Твердотілі батареї кращі за літій-іонні: експерт пояснив, чому їх не ставлять у телефони

Твердотілі акумулятори пропонують підвищену щільність енергії, покращену безпеку та довший термін служби порівняно з літій-іонними. Редактор ZDNET Адріан Кінгслі-Хьюз розповів, чому ж їх досі не встановлюють на iPhone або інші гаджети.

Твердотілі акумулятори використовують тверді електроліти (переносять електричний заряд між електродами) з сухих керамічних матеріалів, на відміну від легкозаймистих рідких розчинників у літій-іонних батареях. Негорючі тверді електроліти не тільки безпечніші, а й можуть мати значно вищу щільність енергії.

Твердотілі акумулятори заряджаються швидше, ніж аналогічні літій-іонні, і витримують більше циклів перезаряджання. Таким чином вони перевершують літій-іонні акумулятори майже у всіх сферах, але їх не поспішають масово використовувати.

Головна причина у вартості. Літій-іонні акумулятори використовуються вже понад 30 років, і за цей час людство налагодило масове виробництво, випускаючи мільярди таких батарей на рік. Лише Apple продала минулого року близько 250 мільйонів iPhone, кожен з яких має літій-іонний акумулятор.

Загалом, світовий ринок смартфонів минулого року становив від 1,25 до 1,6 мільярда, а до них додаються також ноутбуки, навушники, смарт-годинники, портативні зарядні пристрої, електронні сигарети. Сучасні електромобілі мають близько 6000 літій-іонних елементів у кожному зарядному блоці.

Виробничі процеси давно оптимізовані, а ланцюги постачання — добре налагоджені, що зрештою знижує вартість. Твердотілі акумулятори ще не мають такої розвиненої індустрії, до того ж складніші у виробництві, що збільшує час виготовлення.

Менша кількість готової продукції призводить до того, що твердотілий акумулятор буде у 3-4 рази дорожчим за літій-іонний аналогічної ємності.

Твердотілі акумулятори також чутливіші до вібрацій і трохи розбухають під час використання. Це означає, що вони поки не такі надійні для використання у смартфонах або інших гаджетах. Тим часом, літій-іонні акумулятори зараз настільки хороші у багатьох сенсах, що виробники не поспішають від них відмовлятися.

Ймовірно, проблеми з часом будуть вирішені. Експерти галузі кажуть, що масове виробництво твердотілих акумуляторів очікується на початку 2030-х років, і тоді почнеться поступовий перехід на новішу технологію.

Нещодавно дослідники з Південної Кореї винайшли спосіб здешевити виробництво твердотілих батарей на 90% або навіть більше. Їм вдалося це зробити завдяки багатофункціональним речовинам, які запобігають випаровуванню літія.

Тим часом, у продажу вже є твердотілий павербанк BMX SolidSafe 5K. Він виявився доволі ефективним і дуже безпечним.