Napolnite v nekaj minutah, zdrži več dni: Prihodnost baterij za pametne telefone razkrita

• Nekateri novi telefoni se lahko napolnijo od 0 do 100 % v manj kot 10 minutah zahvaljujoč ultra-hitri 200W+ tehnologiji polnjenja ts2.tech.
• Naslednja generacija Qi2 brezžičnega polnjenja uporablja magnete za popolno poravnavo in podpira 15 W (z 25 W na obzorju), kar pomeni konec dni, ko se zbudite z napačno poravnanimi polnilci ts2.tech ts2.tech.
• Baterije na osnovi silicija so že v komercialnih telefonih in ponujajo približno 10–20 % večjo kapaciteto v enaki velikosti – na primer, kitajska izdaja HONOR Magic5 Pro ima baterijo 5.450 mAh v primerjavi s 5.100 mAh v globalnem modelu zaradi uporabe anode iz silicijevega ogljika androidauthority.com.
• Trdninske baterije obljubljajo približno 20–30 % večjo kapaciteto in večjo varnost z uporabo trdnih elektrolitov. Xiaomijev prototip je imel 6.000 mAh trdninsko celico (33 % večja kapaciteta v istem prostoru) notebookcheck.net, Samsung pa cilja na leto 2027 za svoje prve trdninske pametne telefone techxplore.com.
• Baterije izboljšane z grafenom bi lahko omogočile izjemno hitro polnjenje in večjo energijsko gostoto (laboratorijske demonstracije kažejo do 5× hitrejše polnjenje kot standardni Li-ion) ts2.tech, čeprav noben glavni telefon še nima prave “grafenske baterije” ts2.tech.
• Glavne blagovne znamke imajo različne strategije: Apple se osredotoča na dolgo življenjsko dobo in tiho razvija lastno baterijsko tehnologijo okoli leta 2025 techxplore.com; Samsung vlaga v velike stave, kot je raziskave in razvoj trdnih baterij techxplore.com; kitajski proizvajalci, kot sta Xiaomi in Oppo, pa tekmujejo z odmevnim hitrim polnjenjem in novimi materiali ts2.tech.
• Zelene baterije postajajo vse pomembnejše. Nove uredbe EU bodo zahtevale reciklirane vsebine (npr. 16 % kobalta) in baterije, ki jih bodo uporabniki lahko odstranili, do leta 2027 ts2.tech. Apple se je zavezal, da bo do leta 2025 v svojih baterijah uporabljal 100 % recikliran kobalt ts2.tech, da bi jih naredil bolj etične in trajnostne.
• Stare baterije lahko dobijo “drugo življenje” – raziskovalci so zavržene baterijske celice iz telefonov predelali v solarno napajane LED luči za skupnosti brez omrežja thecivilengineer.org, s čimer izkoristijo njihovo preostalo kapaciteto in zmanjšajo e-odpadke thecivilengineer.org.
• Analitiki so navdušeni, a realistični: »Za baterijsko tehnologijo se porabi več denarja kot kadarkoli prej… to je res vznemirljiv čas za baterije,« pravi en strokovnjak, a telefon, ki zdrži dva tedna z enim polnjenjem, je še vedno »leta in leta stran« techxplore.com.

Uvod: Nova doba baterijskih prebojev

Življenjska doba baterije pametnega telefona je že dolgo težava – vsi smo občutili tesnobo zaradi prazne baterije. A prihajajo velike spremembe, ki bi lahko odpravile strah pred prazno baterijo. Leta 2025 smo na pragu baterijske revolucije: telefoni, ki se napolnijo v nekaj minutah, baterije, ki zdržijo dlje in starejo počasneje, ter bolj zelene tehnologije, ki naredijo naše naprave bolj trajnostne. Tehnološki velikani in zagonska podjetja vlagajo sredstva v reševanje baterijskega problema in rezultati se končno začenjajo kazati.

Pred kratkim je tipičen telefon za polnjenje potreboval več kot 2 uri in je zdržal komaj en dan ts2.tech. Danes imajo vrhunske naprave rutinsko baterije s kapaciteto 4.000–5.000 mAh (v primerjavi s približno 2.500 mAh pred desetletjem) in uporabljajo učinkovite čipe za celodnevno avtonomijo. Vendar pa samo povečevanje kapacitete prinaša vse manjše koristi ts2.tech. Novi pristop industrije je dvojen: inovirati samo baterijo (z novimi materiali, kot so silicij, trdni elektroliti in drugi) in inovirati način polnjenja in uporabe (s hitrejšim polnjenjem, brezžičnim napajanjem in pametnejšim upravljanjem baterije). Naslednje poročilo se poglobi v najnovejši razvoj, ki bo oblikoval prihodnost baterij za pametne telefone – od prelomnih kemijskih sestav do inovacij pri polnjenju, prizadevanj za trajnost, načrtov proizvajalcev in izzivov, ki še prihajajo.

Prelomne baterijske tehnologije: trdno stanje, grafen, anode iz silicija in več

Znanstveniki, ki se ukvarjajo z baterijami, intenzivno prenavljajo klasično litij-ionsko baterijo. Tukaj so najbolj obetavne nove baterijske tehnologije, ki bodo napajale naše prihodnje telefone:

Silicijeve anode: več energije v istem paketu

Večina litij-ionskih baterij uporablja anodo iz grafita (ogljika), vendar lahko zamenjava dela tega grafita s silicijem močno poveča kapaciteto. Silicij lahko shrani približno desetkrat več litijevih ionov kot grafit, kar pomeni več energije v istem volumnu. Težava? Čisti silicij se med polnjenjem močno razteza in krči, zaradi česar se baterija hitro izrabi. Rešitev je uporaba anod iz silicijevo-ogljikove kompozicije – mešanje silicija z ogljikom ali inženiring poroznih struktur za obvladovanje raztezanja mid-east.info.

Po letih raziskav so baterije s silicijevim dodatkom končno tu v pametnih telefonih. Leta 2023 je HONOR na Kitajskem predstavil Magic5 Pro s 5.450 mAh “silicijevo-ogljikovo” baterijo, medtem ko je globalni model uporabljal 5.100 mAh standardno baterijo – približno 12 % večja kapaciteta v enakem fizičnem prostoru androidauthority.com. Od takrat smo videli, da so OnePlus, Xiaomi in vivo uvedli baterije s silicijevo anodo v premijskih modelih androidauthority.com. OnePlus trdi, da ima njihov Ace 3 Pro za 22 % večjo kapaciteto v dani velikosti v primerjavi z lanskim modelom, zahvaljujoč 6.100 mAh silicijevi bateriji androidauthority.com. Tudi zložljivi telefoni, ki zahtevajo tanke baterije, so imeli koristi: izjemno tanek zložljivi HONOR Magic V2 je uspel vgraditi 5.000 mAh silicijevo baterijo debeline le 9,9 mm, vivo X Fold 3 Pro pa uporablja 5.700 mAh silicijevih celic v 11 mm ohišju androidauthority.com.

V praksi baterije s silicijevo anodo pomenijo daljšo uporabo brez povečanja telefona. Ta tehnologija je pripravljena na množično uporabo tudi zunaj Kitajske. Apple, Samsung in Google do leta 2025 še niso izdali telefonov s silicijevimi baterijami, vendar strokovnjaki pričakujejo širšo uporabo kmalu, ko bodo prednosti postale očitne androidauthority.com. Začenja se doba baterij s kapaciteto nad 5.000 mAh v kompaktnih telefonih – brez povečanja debeline naprav. Edini slabosti sta nekoliko višja proizvodna cena in inženirski napor za zagotavljanje dolge življenjske dobe (reševanje težave z napihovanjem), vendar so proizvajalci, kot je HONOR, pokazali, da je to izvedljivo z uporabo posebnih mešanic in veziv za stabilizacijo anode mid-east.info mid-east.info.

