Seit Jahren basiert die brauchbarste wiederaufladbare Batterietechnologie, die für tragbare Geräte verwendet wird, auf einer positiven Lithium-Ionen (Li-Ion) -Elektrode. Für die meisten Handgeräte war Lithium-Cobalt-Oxid das erste Produkt. Die mobile Technologie explodiert in beeindruckender Geschwindigkeit, aber im Großen und Ganzen wird ihre Innovation durch die kleinen chemischen Kästen, die wir benutzen, um diese Monstergeräte anzutreiben, beeinträchtigt. Trotz der Bemühungen, sie energieeffizienter zu machen, werden Smartphones hinsichtlich der Batteriebenutzung immer problematischer. Die Frage ist: Was werden wir dagegen tun und wie können wir eine neue Batterie herstellen, die diese Geräte für so viele Tage mit Strom versorgt wie das treue Nokia 3310?

Es geht um die Ionen!

Es ist äußerst schwierig, unsere Abhängigkeit von Lithium zu überwinden. Obwohl es im Universum ziemlich selten ist, ist es eines der gebräuchlichsten und stabilsten Batteriematerialien, die wir verwenden können. Gerade jetzt fällt Lithium-Ionen uns aus, weil wir praktisch die Grenzen dessen erreicht haben, was es für Hochleistungsgeräte bereitstellen kann. Wir können entweder die Systeme, die auf diesen Geräten laufen (einschließlich der Chipsätze), effizienter machen oder neue Wege finden, sie zu betreiben, die eine längere Lebensdauer unterstützen. Es gibt schon eine Menge Fokus auf Energieeffizienz von SoC und Chipsatz-Herstellern. Was wir jetzt brauchen, ist eine kleine Zusammenarbeit von den Leuten, die die Batterien dieser Geräte herstellen.

Aufgrund ihrer hohen Energiedichte dreht sich viel Hype um Lithium-Schwefel-Batterien. Diese Komponente ist jedoch flüssig. Ist es ratsam, eine Flüssigkeit in Hochdruck neben einem Haufen Elektronik zu lagern? Der andere Nachteil dieser Technologie besteht darin, dass Lithium-Schwefel-Batterien eine umfangreiche Überwachung erfordern, was zusätzliche Hardware auf den von diesen Zellen angetriebenen Plattformen erfordern kann. Also, wenn diese Technologie realisierbar wird, erwarten Sie fetter tragbare Geräte wie wir es in den frühen 2000er Jahren getan haben.

Dann gibt es den Traum, Lithium-Sauerstoff-Batterien zu verwenden, um alles von Autos zu Telefonen zu versorgen. Wenn diese Technologie in den nächsten fünf Jahren in die Luft fliegt, könnten wir vielleicht sogar voll funktionsfähige Desktop-Computer für ein paar Stunden mit Strom versorgen. Smartphones würden etwa fünf bis sieben Tage ohne Ladevorgang dauern. Der Vorbehalt hier ist in Stabilität. Lithium-Sauerstoff (besser bekannt als Li-Luft) hat potentielle Kontaminationsprobleme an der Kathode. Trotz aller Vorteile (wie eine mit Benzin vergleichbare Energiedichte) müssen seine Nachteile für eine kommerziell erhältliche Batterie von Li-Air herausgearbeitet werden. Die derzeitigen Experimente beschränken sich auf das Labor und Prototypen werden nur für den Antrieb von Fahrzeugen entwickelt.

Lithium ditching

Was wäre, wenn wir uns komplett von Lithium verabschieden würden? Es gibt billigere, wenn auch weniger potente Alternativen zu unseren Freunden auf Lithiumbasis, die eine viel bessere Energiebasis bieten könnten.

Was ist mit Natrium-Luft-Batterien? Papier nach dem Papier zeigt, dass der Elektrolyt nach dem achtmaligen Aufladen abbricht. Das ist nicht gut, oder? Dies ist jedoch bei vielen anderen Metall-Luft-Gemischen praktisch das gleiche Problem. Bedeutet dies, dass der Elektronikmarkt dazu verdammt ist, an Lithium-Ionen festzuhalten? Ich denke nicht. Obwohl die Innovationen bei der Batterie in letzter Zeit schleppend verlaufen sind, ist es immer noch ein fortlaufender Versuch-und-Irrtum-Prozess, der letztendlich zu Ergebnissen führen wird. Es gibt eine Menge Potenzial in jeder Technologie, wenn wir nur ihre Vorbehalte überwinden könnten.

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