Источник.
На Хабре почти каждый месяц публикуют материалы о новых типах аккумуляторов. Но большинство разработок так и остаются новостями — 99% новинок не становятся реальными технологиями. Часто проблема в том, что это лишь научные изыскания, где главное для автора — само изобретение и статья в авторитетном журнале.
Возможно, сейчас ситуация иная. На днях TDK Corporation объявила новое слово в технологии твердотельных аккумуляторов. Уже 19 лет японский производитель электронных компонентов поставляет литий-ионные аккумуляторы для Apple, а также сотрудничает с другими крупными клиентами, например с корпорацией Samsung. Возможно, именно TDK удастся что-то изменить на рынке накопителей энергии. Подробнее — под катом.
Основные подробности о новинке
Речь идет о новом материале для твердотельных аккумуляторов, разработанном TDK. Он позволяет значительно повысить производительность таких устройств, как беспроводные наушники, слуховые аппараты и смарт-часы. В TDK утверждают, что новый материал обеспечивает плотность энергии 1000 Втч/л — примерно в 100 раз больше, чем у всех прочих моделей твердотельных батарей.
Производитель отмечает, что технология может быть использована в устройствах, которые непосредственно контактируют с телом человека. Новые аккумуляторы будут производиться из керамического материала. Электролит — твердое вещество на основе оксидов, тогда как аноды создаются из литиевого сплава. Эти компоненты обеспечивают высокую безопасность и эффективность. Твердый электролит предотвращает утечки и коррозию, а литиевый сплав увеличивает плотность энергии.
Преимущества аккумуляторов от TDK
- По словам компании оксидные твердые электролиты делают аккумуляторы «чрезвычайно безопасными». Материалы устойчивы к перегреву и утечкам.
- Оксидные электролиты более стабильны и не подвержены разложению.
- Благодаря меньшему размеру, аккумуляторы могут быть использованы в компактных устройствах. Например в беспроводных наушниках, слуховых аппаратах и смарт-часах. Иными словами — в любых устройствах, где каждый миллиметр пространства на счету.
- Увеличенная емкость обеспечивает более продолжительное время работы устройства без частой подзарядки.
TDK Corporation планирует начать производство новых твердотельных батарей под брендом CeraCharge. Процесс производства будет включать разработку конструкции аккумуляторов и пакетов, а также улучшение емкости батарей с использованием многослойной ламинации.
К сожалению, точные сроки начала производства и продаж пока не объявили официально. Но речь идет уже о готовой технологии, которую компания собирается внедрить в реальный производственный цикл.
Безопасность превыше всего
Устройства с аккумулятором от TDK будут максимально безопасными для использования благодаря оксидному твердому электролиту. Они не содержат жидких компонентов, которые могут протекать или испаряться. Риски возгораний минимальны, в отличие от традиционных литий-ионных аккумуляторов с жидким электролитом. Последние не так уж и редко воспламеняются, к тому же тушить их крайне сложно. А вот твердые оксидные электролиты еще и более устойчивы к высоким температурам.
Источник.
Кроме того, в твердотельных аккумуляторах с оксидными электролитами значительно снижен риск образования дендритов — игольчатых наростов лития, которые тоже могут привести к короткому замыканию и возгоранию. В традиционных литий-ионных аккумуляторах дендриты могут пробивать сепараторы и представлять опасность для человека.
Цель TDK — использовать новую технологию для замены существующих батареек-таблеток, обеспечивающих питание портативных устройств. Более того, новые аккумуляторы уже соответствуют регламентам ЕС, требующим замены первичных батарей на перезаряжаемые. Это способствует снижению воздействия на окружающую среду.
Не только TDK
Есть и другие разработки. Профессор Соджин Парк из Корейского института науки и технологий (KAIST) и его команда провели исследования, результаты которых были опубликованы 15 февраля 2024 года в журнале Small. Команда профессора Парк разработала метод создания стабильных твердотельных аккумуляторов с использованием ультратонких литиевых анодов. Эти аккумуляторы показали стабильную электромеханическую производительность, что значительно повышает безопасность и долговечность устройств: от электронных часов до электромобилей.
Ученые из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (SEAS) под руководством профессора Ли создали многослойный аккумулятор, который предотвращает образование дендритов — наростов лития, которые могут снижать эффективность и безопасность аккумуляторов. Технология многослойного аккумулятора подразумевает, что разные материалы с различной стабильностью расположены между анодом и катодом.
