- Деякі нові телефони можуть заряджатися з 0 до 100% менш ніж за 10 хвилин завдяки ультра-швидкій технології заряджання 200 Вт+ ts2.tech.
- Бездротовий стандарт наступного покоління Qi2 використовує магніти для ідеального вирівнювання та підтримує 15 Вт (з 25 Вт у перспективі), поклавши край ситуаціям, коли ви прокидаєтеся з неправильно вирівняною зарядкою ts2.tech ts2.tech.
- Акумулятори на основі кремнію вже використовуються в комерційних телефонах, забезпечуючи приблизно на 10–20% більшу ємність при тих самих розмірах – наприклад, китайська версія HONOR Magic5 Pro має акумулятор на 5 450 мА·год проти 5 100 мА·год у глобальній моделі завдяки аноду з кремнію та вуглецю androidauthority.com.
- Твердотільні акумулятори обіцяють приблизно на 20–30% більшу ємність і підвищену безпеку завдяки використанню твердих електролітів. Прототип Xiaomi містив твердотільний елемент на 6 000 мА·год (на 33% більше ємності при тих самих розмірах) notebookcheck.net, а Samsung планує випустити свої перші твердотільні смартфони у 2027 році techxplore.com.
- Акумулятори з графеновим підсиленням можуть забезпечити блискавично швидке заряджання та вищу енергетичну щільність (лабораторні демонстрації показують до 5 разів швидше заряджання, ніж стандартні літій-іонні) ts2.tech, хоча жоден масовий телефон ще не має справжнього «графенового акумулятора» ts2.tech.
- Великі бренди мають різні стратегії: Apple зосереджується на довговічності й тихо розробляє власні акумуляторні технології на 2025 рік techxplore.com; Samsung інвестує у великі проєкти, такі як дослідження і розробка твердотільних батарей techxplore.com; китайські виробники, такі як Xiaomi та Oppo, змагаються у впровадженні швидкої зарядки та нових матеріалів, що привертають увагу ts2.tech.
- Зелені батареї стають дедалі важливішими. Нові правила ЄС вимагатимуть наявності перероблених матеріалів (наприклад, 16% кобальту) та можливості самостійної заміни батарей користувачами до 2027 року ts2.tech. Apple пообіцяла використовувати 100% переробленого кобальту у своїх батареях до 2025 року ts2.tech, щоб зробити їх більш етичними та сталими.
- Старі батареї можуть отримати «друге життя» – дослідники переобладнали викинуті телефонні елементи на світлодіодні ліхтарі на сонячних батареях для віддалених громад thecivilengineer.org, використовуючи їх залишкову ємність і зменшуючи кількість електронних відходів thecivilengineer.org.
- Аналітики налаштовані оптимістично, але реалістично: «На технології акумуляторів витрачається більше грошей, ніж будь-коли… це справді захопливий час для батарей», зазначає один із експертів, але телефон, який працюватиме два тижні на одному заряді, все ще «за багато років від нас» techxplore.com.
Вступ: Нова ера проривів у батареях
Час роботи батареї смартфона давно є проблемою – кожен відчував тривогу через розряджений телефон. Але великі зміни вже на підході, і вони можуть зробити страх розрядки минулим. У 2025 році ми стоїмо на порозі революції в батареях: телефони заряджатимуться за лічені хвилини, батареї служитимуть довше і старітимуть повільніше, а екологічні технології зроблять наші пристрої більш сталими. Технологічні гіганти й стартапи вкладають ресурси у вирішення проблеми батарей, і результати нарешті починають з’являтися.