Trdne baterije: varnejše in energijsko gostejše celice

Morda najbolj opevana naslednja generacija baterijske tehnologije je baterija s trdnim elektrolitom. Kot že ime pove, te baterije zamenjajo tekoči elektrolit (vnetljivo tekočino v trenutnih Li-ionskih celicah) s trdno snovjo, kot je keramika ali trdni polimer ts2.tech. Pogosto uporabljajo tudi anodo iz litijeve kovine namesto grafita, kar omogoča veliko večjo energijsko gostoto. Obljube so velike: višja energijska gostota (večja kapaciteta pri enaki velikosti), hitrejše polnjenje in konec požarov baterij (trdni elektroliti niso vnetljivi) ts2.tech ts2.tech.Prototipi s trdnimi elektroliti so bili »tik za vogalom« že leta, vendar nedavni mejniki nakazujejo, da se končno približujejo resničnosti ts2.tech. Omeniti velja, da je Xiaomi leta 2023 napovedal, da je izdelal delujoč prototip telefona s trdno baterijo: predelan Xiaomi 13 je bil opremljen s 6.000 mAh trdno baterijo v istem prostoru, kjer običajno najdemo 4.500 mAh baterijo ts2.tech. Ta 33-odstotni skok v kapaciteti je prinesel tudi izboljšano varnost – Xiaomi je poročal, da ni nevarnosti notranjih kratkih stikov niti ob predrtju, poleg tega pa je bila izboljšana zmogljivost pri nizkih temperaturah notebookcheck.net. To je velik dokaz koncepta, da lahko tehnologija s trdnimi elektroliti deluje v obliki telefona ts2.tech. Prav tako Samsung močno vlaga v raziskave in razvoj trdnih baterij in načrtuje, da bo trdne baterije uvedel v majhne naprave (kot so pametne ure) do leta 2025–26, pametni telefoni pa naj bi sledili okoli leta 2027 ts2.tech ts2.tech. Na ravni celotne industrije se leto 2027 oblikuje kot prelomno leto – proizvajalci avtomobilov, kot sta Toyota in BMW, prav tako ciljajo na leta 2027–2028 za prve električne avtomobile s trdnimi baterijami, kar spodbuja velike naložbe in napredek, ki se lahko prenese tudi na telefone ts2.tech.

Kaj lahko pričakujejo potrošniki? Prve trdne baterije bi lahko prinesle približno 20–30 % večjo kapaciteto kot enako velike Li-ionske celice ts2.tech. To bi lahko pomenilo, da bi telefon, ki običajno zdrži en dan, zdržal približno 1,3 dneva – ne čeznočno čudo, ampak opazna izboljšava ts2.tech. Še pomembneje pa je, da se varnost poveča: brez tekočih elektrolitov se tveganje za požare ali eksplozije močno zmanjša. Prihodnje zasnove telefonov bi lahko bile celo bolj ustvarjalne, saj proizvajalci ne bi potrebovali toliko okorne zaščite za varnost baterije ts2.tech. Morda bomo videli tudi hitrejše polnjenje – trdni elektroliti lahko potencialno prenesejo večji tok z manj toplote, kar pomeni, da se lahko hitrost polnjenja še poveča brez poškodb baterije ts2.tech ts2.tech.

Vendar pa se trdna tehnologija sooča z velikimi izzivi, preden bo v naših telefonih. Proizvodnja teh baterij v velikem obsegu je zahtevna – izdelava ultra tankih, brezhibnih plasti trdnega elektrolita in preprečevanje nastajanja drobnih litijevih dendritov je stalen izziv. Trenutni prototipi so tudi zelo dragi. Leta 2025 naj bi proizvodni stroški za trdne celice znašali okoli 800–1000 $ na kWh, kar je 2–3× več kot pri množično proizvedenih litij-ionskih baterijah ts2.tech. Ti stroški se bodo morali bistveno znižati. Dolgotrajnost je še eno vprašanje: nekatere zgodnje trdne baterije so se hitreje degradirale kot Li-ionske, čeprav novejše zasnove (na primer Volkswagnova) obljubljajo več kot 1.000 ciklov z ohranjenimi 95 % kapacitete ts2.tech. Splošno mnenje je, da bomo najprej videli omejene serije ali vrhunske telefone s trdnimi baterijami v poznih 2020-ih ts2.tech, širša uporaba pa bo sledila v 2030-ih, ko bo tehnologija dozorela in bodo stroški padli. Skratka, trdne baterije prihajajo in bi lahko bile prelomne – a bodo prišle postopoma, ne naenkrat.

Grafenske baterije: le prevelika pričakovanja ali naslednja velika stvar?

Grafen – pogosto opevani »čudežni material« – je že več kot desetletje predstavljen kot ključ do super-baterij. Grafen je en atom debela plast ogljika, razporejena v satasto mrežo. Je izjemno močan, lahek in odličen prevodnik elektrike. Sanje o grafenski bateriji so v bistvu baterija, ki uporablja materiale na osnovi grafena v svojih elektrodah (in morda kot dodatek v elektrolitu) za doseganje velikih izboljšav v zmogljivosti.

Zakaj toliko navdušenja? Elektrode, izboljšane z grafenom, bi lahko omogočile veliko hitrejše polnjenje in večjo kapaciteto kot današnje baterije. Pravzaprav so laboratorijski testi in prototipi pokazali, da lahko dodatek grafena omogoči polnjenje do 5-krat hitreje kot standardne litij-ionske celice ts2.tech. Predstavljajte si, da bi lahko svoj telefon skoraj povsem napolnili v le nekaj minutah – grafen bi to lahko omogočil. Grafen je tudi odličen prevodnik toplote, zato se baterije manj segrevajo in so varnejše, poleg tega pa ni nagnjen k vrstam požarov zaradi toplotnega uhajanja, ki lahko pestijo litijeve baterije usa-graphene.com. Trdnost in prožnost materiala celo odpirata vrata prihodnjim prožnim baterijam ali izjemno lahkim celicam usa-graphene.com. Na papirju se grafen sliši kot čudež: eno poročilo navaja, da bi lahko baterije, izboljšane z grafenom, dosegle 5× večjo energijsko gostoto kot Li-ion usa-graphene.com, kar bi bilo revolucionarno – to bi lahko pomenilo baterijo za telefon, ki zdrži teden dni.

Zdaj pa preverimo resničnost: do leta 2025 še nimamo čiste grafenske baterije v telefonu, ki bi izpolnila vsa ta pričakovanja. Mnoge tako imenovane »grafenske baterije« so v bistvu tradicionalne litij-ionske celice, ki uporabljajo kanček grafena v kompozitni elektrodi ali kot prevleko ts2.tech. To res izboljša zmogljivost – na primer, grafen se že uporablja v nekaterih baterijskih elektrodah za povečanje prevodnosti in pospešitev polnjenja. Na trgu so tudi grafensko obogatene prenosne baterije, ki se polnijo hitreje in delujejo hladneje kot običajne baterije, zahvaljujoč malo grafenskega prahu. Toda sveti gral grafenske baterije – tista, ki popolnoma nadomesti grafit ali uporablja grafensko katodo za 5× večjo kapaciteto – je še vedno v razvoju. Podjetja, kot so Samsung, Huawei in več zagonskih podjetij, so veliko vložila v raziskave in razvoj grafena usa-graphene.com usa-graphene.com. Samsung je leta 2017 napovedal dodatek »grafenska kroglica«, ki bi lahko petkrat povečal hitrost polnjenja usa-graphene.com, kitajski proizvajalec električnih vozil GAC pa je leta 2021 začel uporabljati z grafenom izboljšano baterijo v avtomobilih usa-graphene.com.

Izzivi so precejšnji. Proizvodnja visokokakovostnega grafena v velikem obsegu je draga – sinteza brezhibnega, enoslojnega grafena v velikih količinah ni lahka naloga in trenutno močno zvišuje stroške (po eni oceni stane visokoločljivostni grafen več kot 1.000 $ na kilogram) usa-graphene.com. Obstaja tudi nekaj zmede v terminologiji – kaj sploh šteje kot “grafenska baterija”? Uporaba grafenskega premaza ni enako kot popolna grafenska elektroda, nekateri strokovnjaki pa opozarjajo, da lahko trženjski izrazi pretirano povečujejo pričakovanja usa-graphene.com. Zgodnji prototipi še niso pokazali obljubljenega 5× povečanja kapacitete; nekateri so imeli celo nižjo kapaciteto kot enakovredne Li-ionske celice usa-graphene.com, kar kaže, da še vedno ugotavljamo, kako najbolje uporabiti grafen v baterijah. Povečanje proizvodnje je še ena ovira – nekaj je izdelati nekaj prototipov v obliki kovancev, povsem nekaj drugega pa je množično proizvajati tisoče celic velikosti pametnega telefona z doslednimi grafenskimi strukturami usa-graphene.com.