Аккумуляторы, созданные по этой технологии, могут заряжаться всего за 10 минут и сохранять 80% своей емкости после 6000 циклов зарядки-разрядки. Это значительно превышает показатели традиционных литий-ионных аккумуляторов. Технология ученых была лицензирована стартапом из Гарварда, Adden Energy, для коммерческого использования. Adden Energy уже работает над масштабированием технологии и созданием аккумуляторов для электронных устройств.
Источник.
Над усовершенствованием твердотельных аккумуляторов работают не только ученые. Корпорация Toyota несколько лет развивает технологии твердотельных аккумуляторов для электромобилей, пытаясь увеличить дальность пробега до 1200 км и сократить время зарядки до 10 минут. Планируется, что массовое производство начнется в 2027 году.
Южнокорейская Samsung SDI не отстает. Компания представила свою дорожную карту по массовому производству твердотельных аккумуляторов, нацеленных на достижение высокой плотности энергии до 900 Втч/л. Samsung SDI планирует запустить производство в ближайшие годы.
Также над твердотельными аккумуляторами работают тайваньская компания ProLogium, немецкий автоконцерн Volkswagen, нидерландский стартап LionVolt и другие. Все они осознают значительный потенциал твердотельных аккумуляторов для улучшения производительности, безопасности и долговечности как для носимых устройств, так и электромобилей. Вероятно, кто первым сможет выйти на рынок — станет победителем в этой гонке.
Читайте также
Комментарии (25)
Chillingwilli
21.06.2024 12:19Емкость и безопасность - неплохо, но вопрос в цене конечного устройства и точно ли дойдет ли это до массового производства
rPman
21.06.2024 12:19Вот вот, а то eink, могла бы во многих задачах значительно (условно удвоить-утроить) время работы устройств, например чтение страниц в интернете, и технология не молодая, и примеры реализации есть, но воз и ныне там... благодаря заградительно высоким ценам на комплектующие (сотни баксов за экран, превращаются в пол тысячи конечного устройства) и не менее удушающим патентам от одноименной компании, мы не видим вторых экранов на устройствах массово.
И не нужно говорить о низком качестве цветопередачи и проблемах мусора на экране, все это фигня, помню был ноутбук, можно было видео смотреть (экран там был сдвоенный, eink+lcd) и на ярком солнце смотрелся просто отлично.
saege5b
21.06.2024 12:19+2Ебумага в сумерках - не очень. А подсветка - смешно.
TerraV
21.06.2024 12:19+1Ебумага вообще кроме энергоэффективности не имеет других достоинств. Совершенно ужасные лаги при перелистывании, катастрофическое разрешение. Нет, это не та технология которой хочется пользоваться.
rPman
21.06.2024 12:19Вы смотрите на результат экономии производителя на процессоре и алгоритмах, потому что в стоимости итогового аппарата сам экран eink составляет большую часть, и никто не купит читалку с никакими характеристиками за пару штук зелени, а за 600 купит, вот производитель и покупает экран за 500, собирает остальное за 50 и остаток себе в карман.
Основная идея, пикселы при смене нужно поменять туда сюда несколько раз, в этом случае количество мусора на экране обнуляется, иначе же, он накапливается. Правильный алгоритм - обновлять (мигать) только изменившимися пикселами, чем занимаются только дорогие железки, а 'дешевые' мигают в холостую всем экраном. И даже тут не нужно это делать постоянно, можно сохранять статистику по пикселу и делать это только в нужный момент. Я точно помню, лет 10 назад был ноут со сдвоенным экраном eink+lcd (наложены хитро друг на друга), я смотрел обзоры, там можно было переключать режим на полный сброс экрана или умный.
p.s. eink может даже видео показывать, 5-10 fps. Полистайте презентацию, там полно устройств как с дубовым алгоритмом так и с умным.
IgorAlentyev
21.06.2024 12:19+25 - 10 фпс видео это просто смешно, кому это нужно вообще? Удел таких экранов - читалки, датчики, что то статичное. Экран смартфона и любого другого универсального девайса должен быть динамичным и быстрым.
rPman
21.06.2024 12:1990% времени что я смотрю на смартфон, мне там нужна статичная картинка, и внешний свет естественно присутствует, в результате энергия, сохраненная в результате избавления от подсветки и затрат на поддержание изображения составит примерно половину (ну в худшем случае треть) от энергии аккумулятора, это очень желаемое продление времени работы смартфона.
buldo
21.06.2024 12:19У вас какая-то странная бумага. У моей разрешение 2480*1860. И видосики с ютуба можно смотреть, если подзабить на ghosting
TerraV
21.06.2024 12:19PPI какой? Сделать разрешение 2480х1860 можно и на лампах накаливания.