Ще нещодавно типовий телефон заряджався понад 2 години і працював ледве день ts2.tech. Сьогодні флагманські пристрої зазвичай оснащені батареями на 4 000–5 000 мА·год (проти ~2 500 мА·год десять років тому) і використовують ефективні чипи для забезпечення роботи протягом усього дня. Однак просте збільшення ємності дає все менше вигоди ts2.tech. Новий підхід індустрії двоетапний: інновації самої батареї (з новими матеріалами, такими як кремній, тверді електроліти тощо) та інновації у способах заряджання й використання (швидше заряджання, бездротова енергія та розумніше управління батареєю). Наступний звіт занурюється в останні розробки, які формуватимуть майбутнє акумуляторів смартфонів – від революційних хімічних складів до інновацій у заряджанні, зусиль щодо сталого розвитку, планів виробників і викликів, які ще попереду.
Проривні акумуляторні технології: твердотільні, графенові, кремнієві аноди та інше
Вчені, що займаються акумуляторами, активно працюють над переосмисленням класичного літій-іонного акумулятора. Ось найперспективніші нові акумуляторні технології, які живитимуть наші майбутні телефони:
Кремнієві аноди: більше енергії в тому ж корпусі
Більшість літій-іонних акумуляторів використовують графітовий (вуглецевий) анод, але заміна частини цього графіту на кремній може значно підвищити ємність. Кремній може зберігати приблизно вдесятеро більше іонів літію, ніж графіт, а це означає більше енергії в тому ж об’ємі. Але є нюанс: чистий кремній сильно розширюється і стискається під час заряджання, через що акумулятор швидко деградує. Рішенням стало використання кремнієво-вуглецевих композитних анодів – змішування кремнію з вуглецем або створення пористих структур для контролю розширення mid-east.info.
Після багатьох років досліджень, акумулятори з додаванням кремнію нарешті з’явилися у смартфонах. У 2023 році HONOR випустила Magic5 Pro у Китаї з “кремнієво-вуглецевим” акумулятором на 5450 мА·год, тоді як глобальна версія мала стандартний акумулятор на 5100 мА·год – це приблизно на 12% більше ємності в тому ж фізичному об’ємі androidauthority.com. Відтоді ми бачили, як OnePlus, Xiaomi та vivo впроваджують акумулятори з кремнієвим анодом у преміальних моделях androidauthority.com. OnePlus стверджує, що їхній Ace 3 Pro має на 22% більшу ємність при тих самих розмірах у порівнянні з торішньою моделлю завдяки акумулятору на 6100 мА·год з кремнієм androidauthority.com. Складні смартфони, яким потрібні тонкі акумулятори, також отримали переваги: надтонкий складаний HONOR Magic V2 зміг вмістити акумулятор на 5000 мА·год з кремнієм товщиною лише 9,9 мм, а vivo X Fold 3 Pro використовує 5700 мА·год кремнієвих елементів у корпусі товщиною 11 мм androidauthority.com.
На практиці акумулятори з кремнієвим анодом означають довшу роботу без збільшення розміру телефону. Ця технологія готується до масового впровадження за межами Китаю. Apple, Samsung і Google ще не випустили телефони з кремнієвими акумуляторами (станом на 2025 рік), але експерти очікують ширшого впровадження найближчим часом, оскільки переваги стають очевидними androidauthority.com. Настає епоха акумуляторів на 5000 мА·год і більше у компактних телефонах – без збільшення габаритів пристроїв. Єдині недоліки – трохи вища собівартість виробництва та інженерні зусилля для забезпечення довговічності (вирішення проблеми здуття), але такі виробники, як HONOR, вже довели, що це можливо, використовуючи спеціальні суміші та сполучні для стабілізації анода mid-east.info mid-east.info.