Kdaj torej lahko pričakujemo pravo grafensko baterijo v telefonu? Morda v naslednjih nekaj letih, vsaj v omejeni obliki. Industrijski opazovalci ugibajo, da bi lahko do poznih 2020-ih kakšno podjetje napovedalo “grafensko superbaterijo” za svoj paradni telefon – čeprav bo verjetno v drobnem tisku pojasnjeno, da gre za litijevo baterijo z grafensko izboljšanimi komponentami ts2.tech. Verjetneje je, da bo grafen prihajal postopoma: najprej bo izboljšal hitro polnjenje in upravljanje toplote v baterijah (kar že počne v nišnih izdelkih), nato pa bo postopoma omogočal večjo kapaciteto. Spremljajte zagonska podjetja, kot sta Graphene Manufacturing Group (GMG) (dela na grafen-aluminijevih baterijah) in Lyten (razvija grafenske katode za ameriško vojsko) usa-graphene.com, pa tudi baterijske velikane, kot sta Samsung in LG Chem – vsi vlagajo v raziskave grafena. Če jim bodo preboji uspeli, se bo vaš pametni telefon leta 2030 morda napolnil v nekaj sekundah in ostal hladen kot kumara. Za zdaj pa ohranite zmerno navdušenje: grafen pomaga, a še ni čarobna paličica.

Litij-žveplo in druge nepredvidljive kemije

Poleg silicija, trdnega stanja in grafena raziskujejo še vrsto drugih baterijskih kemij – vsaka ponuja mamljive prednosti, če bodo uspeli odpraviti njihove pomanjkljivosti:

• Litij-žveplo (Li-S): Ta kemija uporablja žveplo v katodi namesto težkih kovin (kot sta kobalt ali nikelj), ki jih najdemo v Li-ionskih katodah. Žveplo je poceni in ga je v izobilju, Li-S baterije pa so veliko lažje in potencialno večje kapacitete kot Li-ionske. Litij-žveplova celica lahko teoretično shrani bistveno več energije na težo – predstavljajte si baterijo za telefon, ki je pol lažja ali ima dvojno energijo. Velika pomanjkljivost je življenjska doba: Li-S celice običajno odpovejo po razmeroma malo ciklih polnjenja zaradi “shuttle efekta”, kjer se vmesne žveplove spojine raztopijo in uničijo elektrode ts2.tech. Kljub temu v laboratorijih napredujejo pri stabilizaciji Li-S baterij. Leta 2024 je bil litij-žveplo izpostavljen kot nastajajoča inovacija, ki dosega nove višave ts2.tech – raziskovalci iščejo načine, kako iz njih iztisniti več ciklov. Nekaj zagonskih podjetij je izdelalo Li-S prototipe (OXIS Energy je bilo eno izmed bolj znanih, čeprav je propadlo). Če znanstvenikom uspe izdelati Li-S baterijo, ki zdrži več sto ciklov, bi lahko videli ultra lahke baterije za telefone, ki zadržijo več energije brez kakršnegakoli kobalta ts2.tech. To bi bila zmaga za zmogljivost in trajnost.
• Natrij-ionske baterije: Natrij-ionske baterije zamenjajo litij z natrijem – elementom, ki je poceni in ga je v izobilju (pomislite na sol). Delujejo podobno kot Li-ionske, vendar imajo običajno nižjo energijsko gostoto (težje baterije za enako količino energije) in nekoliko nižjo napetost. Privlačnost je v ceni in dostopnosti virov: brez litija ali kobalta pomeni lažjo dobavo in potencialno cenejše celice ts2.tech. Kitajski baterijski velikan CATL je leta 2021 celo predstavil natrij-ionsko baterijo z dobrimi zmogljivostmi ts2.tech. V naslednjih nekaj letih bi lahko natrij-ionske baterije videli v manj zahtevnih napravah ali cenovno ugodnih telefonih, še posebej, če bi cene litija močno narasle. Nekateri analitiki si predstavljajo prihodnost, kjer proizvajalci uporabljajo mešanico kemij: visokozmogljive litijeve ali trdne celice za vrhunske naprave in cenejše LFP ali natrij-ionske celice za osnovne pripomočke ts2.tech. Za telefone bo moral natrij-ion zapreti vrzel v energijski gostoti, da bo postal izvedljiv, a vsekakor je zanimiv zaradi svojega okolju prijaznega vidika.
• Drugi (litij-zrak, ultra-kondenzatorji, celo jedrske?!): Bolj eksotične ideje so še v zgodnji fazi raziskav. Litij-zračne baterije na primer dobesedno uporabljajo kisik iz zraka kot katodo – teoretično ponujajo astronomsko energijsko gostoto (predstavljajte si res ultralahke baterije) – a so še daleč od praktične uporabe. Še bolj noro: pojavil se je koncept jedrske diamantne baterije – majhne baterije, ki uporabljajo radioaktivne izotope in proizvajajo majhne količine energije desetletja dolgo. Kitajski startup je pred kratkim celo predstavil prototip “jedrske” baterije z izotopi niklja-63, za katero trdijo, da bi lahko napajala pametni telefon 50 let techxplore.com. Ne pričakujte, da bo to v vašem naslednjem Samsungu – baterija je še v pilotnem testiranju, takšne celice pa proizvedejo le majhen tok (dovolj za nizkoenergijske IoT senzorje, ne pa za energijsko požrešen telefon) ts2.tech ts2.tech. Te futuristične tehnologije verjetno še dolgo ne bodo v potrošniških telefonih, če sploh kdaj, a prikazujejo širino raziskav, ki potekajo. Dejstvo, da podjetja sploh demonstrirajo “baterijo”, ki bi lahko zdržala pol stoletja brez polnjenja, je dokaz, kako daleč znanstveniki iščejo boljše shranjevanje energije.

Skratka, kemija baterij v naših telefonih je v preobrazbi. Kot je dejal eden od tehnoloških analitikov, vsak proizvajalec ve, da potrebuje boljše baterije, in zdi se, da je razvoj baterij zaostajal za drugimi napredki techxplore.com. Naložbe v raziskave in razvoj baterij so na najvišji ravni doslej, zahvaljujoč razcvetu pametnih telefonov in električnih vozil techxplore.com. Verjetno ne bomo dobili ene same “čarobne” kemije, ki bi takoj večkratno podaljšala življenjsko dobo baterije, a seštevek postopnih izboljšav se že pozna. Silicijeve anode že zdaj povečujejo kapacitete za približno 10–15 % v dejanskih izdelkih, trdninska tehnologija bi lahko v nekaj letih dodala še 20–30 %, in če se izkažeta grafen ali Li-S, bi lahko nekoč podvojili današnje kapacitete baterij ts2.tech ts2.tech. To je razburljiv čas tako za navdušence nad baterijami kot za potrošnike – naslednje desetletje bo prineslo opazne izboljšave v trajanju in hitrosti polnjenja naših telefonov.

Inovacije pri polnjenju: hitro, brezžično in povsod

Medtem ko novi materiali za baterije izboljšujejo, koliko energije lahko shranimo, se dogaja še ena revolucija v načinu polnjenja naših naprav. Polnjenje pametnega telefona je včasih zahtevalo potrpežljivost – zdaj pa lahko zahvaljujoč tehnološkemu napredku napolnite napravo hitreje kot kdajkoli prej in celo popolnoma brezžično. Tukaj so ključni napredki v tehnologiji polnjenja:

Izjemno hitro žično polnjenje (100W, 200W… 300W!?)

Če ste v zadnjem času opazili tehnične podatke o polnjenju telefonov, veste, da je vse v vatih. Višja moč pomeni večji pretok energije in hitrejše polnjenje – in številke so šle v nebo. Pred nekaj leti so se telefoni polnili s 5–10W (za popolno polnjenje je bilo potrebnih nekaj ur). Do sredine 2020-ih pa vidimo telefone s polnilci 65W, 80W, celo 150W, ki postajajo običajni, še posebej pri kitajskih znamkah, kot so OnePlus, Oppo, Xiaomi in Vivo ts2.tech. Ti lahko napolnijo baterijo v manj kot eni uri. Toda tekma se tu ni ustavila – 100W+ polnjenje je zdaj realnost. Vrhunski telefoni OnePlus so prešli na 100W (pod imeni Warp Charge ali SuperVOOC), Xiaomi pa je šel še dlje z rekordnim 210W “HyperCharge” demo, ki je 4.000 mAh baterijo napolnil v približno 8 minutah ts2.tech. V testih je Xiaomijev prototip z več kot 200W lahko napolnil od 0–50% v samo 3 minutah in dosegel 100% v 8 minutah ts2.tech. To pomeni, da priključite telefon, skočite pod tuš in vaš telefon je popolnoma napolnjen.

