобильных устройств, а также в качестве экранов и других ключевых областях того, что принято называть красивым словом "юзабилити". Увы, этот прогресс практически не коснулся одного из ключевых компонентов любого гаджета - аккумулятора.

Изображение: www.techmagnifier.com
Изображение: www.techmagnifier.com

Типичный современный смартфон в лучшем случае работает от аккумулятора около суток, в худшем - не дотягивает и до конца рабочего дня.
 
Разумеется, аккумуляторы тоже совершенствуются, хоть и медленно. За счет этих усовершенствований (в первую очередь - более плотной упаковки элементов) производителям удалось повысить энергетическую плотность аккумуляторов, так что современная батарея емкостью 5 Вт-ч имеет практически такие же габариты, как аккумулятор емкостью 2.5 Вт-ч десять лет назад.

Если в начале 2000-х типичная емкость аккумулятора в мобильном телефоне составляла менее 3 Вт-ч, то сегодня емкость аккумулятора типичного смартфона составляет порядка 6 Вт-ч, в отдельных случаях - 10-12 Вт-ч.

Однако среднее время автономной работы телефона при этом сократилось с 4-7 до 1-2 дней. Это связано с тем, что средняя емкость аккумулятора выросла в разы, а энергопотребление - в десятки раз.
 
Аккумулятор Samsung Galaxy S4 имеет емкость 9.88 Вт-ч
 
Отсутствие новых технологий производства аккумуляторов связано сразу с несколькими факторами.
 
Во-первых, очень сложно создать аккумулятор, который имел бы высокую энергетическую плотность, длительный срок службы и при этом был бы безопасным. Даже широко распространенные сегодня литиево-ионные батареи являются своего рода "пороховой бочкой".

Усилия производителей по повышению энергетической плотности аккумуляторов приводят к тому, что они становятся по-настоящему опасными. Например, отказ от жесткой оболочки отдельных ячеек позволил повысить емкость аккумуляторов, но сделал их более "взрывоопасными" и уязвимыми к механическим воздействиям.
 
Во-вторых, даже если новая технология будет создана, ее коммерциализация может растянуться на несколько лет. К тому же возникает своего рода замкнутый круг: чтобы выйти на рынок, новой технологии нужна будет поддержка крупных игроков (таких как Apple или Samsung), однако крупные игроки, скорее всего, будут заинтересованы в новой технологии только в том случае, если она хорошо себя зарекомендует.
 
Несмотря на это, работы по усовершенствованию литиево-ионных аккумуляторов ведутся. Сейчас в литиево-ионных аккумуляторах используются электроды из графита. Замена графитовых электродов на кремниевые или германиевые позволила бы увеличить емкость буквально в разы.
 
Однако графит в свое время был выбран не просто так: дело в том, что литиево-ионные аккумуляторы сильно нагреваются во время зарядки, а графит практически не подвержен тепловым деформациям и обеспечивает длительный срок службы батареи. Кремний и германий очень сильно расширяются при нагреве, что приводит к механическому разрушению электродов и быстрому выходу аккумулятора из строя.

Ученые из университета Лимерика (Ирландия) разработали прототипы аккумуляторов, в которых в качестве анода используются пучки германиевых проводов нанометровой толщины, которые не разрушаются при нагреве. Похожую технологию, но с использованием кремния, запатентовала британская компания Nexeon.
 
Но в целом в индустрии царит скептицизм относительно перспектив различного рода "прорывов" в производстве аккумуляторов. Например, Тони Фейделл, CEO компании Nest и бывший сотрудник Apple, известный как "отец iPod", в комментарии газете New York Times заявил, что "ожидать и надеяться на новые технологии аккумуляторов - это пустая затея". По его мнению, правильный подход к увеличению времени автономной работы заключается в постепенном инкрементальном усовершенствовании аккумуляторов и снижении энергопотребления других компонентов.
 
Я склонен согласиться с этим тезисом, тем более что у всех нас перед глазами позитивный пример Intel - компании, которая за последние несколько лет сумела радикально снизить энергопотребление своих процессоров, в результате чего ноутбуки на базе процессоров Haswell при равной емкости аккумулятора работают в полтора-два раза дольше, чем аналогичные ноутбуки на базе Ivy Bridge или Sandy Bridge.
 
Набор часов Galaxy Gear на неделю
 
Еще острее вопрос аккумуляторов стоит для различного рода носимых устройств: от умных часов до фитнес-браслетов и медицинских датчиков. Даже у лучших образцов заявленное время автономной работы составляет 5-6 дней (как гласит известная шутка, "инженеры Casio умерли от хохота"). Полнофункциональные "умные часы" типа первой версии Samsung Galaxy Gear работают от аккумулятора 1-2 дня, а для подзарядки им нужна специальная док-станция - и то, и другое явно не вызывает особого энтузиазма у потребителей.
 
Решение может крыться не столько в новых технологиях производства аккумуляторов, сколько в новых способах получения энергии. Например, ученые из университета штата Вашингтон (США) недавно опубликовали работу, в которой рассматривалась возможность использования электромагнитного излучения различных передатчиков (от базовых станций сетей мобильной связи до точек доступа Wi-Fi) для питания медицинских датчиков.

А в Оклендском университете (Новая Зеландия) сейчас разрабатывают устройства, использующие для питания носимых гаджетов кинетическую энергию движения человека. К слову, подобный принцип давно уже применяется в механических часах с автоподзаводом.

Кроме того, из обычных часов в "умные" может прийти и солнечная подзарядка - с этой целью может использоваться отдельный слой на сенсорном экране. По слухам, над подобной технологией для своих "умных часов" работает Apple.
 
В целом, отвечая на вынесенный в заголовок вопрос, стоит признать, что никакой революции в энергообеспечении наших гаджетов в ближайшее время не предвидится. Остается надеяться, что те небольшие последовательные шаги, о которых говорит Тони Фейделл, со временем приведут к тому, что нам не надо будет брать с собой зарядное устройство для телефона, выходя утром из дома. 

Читайте также: "Дотянуть до вечера". Как заставить смартфон меньше "есть" заряд аккумулятора? >>
-50%
-15%
-15%
-35%
-10%
-20%
-5%
-25%
-5%
-20%