バッテリーが飛躍するまで何年？

何世代のスマートフォンが発売されたとしても、バッテリーの寿命はどれくらい同じかという古い問題に直面しています。ベンダーがどれだけ最適化しても、最終的には1時間ごとの違いになります。なぜバッテリー技術の進歩はいつもとても遅いのか、私たちは実際にそれについて以前に話しました。ブレークスルーはいつ来るのでしょうか？今、話すべき新しいことがあります。

それは不可能な夢のようなものです。

ピークを迎えたとされるスマートフォンでも、今年最も話題の有機ELスクリーンや大画面デザインなど、技術やデザインの変化が毎年多く見られます。もちろん、これらがどのように変化しても、私たちが慣れているように見えるものがあります。それはバッテリー技術です。パフォーマンスは向上し続け、解像度は向上し続け、写真はどんどん良くなっていますが、更新は確かに大きな進歩ではありません。

私たちは確かに電話のバッテリー寿命を改善する方法を持っています、ただバッテリーを大きくするだけです、しかしこれはただ最も残忍な方法です、結局電話はとても大きいです。ほとんどすべての技術研究は、お金と時間を費やすことによって行うことができます。バッテリー技術は、努力する価値があるほど重要ではありませんか？

解決策は単純に聞こえますが、そうではありません。たくさんのお金を投資し、最高の科学者を雇い、そして十分な忍耐力を持つことは問題を解決するための鍵ではありません。問題は、よりエネルギー密度の高いバッテリーを構築するには、まったく新しい科学分野が必要になるということです。

この点に関して、ダイソンのロンドンインペリアルカレッジオブエンジニアリングの教授であるビリーウーは、ムーアの法則は、数年ごとにトランジスタが小さくなり、チップがより多く収容できるようになり、それによって処理能力が向上するというものだと説明しました。バッテリーの場合はそうではありません。 「マイクロプロセッサでは、すべてを小さくするだけです。しかし、リチウムイオン電池の側では、エネルギー密度を上げたい、つまり電池の寿命を延ばしたい場合は、電池の材質を根本的に変える必要があります。 。」

もちろん、これは単純な「材料を変更する」ことではありません。内部の材料組成のバランスが間違っていても深刻な問題を引き起こす可能性があるためです。今では非常に多くの事故が、何かがうまくいかなかった場合にどれほど深刻になる可能性があるかを思い出させます。ウー氏は、ニッケル、コバルト、マンガンの既存の組み合わせは、今後数年間で変わる可能性があると述べた。ニッケルはより活性があるため、その割合が増加し、それによって電気の量が増加します。

もちろん、この変更には、すべてが安定していて安全であることを確認するために何年ものテストが必要になるだけです。成功すれば、持久力は10％から20％増加すると言われています。しかし、人々は何年も待っていて、待つことの促進は時間と一致していないようです。バッテリー技術の真のブレークスルーは、不可能な夢の追求であるように思われます。

困難に悩まされる

科学者によると、バッテリー技術は「混沌とした芸術」と言えます。安全性と安定性を確保するために、進歩や変化のほとんどすべての小さなステップが多くの実験とテストを必要とするため、それは非常にゆっくりと発展しました。エネルギー密度を高めるのに役立つ材料を見つけたとしても、それらが実際に機能することを保証することはできません。

たとえば、最近、今日の電池では、シリカゲルがグラファイトよりも優れた材料であるように思われることがわかっています。そのエネルギー密度はグラファイトの10倍です。つまり、私たちの電話が1日持ちこたえることができれば、シリコンバッテリーは電話を10日間持ちこたえることができます。問題は、そのようなバッテリーが非常に危険な爆発物になることです。

なんでこんなことが起こっているの？バッテリーを充電および放電すると、グラファイトは約10％膨張および収縮します。 10％まで処理できますが、シリコーンは最大300％です。これらのバッテリーがどれほど危険かを考える必要はありません。

そのため、バッテリー技術への投資はブラックホールと言えます。世界中の多くの科学者、企業、研究機関が根強いにもかかわらず、これらの取り組みが常に分離される見込みはありません。業界全体のパートナーシップを形成することはできません。

さらに重要なことに、Samsung Galaxy Note 7での一連のイベントは業界に衝撃を与えました。これにより、人々は調査に慎重になり、テストの各ステップにより多くの注意を払うようになりました。インサイダーによると、多くのメーカーは、バッテリーのエネルギー密度を向上させることができて幸運だと感じ始めています。バッテリーイベントはモーニングコールであり、全員が減速することを余儀なくされました。もちろん、安全であることは良いことであるに違いありません。

進捗状況を確認できますか？

それで、ここに質問があります：突破口はとても遅いので、いつ進歩を見るつもりですか？興味深いことに、答えはかなり後のことですが、それほど長くはないようです。

「新しい化学プロセスの開発には約10年、1億ポンドの投資が必要であるため、経済規模の点ではマイクロプロセッサ分野に匹敵するものではありません」とウー教授は述べています。

また、10年は最初の段階に過ぎません。新しい技術を継続的にテストおよび改善して、商品化できないほど安全で安定するまでには、さらに10年かかります。最も単純な例では、リチウムイオン電池の関連する研究結果が1980年にオックスフォード大学で最初に発表されました。ソニーがこの技術を最初に商品化したのは1990年代になってからでした。

「すでに別の化学溶液がありますが、届くまでには少し時間がかかります。電池の新素材として硫黄やシリカゲルが話題になっています。さらに、リチウム空気電池と呼ばれる最終的な解決策も考えられます。 。しかし、完璧になるまでにはさらに1、2年かかる」と語った。

10年、あるいは20年は誰にとってもひどい時期ですが、前に絶望的な状況について聞いた後、それほど長くはないようです。さらに重要なことは、メーカーによる段階的な進歩と最適化が確実に行われることです。

バッテリー技術は短期間で突破することはできませんが、他の技術は改善に失敗することはありません。携帯電話の性能が向上し続けると、解像度を4Kレベルまで上げる必要があり、エネルギー消費の最適化に対する厳しい要件が課せられます。この点で、10ナノメートルのプロセスと7ナノメートルのプロセスでさえすでに議題になっています。 OLEDスクリーンは効果的にエネルギー消費を減らすことができます。さまざまなソフトウェアレベルでの最適化も必須のコースになっています。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。