Dejansko trenutni rekord znaša okoli 240W. Realme (sestrska znamka Oppo) je leta 2023 predstavil 240W polnilec, ki lahko napolni telefon v približno 9 minutah. Xiaomi pa je celo pokazal prototip 300W polnjenja – ni mu uspelo neprekinjeno vzdrževati 300W (to je ogromno moči za majhno baterijo), a je uspel napolniti 4.100 mAh baterijo v samo 5 minutah notebookcheck.net. Pri takih hitrostih polnjenje ni več “dogodek”, ampak skorajda nepomembno – kratek postanek za nekaj minut in imate cel dan uporabe.

Kako je to mogoče, ne da bi se telefon spremenil v ognjeno kroglo? Gre za kombinacijo več stvari: zasnove baterij z dvema celicama (baterija je razdeljena na dve celici, ki se polnita vzporedno, kar podvoji dejansko hitrost), napredni čipi za polnjenje in algoritmi, ki upravljajo toploto, ter novi materiali baterij, ki lahko prenesejo hitro polnjenje. Številni sistemi za hitro polnjenje uporabljajo tudi grafen ali druge dodatke v bateriji za zmanjšanje notranje upornosti in toplote, proizvajalci pa so razvili izpopolnjene hladilne sisteme (kot so parne komore in toplotni gel), da odvajajo toploto med tistimi 5–10 minutnimi pospeški. Pomembno je, da ta podjetja trdijo, da je kljub visokim hitrostim zdravje baterije ohranjeno s pametnim upravljanjem – na primer, hitro polnjenje se ustavi pri približno 70–80 %, nato pa se upočasni, da se izognejo obremenjevanju baterije pri najvišji napolnjenosti.

Drugi dejavnik, ki to omogoča, je univerzalno sprejetje standardov USB-C in Power Delivery (PD). Leta 2024 je Apple končno opustil stari priključek Lightning in za iPhone uvedel USB-C ts2.tech (spodbudila so ga pravila EU), kar pomeni, da skoraj vsi novi telefoni zdaj uporabljajo isti priključek. USB-C s PD 3.1 lahko po specifikacijah podpira do 240 W moči (48 V, 5 A), kar je skladno s temi novimi super polnilci. Ta univerzalnost je prednost za potrošnike – en polnilec lahko zdaj hitro napolni vaš prenosnik, tablico in telefon, poleg tega pa niste več vezani na lastniški polnilec za vsako napravo ts2.tech. Prav tako vse pogosteje vidimo galijev nitrid (GaN) v polnilcih ts2.tech. GaN je polprevodniški material, ki manj energije izgubi v obliki toplote, zato so lahko polnilci veliko manjši in učinkovitejši kot stari, opeki podobni polnilci za prenosnike. 120 W GaN polnilec je danes lahko velik le kot škatlica kart, hkrati pa lahko dinamično razporeja moč na več naprav.

Kaj sledi pri žičnem polnjenju? Pri pametnih telefonih bomo morda dosegli praktično mejo pri nekaj sto vatih – več kot to bi pomenilo preveč toplote in obremenitve baterije, kar morda ne bi odtehtalo prihranka časa. Proizvajalci se bodo morda raje osredotočili na učinkovitost in inteligenco: prilagajanje polnjenja stanju baterije, prilagajanje toka za čim daljšo življenjsko dobo itd. Že zdaj se številni telefoni zelo hitro napolnijo do recimo 80 %, nato pa upočasnijo, kar je namenoma, da zaščitijo baterijo ts2.tech. V prihodnosti, ko se bodo kemijske sestave baterij izboljšale (na primer trdninske baterije, ki lahko že po naravi prenesejo hitrejše polnjenje z manj toplote), bi lahko videli še hitrejše polnjenje, ki je prijaznejše do baterije. A že zdaj je polna baterija v 5–10 minutah prava revolucija za udobje. Pozabite na nočno polnjenje – priključite telefon, medtem ko si umivate zobe, in že ste pripravljeni!

Vzpon brezžičnega polnjenja (Qi2 in naprej)

Žične hitrosti so impresivne, vendar je še en pomemben trend popolna odprava kablov. Brezžično polnjenje je na telefonih prisotno že več kot desetletje, a postaja vse bolj razširjeno in se stalno izboljšuje. Trenutno navdušenje je okoli Qi2, novega standarda za brezžično polnjenje, ki prihaja v letih 2023–2024. Qi2 je velika novost, saj je neposredno osnovan na Applovem magnetnem sistemu za polnjenje MagSafe ts2.tech, ki je zdaj sprejet kot industrijski standard. To pomeni, da bodo imeli brezžični polnilci magnetni obroč, ki telefon popolnoma poravna. Nič več iskanja “prave točke” na podlogi – magneti poskrbijo, da se vaš telefon vedno pravilno namesti za optimalno polnjenje ts2.tech. Apple je MagSafe predstavil na iPhonih leta 2020, a z Qi2 lahko vsi (tudi Androidi) uporabljajo magnetno poravnavo. Wireless Power Consortium je napovedal Qi2 s podporo do 15W (enako kot MagSafe) ts2.tech, iPhone 15 pa je bil konec leta 2024 prva naprava z uradno podporo za Qi2 ts2.tech. Proizvajalci dodatkov, kot sta Belkin in Anker, zdaj predstavljajo polnilce, združljive s Qi2, ki bodo delovali na različnih znamkah telefonov ts2.tech.

Zakaj je to pomembno? Prvič, 15W brezžično polnjenje je precej hitro (ne tako hitro kot žično, a dovolj, da v nekaj urah popolnoma napolni telefon). Še pomembneje pa je, da Qi2 naredi brezžično polnjenje zanesljivejše – ne boste se zbudili s praznim telefonom, ker je bil na polnilni ploščici rahlo zamaknjen ts2.tech. Magneti pa omogočajo tudi nove dodatke (kot so magnetne baterije, ki se pritrdijo na telefon, avtomobilski nosilci s polnjenjem itd.) med različnimi ekosistemi. V prihodnosti Qi2 utira pot za brezžično polnjenje z višjo močjo. Pravzaprav se že testira razširitev standarda, ki se neuradno imenuje “Qi2.2”, da bi brezžično polnjenje dvignili na 25W ts2.tech. Eno podjetje je predstavilo Qi2.2 power bank, ki lahko brezžično odda 25W – kar ustreza hitrosti, ki jo Apple domnevno pripravlja za prihajajoči 25W MagSafe polnilec za iPhone 16 ts2.tech. Tako lahko pričakujemo, da se bodo hitrosti brezžičnega polnjenja postopoma povečevale in morda v naslednjih nekaj letih dosegle območje 30–50W. Nekateri proizvajalci Androidov, kot sta Xiaomi in OnePlus, so celo uvedli 50W ali 70W brezžično polnjenje na določenih modelih z lastniško tehnologijo (pogosto s stojalom za polnjenje s hlajenjem s ventilatorjem). Z Qi2 in naprej bi lahko takšne hitrosti postale standardizirane in bolj splošno dostopne.

Poleg standardnega brezžičnega polnjenja veliko telefonov zdaj podpira tudi obratno brezžično polnjenje (tudi kot “brezžična delitev energije”) ts2.tech. Ta funkcija omogoča, da vaš telefon deluje kot brezžični polnilec za druge naprave. Na primer, lahko na hrbtno stran telefona prislonite ohišje za brezžične slušalke ali pametno uro in jih napolnite iz baterije telefona. Ni zelo hitro (običajno ~5W) in ni zelo učinkovito, a v sili je izjemno priročno – vaša velika baterija v telefonu tako postane rezervna baterija za manjše naprave ts2.tech. Vrhunski modeli Samsunga, Googla in drugih to omogočajo že nekaj generacij, govorice pa pravijo, da bi lahko Apple to omogočil v prihodnjih iPhonih (nekateri iPadi že lahko obratno polnijo Apple Pencil ali druge dodatke) ts2.tech.