Твердотільні акумулятори: безпечніші та енергоємніші елементи
Можливо, найбільш розрекламованою технологією акумуляторів наступного покоління є твердотільний акумулятор. Як випливає з назви, ці акумулятори замінюють рідкий електроліт (легкозаймисту рідину в сучасних літій-іонних елементах) на твердий матеріал, такий як кераміка або твердий полімер ts2.tech. Вони часто також використовують анод з металевого літію замість графіту, що дозволяє вміщувати значно більше енергії. Обіцянки великі: вища енергетична щільність (більша ємність при тих самих розмірах), швидше заряджання і кінець пожежам акумуляторів (тверді електроліти не є займистими) ts2.tech ts2.tech.Твердотільні прототипи вже багато років «ось-ось з’являться», але нещодавні досягнення свідчать, що вони нарешті наближаються до реальності ts2.tech. Зокрема, у 2023 році Xiaomi оголосила, що створила робочий прототип телефону з твердотільною батареєю: модифікований Xiaomi 13 був оснащений твердотільною батареєю на 6000 мА·год у тому ж просторі, де зазвичай розміщується акумулятор на 4500 мА·год ts2.tech. Це збільшення ємності на 33% супроводжувалося підвищеною безпекою – Xiaomi повідомила про відсутність ризику внутрішніх коротких замикань навіть при проколі, а також про кращу роботу при низьких температурах notebookcheck.net. Це велике підтвердження того, що твердотільна технологія може працювати у форм-факторі телефону ts2.tech. Так само Samsung активно інвестує у дослідження і розробки твердотільних батарей і планує запровадити твердотільні батареї у невеликі пристрої (наприклад, смарт-годинники) до 2025–26 років, а смартфони – приблизно до 2027 року ts2.tech ts2.tech. Загалом по галузі 2027 рік стає вирішальним – автовиробники, такі як Toyota та BMW, також планують випустити перші електромобілі з твердотільними батареями у 2027–2028 роках, що стимулює великі інвестиції та прогрес, який може поширитися і на телефони ts2.tech.
Що можуть очікувати споживачі? Перші твердотільні батареї можуть забезпечити приблизно на 20–30% більшу ємність, ніж літій-іонні елементи такого ж розміру ts2.tech. Це може означати, що телефон, який зазвичай працює день, зможе працювати близько 1,3 дня – не миттєве диво, але помітне покращення ts2.tech. Ще важливіше, що безпека підвищується: без рідких електролітів ризик пожеж або вибухів різко знижується. Дизайн майбутніх телефонів може стати більш креативним, оскільки виробникам не потрібно буде стільки масивного захисту для безпеки батареї ts2.tech. Ми також можемо побачити швидше заряджання – твердотільні електроліти потенційно можуть витримувати високий струм з меншим нагріванням, тобто швидкість заряджання може ще зрости без ризику перегріву батареї ts2.tech ts2.tech.
Однак твердотільна технологія стикається з серйозними викликами перед тим, як з’явиться у наших смартфонах. Масове виробництво таких батарей складне – створення ультратонких, ідеальних шарів твердого електроліту та запобігання утворенню крихітних літієвих дендритів залишається проблемою. Поточні прототипи також дуже дорогі. У 2025 році виробнича вартість твердотільних елементів оцінюється приблизно в $800–$1000 за кВт·год, що у 2–3 рази вище, ніж у масово вироблених літій-іонних батарей ts2.tech. Ця вартість має суттєво знизитися. Ще одне питання – довговічність: деякі ранні твердотільні батареї деградували швидше за літій-іонні, хоча новіші розробки (наприклад, від Volkswagen) заявляють про понад 1000 циклів із збереженням 95% ємності ts2.tech. Загальна думка така, що спочатку ми, ймовірно, побачимо обмежені серії або флагманські телефони із твердотільними батареями наприкінці 2020-х ts2.tech, а ширше впровадження очікується у 2030-х, коли технологія дозріє і ціни знизяться. Коротко кажучи, твердотільні батареї наближаються, і вони можуть змінити правила гри – але з’являтимуться поступово, а не одразу.
Графенові батареї: хайп чи наступний прорив?
Графен – широко відомий «чудо-матеріал» – вже понад десятиліття вважається ключем до створення супербатарей. Графен – це лист вуглецю товщиною в один атом, розташований у вигляді стільникової решітки. Він неймовірно міцний, легкий і є відмінним провідником електрики. Мрія про графенову батарею – це, по суті, батарея, яка використовує матеріали на основі графену в своїх електродах (і потенційно як добавку до електроліту) для досягнення проривних показників.