DonStron
21.06.2024 12:19насколько я понимаю, речь про дисплей E Ink Kaleido 3
имеет разрешение 2480×1860 в монохромном и 1240×930 в цветном режиме, плотность пикселей — 300 ppi в монохромном и 150 ppi в цветном режиме.
Такой дисплей устанавливается в ONYX BOOX NOTE AIR3 C 10.3".
serafims
21.06.2024 12:19+1Одно радует, что мы ещё настолько мало познали возможности Вселенной с ее химией, физикой, что ещё будет чему удивляться в ближайшем будущем и радоваться прогрессу. Жаль, человек плохо прогрессирует.
rPman
21.06.2024 12:19+2Есть мнение что, в известных пределах возможностей, значимых (на порядок) возможностей повысить энергоемкость не получится (ну да, термоядерный реактор или антиматерию с собой носить сложно), а если и говорить о еще не изученных возможностях, то речь пойдет об основе нашей реальности, где последствия ошибок будут пострашнее взрыва ядерной бомбы...
А вот энергоэффективность повысить - есть куда
azTotMD
21.06.2024 12:19+4Как всегда всё в кучу :(
Емкость химического источника тока зависит от анодного и катодного материала.
Здесь говорится о твердом электролите - прослойке между катодом и анодом.
Твердый электролит делают, чтобы решить, прежде всего, проблему безопасности ну и может немного против дендритообразования.
Если заменить электролит на твердый, не меняя матералы электродов ёмкость никак не изменится. А с учетом того, что твердые тела обычно проводят хуже жидкостей...
DonStron
21.06.2024 12:19+5"вот когда выпустят эти новые аккумуляторы, тогда и поговорим". А то за последние лет 20 этих новинок "в 100 раз ёмче" уже столько анонсировалось...
deadokster
Давеча ещё и One Plus в содружестве с CATL новую ёмкую батарею показывала. Такими темпами будет телефона на неделю хватать скоро, как в старые добрые кнопочные времена! :)
kenomimi
Не будет - тут же по требованию большинства сделают всегда горящий экран с видеообоями :) и уменьшат толщину телефона.
rPman
Сфига ли, просто следящего софта будет больше и оно будет умнее, за счет ресурсов смартфона а не сервера.
Goron_Dekar
Нет, там будет ИИ сетка, слушающая микрофон и следящая с камеры.
rPman
Открою вам тайну, она там уже есть, и камеру слушает и микрофон смотрит.
Такие вещи на глюках их софта видно, типа вылезающего отключенного гугл ассистента, услышавшего окей гугл и предложившего мне этого ассистента включить.
Я специально тесты проводить с ютуб шортсами, их алгоритм может сменить тему рекомендаций на основе ключевых слов, которые появляются в беседе рядом, советую для теста сначала по отказываться ото всех рекомендаций и отмечать не показывать больше и параллельно что-нибудь говорить на нужную тему.
kenomimi
Камера с ответным вычислительным блоком на проце жрет нефигово энергии. Так что увы, но смотреть не выйдет, и тем более что-то в потоке распознавать. Пользователь не купит такой телефон, который греется и разряжается за три часа.
А вот микрофон слушает. Иначе бы ассистент не откликался. Тут справедливая плата за наличие той же Алисы - хочешь ассистента - он должен тебя слушать. Тебе дали его бесплатно - значит, ты здесь товар, и слушать он будет не только твой зов, но и маркетинговые теги. Грубо говоря, ты сказал гдето про желание купить машину, ассистент услышал слова "купить" и "машина", отстукнул в маркетинг, чтобы те показывали релевантные обьявления. То, что он откликается в выключенном режиме - ну так никто не обещал нигде, что он сам по себе не включается после очередного обновления или перезагрузки, особенно на брендах втрого-третьего эшелонов.
TerraV
У меня уже хватает зарядки примерно на 5 дней. Motorola G54. Уж не знаю, то ли постоянно нахожусь в зоне с плотным покрытием или еще по каким причинам. Прямо сейчас проверил, показывает заряд 72%, ожидаемое время работы 4 дня.
Из побочных эффектов начинаю забывать заряжать. Но даже если с утра 20%, на рабочий день хватает с хорошим запасом.