In potem je tu še resnično futuristično: brezžično polnjenje na daljavo – polnjenje telefona brez kakršnegakoli neposrednega stika, celo čez sobo. Sliši se kot znanstvena fantastika, a podjetja že delajo na tem. Xiaomi je leta 2021 predstavil koncept z imenom Mi Air Charge, ki uporablja bazno postajo za pošiljanje milimetrskih valov, ki lahko polnijo naprave na razdalji več metrov ts2.tech. Ideja je, da bi lahko vstopili v sobo in bi se vaš telefon začel ambientalno polniti. Drugi startup, Energous, že dolgo govori o radiofrekvenčnem polnjenju “WattUp” za majhne naprave. Do leta 2025 so te tehnologije še vedno eksperimentalne in se soočajo z velikimi izzivi: zelo nizka učinkovitost (predstavljajte si pošiljanje energije skozi zrak – veliko se je izgubi kot toplota) ter regulativne/varnostne ovire (nihče noče, da bi močan radio oddajnik uničeval drugo elektroniko ali predstavljal tveganje za zdravje) ts2.tech. Torej še ne pričakujte, da boste povsem opustili polnilce. A dejstvo, da prototipi brezžičnega polnjenja na daljavo že obstajajo, pomeni, da bi lahko bila dolgoročna prihodnost polnjenje povsod, nevidno – vaš telefon bi se počasi polnil vedno, ko bi bili blizu oddajnika, tako da vam v vsakdanji uporabi nikoli zares ne bi “zmanjkalo” baterije ts2.tech.

Zaenkrat so praktični napredki pri polnjenju: vedno hitrejše žično polnjenje, ki zmanjšuje čas nedelovanja, in bolj priročno brezžično polnjenje, ki postaja nezmotljivo z magnetnim poravnavanjem. Skupaj te inovacije omogočajo, da so naši telefoni lažje kot kadarkoli prej napolnjeni. V naslednjih nekaj letih bi kombinacija trdnoelektrolitske ali silicijeve baterije plus ultra-hitrega polnjenja lahko celo spremenila naše navade – ne boste več skrbeli za nočno polnjenje ali tesnobo zaradi baterije, saj vas bo nekaj minut priklopa (ali počitka na podlogi) tu in tam vedno napolnilo do vrha.

Trajnost in druga življenjska doba: bolj zelene baterije in daljša uporaba

Ker so baterije pametnih telefonov vse bolj napredne, poteka vzporeden trud, da bi jih naredili bolj trajnostne in dolgotrajne – tako v dobro planeta kot nas samih. Sodobne baterije vsebujejo veliko eksotičnih materialov (litij, kobalt, nikelj itd.), rudarjenje in odstranjevanje teh materialov pa ima okoljske in etične posledice. Prihodnost baterijske tehnologije ni le v zmogljivosti; gre tudi za to, da je bolj zelena in odgovorna.

Reciklirani materiali in etično pridobivanje

En velik trend je uporaba recikliranih kovin v baterijah za zmanjšanje odvisnosti od rudarjenja. Kobalt je na primer ključna sestavina v številnih litij-ionskih katodah, vendar je rudarjenje kobalta povezano z neetičnimi delovnimi praksami in škodo za okolje. Kot odgovor na to podjetja, kot je Apple, prehajajo na reciklirane vire. Apple je napovedal, da bodo do leta 2025 vse baterije, ki jih je zasnoval Apple, uporabljale 100 % recikliran kobalt ts2.tech. To je pomembna zaveza, glede na Applovo velikost – prisili dobavno verigo za pridobljeni kobalt (iz starih baterij, industrijskih odpadkov itd.), da raste. Podobno tudi drugi proizvajalci povečujejo delež recikliranega litija, niklja in bakra v svojih baterijah.

Vključujejo se tudi vlade. Evropska unija je leta 2023 sprejela prelomno uredbo o baterijah, ki določa stroge cilje: do leta 2027 morajo polnilne baterije (kot so tiste v telefonih) vsebovati vsaj 16 % recikliranega kobalta in 6 % recikliranega litija, med drugimi materiali ts2.tech. Zakon prav tako zahteva “potni list baterije” – digitalni zapis o materialih in izvoru baterije – ter od proizvajalcev zahteva zbiranje in recikliranje velikega deleža baterij ob koncu življenjske dobe ts2.tech. Ključno je, da bo EU zahtevala, da bodo prenosne elektronske naprave do leta 2027 imele enostavno odstranljive baterije ts2.tech. To pomeni, da bodo morali proizvajalci telefonov oblikovati baterije, ki jih je mogoče zamenjati ali odstraniti brez večjih težav (konec baterij, ki so nepopravljivo prilepljene). Cilj je olajšati zamenjavo iztrošene baterije (s tem podaljšati življenjsko dobo telefona) in zagotoviti, da se stare baterije odstranijo in reciklirajo, namesto da končajo na odlagališču. Že opažamo rahlo vrnitev oblikovalskih značilnosti, kot so izvlečni trakovi in manj trajnih lepil v nekaterih telefonih, v pričakovanju teh pravil.

Z vidika potrošnika bomo morda kmalu videli tehnične podatke telefonov, ki se bodo ponašali z “X % recikliranega materiala v bateriji” ali “100 % brez kobalta”. Pravzaprav so nekatera podjetja prešla na alternativne kemije katod, kot je litij-železov fosfat (LFP), ki ne uporablja kobalta ali niklja (pogosto v električnih vozilih in zdaj tudi v nekaterih elektronskih napravah), da bi omilili težave z dobavo. Trajnost postaja prodajna točka: do leta 2030 boste morda izbrali telefon ne le zaradi njegovih specifikacij, temveč tudi zaradi tega, kako okolju prijazna je njegova baterija ts2.tech.

Daljša življenjska doba in uporaba v drugem življenju

Podaljšanje življenjske dobe baterij ima dvojno korist: dobro je za uporabnike (baterije ni treba tako pogosto servisirati ali zamenjati) in dobro za okolje (manj odpadkov). Pogovarjali smo se o tem, kako programske funkcije, kot je optimizirano/adaptivno polnjenje, pomagajo upočasniti staranje baterije s tem, da preprečujejo stres zaradi prekomernega polnjenja. Funkcije v iOS in Androidu, ki ustavijo polnjenje pri 80 % ali se naučijo vašega urnika, da zaključijo polnjenje tik preden se zbudite, lahko bistveno ohranijo zdravje baterije skozi leta ts2.tech ts2.tech. Podobno novi sistemi na osnovi umetne inteligence, kot sta Googlov Adaptive Charging in Battery Health Assistant, dejansko prilagajajo napetost polnjenja, ko baterija stara, da podaljšajo njeno življenjsko dobo ts2.tech. Rezultat je, da bi morali dve leti stari telefoni ohraniti večji odstotek svoje prvotne kapacitete kot v preteklosti. Tipična baterija pametnega telefona je danes ocenjena na približno 80 % zdravja po 500 popolnih ciklih polnjenja ts2.tech, vendar uporabniki s temi ukrepi poročajo, da baterije ostanejo nad 90 % zdravja tudi po več kot enem ali dveh letih uporabe – kar pomeni, da iz baterije dobite več skupne življenjske dobe, preden opazite degradacijo.

Kljub najboljšim prizadevanjem se bo kapaciteta vsake baterije sčasoma zmanjšala. Tradicionalno je to pomenilo, da naprava postane e-odpadek ali pa plačate za zamenjavo baterije. V prihodnosti bi lažja zamenljivost (zahvaljujoč pravilu EU) lahko omogočila potrošnikom, da zamenjajo baterijo v telefonu tako, kot zamenjamo baterijo v svetilki – s svečo celico podaljšamo uporabno življenjsko dobo naprave še za nekaj let. To ne le prihrani denar (zamenjava baterije je cenejša kot nov telefon), ampak tudi zmanjša količino e-odpadkov.

