Wie viele Jahre vor dem Batteriedurchbruch?

Unabhängig davon, wie viele Generationen von Smartphones auf den Markt gebracht wurden, stehen wir vor der alten Frage, wie lange die Akkulaufzeit gleich ist. Unabhängig davon, wie viel Optimierung der Anbieter vornimmt, ist dies letztendlich nur ein stündlicher Unterschied. Warum die Batterietechnologie immer so langsam voranschreitet, haben wir bereits darüber gesprochen. Wann kommt der Durchbruch? Jetzt gibt es etwas Neues zu besprechen.

Es ist wie ein unmöglicher Traum.

Sogar Smartphones, von denen angenommen wird, dass sie einen Höhepunkt erreicht haben, sehen jedes Jahr viele technische und gestalterische Änderungen, wie z. B. die aktuellsten OLED-Bildschirme in diesem Jahr, das Großbilddesign und so weiter. Egal wie sich diese Dinge ändern, es gibt natürlich etwas, an das wir gewöhnt zu sein scheinen, und das ist Batterietechnologie. Die Leistung verbessert sich weiter, die Auflösung verbessert sich weiter und die Fotos werden immer besser, aber die Erneuerung ist sicherlich kein großer Durchbruch.

Wir haben sicherlich eine Möglichkeit, die Akkulaufzeit des Telefons zu verbessern, nur den Akku zu vergrößern, aber dies ist nur der brutalste Weg, das Telefon ist schließlich so groß. Fast alle technischen Forschungen können mit Geld und Zeit durchgeführt werden. Ist die Batterietechnologie nicht so wichtig, dass sich die Mühe lohnt?

Die Lösung klingt einfach, ist es aber nicht. Viel Geld zu investieren, die besten Wissenschaftler einzustellen und genügend Geduld zu haben, ist nicht der Schlüssel zur Lösung des Problems. Das Problem ist, dass der Bau einer energiedichteren Batterie ein völlig neues Gebiet der Wissenschaft umfassen wird.

In diesem Zusammenhang erklärte Billy Wu, Professor am Londoner Imperial College of Engineering in Dyson, dass Moores Gesetz einfach besagt, dass Transistoren alle paar Jahre kleiner werden, wodurch der Chip mehr Platz bietet und dadurch die Verarbeitungsfähigkeiten verbessert werden. Dies ist bei Batterien nicht der Fall. "Bei Mikroprozessoren geht es nur darum, die Dinge kleiner zu machen. Wenn Sie jedoch auf der Seite der Lithium-Ionen-Batterien die Energiedichte erhöhen möchten, dh die Batterielebensdauer verlängern möchten, müssen Sie das Material in der Batterie grundlegend ändern . "

Dies ist natürlich kein einfaches "dann das Material wechseln", da das Gleichgewicht der internen Materialzusammensetzung ernsthafte Probleme verursachen kann, selbst wenn es falsch ist. Jetzt erinnern so viele Unfälle daran, wie ernst es sein kann, wenn etwas schief geht. Wu sagte, die bestehende Kombination von Nickel, Kobalt und Mangan könne sich in den nächsten Jahren ändern. Da Nickel aktiver ist, erhöht sich sein Anteil, wodurch sich die Strommenge erhöht.

Natürlich wird diese Änderung nur Jahre dauern, um sicherzustellen, dass alles stabil und sicher ist. Es wird gesagt, dass bei Erfolg die Ausdauer um 10% bis 20% steigen kann. Die Leute haben jedoch so viele Jahre gewartet, und die Förderung des Wartens scheint nicht der Zeit zu entsprechen. Der wahre Durchbruch in der Batterietechnologie scheint die Verfolgung eines unmöglichen Traums zu sein.

Sei mit Schwierigkeiten konfrontiert

Laut Wissenschaftlern kann Batterietechnologie als "chaotische Kunst" bezeichnet werden. Es hat sich zum großen Teil so langsam entwickelt, weil fast jeder kleine Schritt des Fortschritts oder der Veränderung viel Experimentieren und Testen erfordert, um Sicherheit und Stabilität zu gewährleisten. Selbst wenn Sie Materialien finden, die zur Erhöhung der Energiedichte beitragen können, können Sie nicht garantieren, dass sie tatsächlich funktionieren.