Kaj pa same stare baterije? Vedno več je zanimanja za to, da bi jim dali »drugo življenje«. Tudi ko baterija telefona ne more več zanesljivo napajati telefona (recimo, da je njena kapaciteta padla na 70 % prvotne), pogosto še vedno lahko drži napolnjenost. Inovativni projekti ponovne uporabe si prizadevajo, da bi te odslužene baterije uporabili v manj zahtevnih aplikacijah. Na primer, raziskovalci v Seulu so opazili, da ljudje telefone običajno zavržejo po 2–3 letih, medtem ko imajo baterije še približno 5-letno življenjsko dobo thecivilengineer.org. Predlagali so ponovno uporabo rabljenih baterij iz telefonov kot shrambo energije za solarno napajane LED luči na oddaljenih območjih thecivilengineer.org. V prototipu so tri zavržene baterije pametnih telefonov združili v paket ~12 V, ki je napajal 5W LED svetilko več ur na noč, polnil pa se je s pomočjo majhne sončne celice thecivilengineer.org. Takšna rešitev bi lahko zagotovila poceni razsvetljavo v skupnostih brez električnega omrežja in hkrati ponovno uporabila baterije, ki bi sicer pristale med odpadki – torej zmaga za trajnost in družbeno dobro.

V večjem merilu se koncept baterij z drugim življenjem že uresničuje pri baterijah za električna vozila (izrabljene avtomobilske baterije se ponovno uporabljajo za shranjevanje energije v gospodinjstvih ali omrežju). Pri pametnih telefonih je to nekoliko bolj zapleteno (celice so majhne in posamezno niso zelo zmogljive), a si lahko predstavljamo kioske ali programe za recikliranje baterij, kjer bi stare baterije iz telefonov zbirali v večjih količinah za reciklažo materialov ali sestavljanje v baterijske sklope ipd. Nekaj izzivov ostaja: testiranje in sortiranje rabljenih celic je delovno intenzivno, poleg tega pa so nove baterije postale tako poceni, da rabljene pogosto niso stroškovno konkurenčne bluewaterbattery.com bluewaterbattery.com. Poleg tega so baterije za telefone različnih oblik in kapacitet, kar otežuje standardizacijo. Kljub temu pa bi lahko ob naraščajočih okoljskih pritiskih podjetja začela poudarjati, kako obnavljajo in ponovno uporabljajo baterije. Tudi zasnova za razstavljanje (lažje odstranjevanje baterij) lahko omogoči tako recikliranje kot uporabo v drugem življenju, kot poudarjajo strokovnjaki za trajnost bluewaterbattery.com.

Na kratko, prihodnost baterij za pametne telefone ni le v bleščeči novi tehnologiji – gre tudi za odgovornost. Z uporabo recikliranih materialov, zagotavljanjem etičnih dobavnih verig, podaljševanjem življenjske dobe baterij s pametnejšim upravljanjem in načrtovanjem, kaj se zgodi, ko baterija odmre, se industrija premika proti bolj krožnemu modelu. Regulatorji to spodbujajo, potrošniki pa se vse bolj zavedajo okoljskega odtisa svojih naprav. Upanje je, da bo čez desetletje baterija vašega telefona ne le zdržala dlje z enim polnjenjem, temveč tudi dlje skozi svojo življenjsko dobo, in ko bo odslužila, bo ponovno uporabljena kot del nove baterije ali izdelka, namesto da bi onesnaževala odlagališče.

Glavni proizvajalci: Načrti in govorice

Prizadevanja za boljše baterije vključujejo praktično vsako veliko ime v tehnologiji. Vsak proizvajalec pametnih telefonov ima svoj pristop – nekateri se osredotočajo na previdne izboljšave, drugi na agresivne inovacije. Tukaj je, kako se glavni igralci lotevajo revolucije baterij:

• Apple: Appleov pristop do baterij je bil konservativen, a osredotočen na uporabnika. Namesto da bi lovili ekstremne specifikacije, dajejo poudarek zanesljivosti in dolgi življenjski dobi. Na primer, Apple je počasi uvajal zelo hitro polnjenje – iPhoni so šele pred kratkim prešli na ~20–30W polnjenje, kar je precej za nekaterimi Android konkurenti, njihovo MagSafe brezžično polnjenje pa je omejeno na 15W techxplore.com techxplore.com. To je deloma namerno: Apple daje prednost ohranjanju zdravja baterije in zagotavljanju dosledne izkušnje. iOS ima robustno upravljanje baterije (kot sta funkcija optimiziranega polnjenja in spremljanje zdravja baterije), Apple pa svoje manjše baterije kalibrira tako, da z optimizacijo strojne in programske opreme še vedno dosegajo dobro življenjsko dobo v praksi. Kljub temu Apple močno vlaga v ozadju v baterijsko tehnologijo naslednje generacije. Poročila iz industrije nakazujejo, da ima Apple skrivno interno raziskovalno skupino za baterije. Pravzaprav je južnokorejsko poročilo (ET News) trdilo, da Apple razvija lastne napredne baterijske zasnove, z možnostjo, da nekaj novega predstavi okoli leta 2025 techxplore.com. To bi se lahko povezovalo z Applovimi širšimi projekti – predvsem z domnevnim Apple avtom, ki bi zahteval prebojno baterijsko tehnologijo (trdninska? izjemno goste baterije?), ki bi lahko kasneje prešla tudi v iPhone in iPad. Apple je tudi vodilni pri premikih v dobavni verigi za trajnost (na primer zaveza o recikliranem kobaltu) in je bil med prvimi, ki so uvedli funkcije za upočasnitev polnjenja in ohranjanje življenjske dobe. Govorice pravijo, da Apple raziskuje tehnologijo zloženih baterij (način plastenja baterijskih celic za učinkovitejšo uporabo notranjega prostora) za prihodnje iPhone, prav tako pa naj bi v nekaterih napravah razmišljali o uporabi LFP (železo-fosfatnih) baterij, da bi popolnoma izločili kobalt. Čeprav Apple javno ne govori o razvoju baterij, lahko pričakujemo, da bodo nove kemije sprejeli, ko bodo dokazane – morda v partnerstvu z uveljavljenimi dobavitelji baterij ali celo s strateškimi prevzemi. In ko bodo naredili preskok v baterijah, ga bodo verjetno tržili ne z tehničnim žargonom, ampak z uporabniškimi koristmi (“traja X ur dlje”, “napolni do 50 % v Y minutah” itd.).
• Samsung: Samsung, kot proizvajalec naprav in z družbami, kot je Samsung SDI (proizvajalec baterij), je globoko vključen v inovacije na področju baterij. Po incidentu z baterijo Galaxy Note7 leta 2016 (ki je industriji prinesel težke lekcije o varnem premikanju meja baterij), se je Samsung še bolj osredotočil na varnost in postopne izboljšave. Po eni strani Samsungovi telefoni niso vodilni pri izjemno hitrem polnjenju – najnovejše Galaxy zastavonoše se polnijo z močjo okoli 45 W, kar je skromno v primerjavi s kitajskimi konkurenti. To je verjetno previdna izbira za zagotavljanje dolge življenjske dobe in varnosti. Po drugi strani pa Samsung veliko stavi na tehnologijo naslednje generacije za preboj. Že leta raziskujejo trdninske baterije in celo odprli so pilotsko proizvodno linijo. Samsungova strategija je očitno: najprej uvesti trdninsko tehnologijo v manjših napravah, nato pa jo razširiti. Generalni direktor Samsungove komponente divizije je potrdil, da so prototipi trdninskih baterij za nosljive naprave v pripravi, ciljajo na uvedbo okoli leta 2025 ts2.tech. Načrt (po poročanju korejskih medijev) je trdninska baterija za pametno uro do leta 2025–26, in če bo šlo vse po načrtih, trdninski Galaxy telefon do ~2027 ts2.tech ts2.tech. Samsungov trdninski dizajn uporablja sulfidni ali oksidni keramični elektrolit in namigujejo na impresivno energijsko gostoto ter življenjsko dobo v internih testih. Medtem raziskujejo tudi uporabo silikonskih anod – možno je, da bi Galaxy S25 ali S26 tiho vključeval silikon v baterijo za nekoliko večjo kapaciteto (da bi dohitel tekmece, kot je HONOR) ts2.tech. Samsung se je ukvarjal tudi z grafenom – pred nekaj leti so krožile govorice (in celo tvit industrijskega “leakerja”), da naj bi Samsung do leta 2021 predstavil telefon z grafensko baterijo graphene-info.com. To se ni zgodilo, kar kaže, da grafen še ni bil pripravljen za množično uporabo. Vendar Samsung še vedno ima patente za grafensko baterijsko tehnologijo in bi nas lahko presenetil, če pride do preboja. Kar zadeva trajnost, ima Samsung pobude za zmanjšanje kobalta v baterijah (prehod na večjo vsebnost niklja) in se zaveda prihajajočih pravil EU o reciklabilnosti ts2.tech. Na splošno Samsungova javna časovnica nakazuje stalne izboljšave zdaj (boljša vzdržljivost, nekoliko hitrejše polnjenje, morda nekoliko večje baterije v vsaki generaciji) in velik preskok kasneje (trdninske baterije).
• Xiaomi, Oppo in kitajski predhodniki: Kitajski proizvajalci pametnih telefonov so bili najagresivnejši pri uvajanju baterijskih tehnologij. Še posebej Xiaomi pogosto predstavlja tehnološke demonstracije, ki polnijo naslovnice – od že omenjenega 200W/300W polnjenja do njihovega dela na trdnoelektrolitskih baterijah. Xiaomi je dejansko leta 2023 demonstriral prototip trdnoelektrolitske baterije (v prototipu Xiaomi 13 s kapaciteto 6.000 mAh) notebookcheck.net in se tako pozicioniral kot vodilni pri uvajanju novih kemijskih sestav. Xiaomi ima filozofijo »zgodaj napovej, pogosto izboljšuj«. Čeprav ta 6.000 mAh trdnoelektrolitski telefon ni komercialen, nakazuje Xiaomi-jevo namero, da bo med prvimi s pravim trdnoelektrolitskim izdelkom na trgu. Xiaomi je tudi zelo naklonjen hitremu polnjenju – njihovi telefoni s 120W in 210W polnjenjem (kot različice serije Redmi Note) so bili ob izidu med najhitrejšimi na trgu in nenehno premikajo meje. Tudi Oppo (in njegova podznamka OnePlus) sta bila pionirja izjemno hitrega polnjenja (VOOC/Warp Charge) in celo visoko zmogljivega brezžičnega polnjenja (Oppo-jev 65W AirVOOC). Ta podjetja običajno uporabljajo razmeroma klasične baterije, vendar izstopajo z inženiringom – npr. z dvojnimi celicami, specializiranimi polnilnimi črpalkami in celo z elektrodami z dodatkom grafena za doseganje hitrosti. Pogosto so tudi prvi, ki uvedejo stvari, kot so anode iz silicija – kot omenjeno, so Xiaomi in Vivo v svojih paradnih modelih konec 2023/2024 sprejeli silicijeve baterije, pridobljene od kitajskih dobaviteljev baterij. Kar zadeva načrte razvoja: pričakujte, da si bosta Xiaomi in Oppo še naprej prizadevala prehiteti drug drugega v hitrosti polnjenja (morda bomo 300W polnjenje v komercialni uporabi videli v enem ali dveh letih, če bo mogoče obvladovati toploto). Prav tako bi lahko izdali omejeno serijo telefona z novo baterijsko kemijo (Xiaomi bi lahko okoli 2025–26 naredil manjšo serijo telefona “solid-state edition”, če bodo njihovi prototipi napredovali). Neznanka je tudi Huawei – kljub izzivom z dobavo čipov ima Huawei bogat oddelek za raziskave in razvoj ter je že govoril o grafenu in drugih baterijskih napredkih (v telefonih iz leta 2016 so uporabili grafensko folijo za odvajanje toplote in nekoč namignili na grafenske baterije, čeprav se to ni uresničilo). Če se Huawei znova osredotoči na baterijsko tehnologijo, bi lahko presenetil industrijo z nečim novim. V vsakem primeru kitajski proizvajalci obravnavajo baterije in polnjenje kot ključne dejavnike razlikovanja – način, kako izstopati na prenatrpanem trgu techxplore.com. Ta konkurenca koristi potrošnikom po vsem svetu, saj ko eno podjetje dokaže, da je tehnologija varna in priljubljena (recimo 15-minutno polnjenje), so tudi drugi pod pritiskom, da jo posnemajo.
• Drugi (Google, OnePlus itd.): Googleovi telefoni Pixel so večinoma sledili konservativni poti kot Apple – zmerne velikosti baterij, brez norih hitrosti polnjenja (Pixel 7 je imel ~20W polnjenje). Zdi se, da se Google bolj osredotoča na programske optimizacije (funkcije Adaptive Battery, ki se učijo vaše uporabe za podaljšanje življenjske dobe itd.) kot na samo strojno opremo baterije. Vendar pa je Google uvedel tudi načine za izjemno varčevanje z baterijo in podobno, pri čemer se opira na umetno inteligenco za podaljšanje uporabe namesto povečevanja kapacitete. OnePlus, kot omenjeno, je pod okriljem Oppo in je vodilni pri hitrem polnjenju (OnePlus 10T je imel 150W polnjenje, OnePlus 11 podpira 100W itd.). Govori se, da bo OnePlus na ameriški trg prinesel telefon z baterijo s silicijevo anodo (kar bi lahko bil OnePlus 12 ali 13), saj so trenutno skoraj vsi telefoni s silicijevo baterijo na voljo le na Kitajskem androidauthority.com.

Povzetek: načrt vsakega proizvajalca odraža ravnovesje med tveganjem in inovacijami. Apple in Google se nagibata k previdnosti in dolgoročni uporabniški izkušnji, Samsung vlaga v dolgoročne preboje ob hkratnem izpopolnjevanju trenutne tehnologije, podjetja kot so Xiaomi, Oppo, Vivo in HONOR pa hitijo naprej z neposrednimi inovacijami. Konkurenca na področju baterij je huda, kar je dobra novica za nas. To pomeni, da vsaka generacija telefonov prinaša oprijemljive izboljšave – bodisi telefon, ki se polni dvakrat hitreje, zdrži nekaj ur dlje ali pa se preprosto ne izrabi tako hitro po enem letu uporabe ts2.tech ts2.tech. Kot je dejal eden od strokovnjakov iz industrije, je boljša baterija zdaj ključni način, da izstopaš v morju podobnih specifikacij techxplore.com – zato so proizvajalci močno motivirani, da ponudijo resnične napredke.

Izzivi in prihodnji pogled

Ob vseh teh razburljivih novostih je pomembno, da ostanemo realni. Baterije so zahtevne – vključujejo kompleksno kemijo in znanost o materialih, napredek pa je pogosto počasnejši, kot napoveduje navdušenje. Ko zremo v prihodnost, je treba priznati ključne izzive in omejitve:

• Hype proti realnosti – časovnice: Videli smo, da so optimistične napovedi prihajale in odhajale. Na primer, govorilo se je, da bodo grafenske baterije v Samsungovih telefonih že leta 2020 graphene-info.com – zdaj je 2025, pa jih še vedno ni. Trdno stanje baterij je bilo označeno kot “sveti gral”, ki naj bi bil v uporabi že sredi 2020-ih, zdaj pa kaže, da bodo v telefonih najprej šele proti koncu desetletja. Lekcija: preboji potrebujejo čas za komercializacijo. Rezultati iz laboratorija se ne prenesejo vedno zlahka v množično proizvodnjo – pri povečevanju obsega se lahko pojavijo nove težave. Čeprav je načrt za naslednje desetletje poln obetov, moramo pričakovati postopne izboljšave (10–30 % napredka, korak za korakom) in ne enega nenadnega 10× preskoka v vašem naslednjem telefonu.
• Proizvodnja in stroški: Veliko novih tehnologij je dragih ali zahtevnih za proizvodnjo. Proizvodnja trdno stanje baterij, kot omenjeno, stane večkrat več kot Li-ionske danes ts2.tech. Grafenski materiali so dragi in jih je težko enakomerno vključiti usa-graphene.com. Tudi silicijeve anode, ki so zdaj komercialno dostopne, so zahtevale nove proizvodne procese. Pogosto traja leta, da se stroški znižajo in da se poveča izkoristek nove baterijske tehnologije. Spomnite se, koliko časa je trajalo, da so Li-ionske baterije postale poceni – desetletja izpopolnjevanja in ekonomije obsega. Enako bo veljalo za trdno stanje ali Li-S: začetne naprave bodo morda dražje ali na voljo v omejenih količinah. Dobra novica je, da so potrošniška elektronika ogromen trg, in ko bodo te tehnologije sprejeli tudi električni avtomobili, se bo obseg povečal in stroški bodo padli. A na kratek rok pričakujte, da bo prvi telefon s trdno stanje baterijo (na primer) precej drag ali pa ga bo malo na voljo.
• Dolga življenjska doba in degradacija: Vsaka nova kemija mora dokazati, da lahko zdrži. Ni koristi od super zmogljive baterije, če po 100 ciklih znatno izgubi kapaciteto. Litij-žveplo je odličen primer – neverjetna energijska gostota, a zgodovinsko zelo slaba življenjska doba ciklov ts2.tech. Raziskovalci se lotevajo teh težav (npr. dodatki za preprečevanje žveplovega prenosa, zaščitni premazi v trdnih celicah za preprečevanje nastanka dendritov). Nekateri napredki so spodbudni – npr. QuantumScape je poročal o trdnih celicah, ki so ohranile več kot 80 % kapacitete po 800 ciklih, ta številka pa se še izboljšuje. Kljub temu bo vsaka nova baterija v telefonu pod drobnogledom glede tega, kako prenese 2–3 leta vsakodnevnega polnjenja. Proizvajalci bodo verjetno previdni in bodo zagotovili, da nove baterije vsaj dosežejo standard približno 500 ciklov = 80 % kapacitete, kot ga pričakujejo potrošniki ts2.tech. Drug vidik dolge življenjske dobe je vpliv hitrega polnjenja: če v baterijo večkrat zaporedoma vbrizgamo 200 W, se lahko obraba pospeši, če ni skrbno nadzorovana. Zato je programska oprema tako pomembna za nadzor polnilnih krivulj in zmanjšanje poškodb. Kot potrošniki bomo morda morali prilagoditi tudi navade (na primer hitro polnjenje uporabljati le, ko je potrebno, in počasnejše polnjenje čez noč za ohranjanje zdravja – nekateri telefoni to omogočajo).
• Varnost: Ne smemo pozabiti na varnost. Večja kot je energijska gostota baterije, več energije je shranjene na majhnem prostoru – kar je lahko katastrofalno, če se sprosti nenadzorovano (požar/eksplozija). Incidenti, kot je Note7, so pokazali, kako lahko že majhna napaka povzroči velike težave. Nove kemije imajo vsaka svoj varnostni profil: Trdne baterije veljajo za varnejše (ne gorijo), a če uporabljajo litijevo kovino, obstaja tveganje toplotnega pobega, če so zlorabljene. Grafenski dodatki lahko izboljšajo hlajenje, a baterija še vedno shranjuje ogromno energije, ki bi lahko povzročila kratek stik. Proizvajalci bodo nove baterije temeljito testirali s stiskanjem, preluknjanjem, segrevanjem itd., da zagotovijo izpolnjevanje standardov. Pričakujte, da bo več telefonov imelo večplastne varnostne ukrepe (senzorji temperature, fizične prekinitve, tlačni ventili), ko bodo preizkušali celice z večjo energijo ts2.tech ts2.tech. Tudi regulatorji bodo pozorno spremljali – certifikacijski standardi se bodo morda razvijali za nove vrste baterij. Idealno bi bilo, da bi tehnologije, kot so trdne baterije, ki že same po sebi zmanjšujejo tveganje požara, postale običajne in tako naredile naše naprave varnejše. Do takrat bo vsako podjetje, ki uvaja novo baterijo, to verjetno storilo zelo previdno (verjetno najprej v enem modelu, da spremlja delovanje v resničnem svetu).
• Kompromisi pri oblikovanju: Nekateri napredki lahko zahtevajo spremembe v oblikovanju. Trdna baterija morda še ni tako prilagodljiva ali tanka kot trenutni litij-polimerni akumulatorji, kar lahko sprva vpliva na obliko naprav. Večja kapaciteta pogosto pomeni težjo baterijo; proizvajalci telefonov morajo nato uravnotežiti razporeditev teže. Če se zaradi predpisov vrnejo zamenljive baterije za uporabnike, bo to lahko zahtevalo kompromise pri oblikovanju (npr. nezatesnjena baterija lahko žrtvuje nekaj tankosti ali vodoodpornosti, razen če pametno inženirstvo ne najde rešitve). Morda bomo znova videli nekoliko debelejše telefone ali modularne zasnove, da bi omogočili te spremembe. Po drugi strani pa, če se energijska gostota podvoji, bi telefoni morda lahko postali tanjši ali pa bi vgradili druge funkcije namesto zgolj daljše avtonomije. Gre za nenehno usklajevanje med oblikovanjem, življenjsko dobo baterije in funkcijami.
• Vpliv na okolje: Čeprav si prizadevamo za bolj zeleno tehnologijo, so tudi tu izzivi. Če nove baterije uporabljajo manj kobalta, a več nečesa drugega, moramo zagotoviti, da so ti materiali odgovorno pridobljeni. Procesi recikliranja morajo slediti novim kemijam – na primer, recikliranje trdne baterije je lahko drugačno kot recikliranje Li-ionske. Industrija bo morala razviti metode recikliranja za baterije z veliko silicija ali žvepla, če se te uveljavijo. Predpisi EU o baterijah so dober korak v to smer in verjetno bomo videli večji poudarek na oblikovanju za recikliranje (na primer lažje odstranljive celice). Drug izziv je poraba energije pri proizvodnji – nekateri materiali (kot je proizvodnja grafena ali visokokakovostnih silicijevih nanoniti) so lahko energetsko zahtevni, kar lahko izniči nekatere okoljske koristi, če ne uporabljamo čiste energije.

Kljub tem izzivom strokovnjaki ostajajo optimistični, da smo na dobri poti naprej. Ben Wood, vodja raziskav pri CCS Insight, je poudaril, da rekordne količine denarja se vlagajo v baterijsko tehnologijo in da je to res “vznemirljiv čas za baterije” – napredek se dogaja na več področjih hkrati techxplore.com. Opozoril pa je tudi, da je prava revolucija (na primer telefon, ki zdrži dva tedna intenzivne uporabe z enim polnjenjem) še vedno oddaljena možnost z “letom in leti” dela pred nami techxplore.com. Postopna izboljšanja se bodo seštevala: 20 % več tu, 30 % hitrejše polnjenje tam, 5× daljša življenjska doba drugje – in skupaj bo to delovalo kot revolucija, tudi če se čez noč ne pojavi nobena čudežna baterija.

Za potrošnike je prihodnost baterij za pametne telefone svetla. V naslednjih nekaj letih lahko pričakujete: univerzalno hitro polnjenje (dnevi mučno počasnega polnjenja so mimo), vsako generacijo nekoliko daljšo avtonomijo (zaradi večje gostote in učinkovitosti) ter baterije, ki bodo zdržale večji del svoje življenjske dobe preden jih bo treba zamenjati (zahvaljujoč prilagodljivemu polnjenju in materialom, ki se počasneje obrabljajo). Prav tako bomo videli večji poudarek na tem, kako “zelena” je baterija – morda boste slišali o reciklirani vsebini ali o tem, kako enostavno jo je zamenjati. In morda do konca tega desetletja pridejo na trg prvi telefoni s trdnimi baterijami ali drugimi baterijami nove generacije, kar nam bo dalo vpogled v resnično novo obdobje baterijske tehnologije.

Za zaključek, skromna baterija telefona doživlja svojo največjo preobrazbo v zadnjih desetletjih. Napolni v nekaj minutah, zdrži več dni morda zveni kot slogan, a je to zaradi teh inovacij vse bolj dosegljivo. Od silikonskih anod, ki že zdaj povečujejo zmogljivosti, do trdnih in grafenskih tehnologij na obzorju ter hitrosti polnjenja, ki so se še pred nekaj leti zdele nemogoče – vsi ti napredki se združujejo in na novo opredeljujejo naš vsakdanji odnos do naprav. Ko naslednjič priključite telefon na polnjenje, pomislite, da morda čez nekaj let »priključevanje« sploh ne bo več potrebno – in skrb glede življenjske dobe baterije bi lahko postala stvar preteklosti. Prihodnost baterij pametnih telefonov ni le v večjih številkah – gre za temeljno boljšo izkušnjo: več svobode, več udobja in čistejšo vest glede tehnologije v našem žepu. In ta prihodnost se nam hitro približuje.

Viri: ts2.tech ts2.tech androidauthority.com notebookcheck.net ts2.tech techxplore.com ts2.tech thecivilengineer.org techxplore.com in drugi, kot je navedeno zgoraj.