Kürzlich wurde zum Beispiel festgestellt, dass Kieselgel ein besseres Material zu sein scheint als der Graphit in Batterien heute. Die Energiedichte ist zehnmal so hoch wie die von Graphit. Wenn unsere Telefone jetzt einen Tag halten können, kann der Silikonakku das Telefon zehn Tage lang halten. Das Problem ist, dass eine solche Batterie zu einem sehr gefährlichen Sprengstoff wird.

Warum passiert das? Wenn der Akku geladen und entladen wird, dehnt sich der Graphit aus und zieht sich um etwa 10% zusammen. Wir können 10% verarbeiten, aber das Silikon ist bis zu 300%. Sie müssen nicht darüber nachdenken, wie gefährlich diese Batterien sind.

Aus diesem Grund kann die Investition in die Batterietechnologie als Schwarzes Loch bezeichnet werden, so dass trotz der Beharrlichkeit vieler Wissenschaftler, Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf der Welt keine Aussicht besteht, dass diese Bemühungen immer getrennt sein werden. Kann keine branchenweite Partnerschaft bilden.

Noch wichtiger ist, dass die Veranstaltungsreihe des Samsung Galaxy Note 7 die Branche schockiert hat, was die Menschen bei ihren Recherchen vorsichtiger gemacht und jedem Testschritt mehr Aufmerksamkeit geschenkt hat. Insider sagen, dass viele Hersteller das Glück haben, die Energiedichte ihrer Batterien voranzutreiben. Das Batterieereignis war ein Weckruf, der alle dazu zwang, langsamer zu werden - und natürlich muss es eine gute Sache sein, sicher zu sein.

Können wir Fortschritte sehen?

Hier ist also die Frage: Da der Durchbruch so langsam ist, wann werden wir Fortschritte sehen? Interessanterweise ist die Antwort lange Zeit später, aber es scheint nicht so lange zu dauern.

"Die Entwicklung eines neuen chemischen Verfahrens wird ungefähr 10 Jahre dauern, 100 Millionen Pfund Investition, daher ist es in wirtschaftlicher Hinsicht nicht mit dem Mikroprozessorfeld vergleichbar", sagte Professor Wu.

Darüber hinaus sind 10 Jahre nur die erste Phase. Es wird weitere 10 Jahre dauern, bis die neue Technologie kontinuierlich getestet und verbessert ist, sodass sie sicher und stabil genug ist, dass sie nicht kommerzialisiert werden kann. Im einfachsten Beispiel wurden die relevanten Forschungsergebnisse von Lithium-Ionen-Batterien erstmals 1980 an der Universität Oxford veröffentlicht. Erst in den 1990er Jahren kommerzialisierte Sony die Technologie.

"Wir haben bereits eine andere chemische Lösung, aber es wird einige Zeit dauern, bis sie eintrifft. Die Leute haben über Schwefel oder Kieselgel als neues Material für Batterien gesprochen. Außerdem gibt es jetzt eine mögliche endgültige Lösung, die als Lithium-Luft-Batterie bezeichnet wird Es dauert jedoch noch ein oder zwei weitere 10 Jahre, bis es perfekt ist ", sagte Professor Wu.

Zehn oder sogar 20 Jahre sind eine schreckliche Zeit für alle, aber nachdem sie zuvor von den verzweifelten Bedingungen gehört haben, scheint es nicht so lange zu dauern. Noch wichtiger ist, dass die Hersteller mit Sicherheit schrittweise Fortschritte und Optimierungen erzielen werden.

Obwohl die Batterietechnologie nicht für kurze Zeit durchbrechen kann, können andere Technologien nicht versagen, sich zu verbessern. Da sich die Leistung des Mobiltelefons weiter verbessert, muss die Auflösung sogar auf das 4K-Niveau steigen, was strenge Anforderungen an die Optimierung des Energieverbrauchs stellt. In diesem Zusammenhang stehen bereits 10-Nanometer-Prozesse und sogar 7-Nanometer-Prozesse auf der Tagesordnung. OLED-Bildschirme können den Energieverbrauch effektiv senken. Die Optimierung auf verschiedenen Softwareebenen ist ebenfalls ein erforderlicher Kurs geworden.

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