У чому ж хайп? Електроди з додаванням графену можуть забезпечити набагато швидшу зарядку і вищу ємність, ніж сучасні батареї. Насправді лабораторні тести та прототипи показали, що додавання графену може дозволити заряджати до у 5 разів швидше, ніж стандартні літій-іонні елементи ts2.tech. Уявіть, що ви заряджаєте телефон майже повністю всього за кілька хвилин – графен може зробити це можливим. Графен також чудово проводить тепло, тому батареї працюють прохолодніше й безпечніше, і він не схильний до термічного розгону, який може спричинити займання літієвих батарей usa-graphene.com. Міцність і гнучкість матеріалу навіть відкривають шлях до майбутніх гнучких батарей або надлегких елементів живлення usa-graphene.com. На папері графен виглядає як диво: в одному звіті зазначалося, що батареї з додаванням графену потенційно можуть досягати 5× енергетичної щільності порівняно з літій-іонними usa-graphene.com, що було б революцією – це може означати тиждень роботи телефону без підзарядки.
Тепер перевірка реальності: станом на 2025 рік ми ще не маємо чистої графенової батареї у телефоні, яка б відповідала всьому цьому ажіотажу. Багато так званих «графенових батарей» насправді є звичайними літій-іонними елементами, у яких використовується трохи графену в складі електрода або як покриття ts2.tech. Це дійсно покращує характеристики – наприклад, графен вже використовується в деяких електродах батарей для підвищення провідності та прискорення заряджання. На ринку є павербанки з додаванням графену, які заряджаються швидше та працюють прохолодніше, ніж звичайні батареї, завдяки невеликій кількості графенового пилу. Але святий Грааль графенових батарей – та, що повністю замінює графіт або використовує графеновий катод для досягнення тієї самої 5-кратної ємності – все ще перебуває у розробці. Такі компанії, як Samsung, Huawei та кілька стартапів, значно інвестували у дослідження та розробки графену usa-graphene.com usa-graphene.com. У 2017 році Samsung оголосила про додавання «графенової кулі», яка може п’ятикратно прискорити заряджання usa-graphene.com, а китайський виробник електромобілів GAC почав використовувати батарею з графеновим підсиленням у автомобілях у 2021 році usa-graphene.com.Виклики є значними. Виробництво високоякісного графену у великих масштабах є дорогим – синтез бездефектного, одношарового графену у великих кількостях — це непросте завдання, і наразі це значно підвищує вартість (за однією оцінкою, графен високої чистоти коштує понад 1000 доларів за кілограм) usa-graphene.com. Існує також певна плутанина в термінології – що вважати «графеновою батареєю»? Використання графенового покриття — це не те саме, що повноцінний графеновий електрод, і деякі експерти застерігають, що маркетингові терміни можуть надмірно завищувати очікування usa-graphene.com. Ранні прототипи ще не продемонстрували обіцяного п’ятикратного збільшення ємності; деякі насправді мали меншу ємність, ніж еквівалентні літій-іонні елементи usa-graphene.com, що показує: ми ще тільки вчимося найкраще використовувати графен у батареях. Масштабування виробництва — ще одна перешкода: виготовити кілька прототипів у формі монет — це одне, а масово виробляти тисячі елементів розміру смартфона з послідовною графеновою структурою — зовсім інше usa-graphene.com.Отже, коли ж ми побачимо справжню графенову батарею у телефоні? Можливо, вже в найближчі кілька років, принаймні в обмеженому вигляді. Галузеві аналітики припускають, що до кінця 2020-х якась компанія може анонсувати «графенову супербатарею» для свого флагманського телефону — хоча, ймовірно, з приміткою, що це літієва батарея з графеновими компонентами ts2.tech. Графен, швидше за все, з’являтиметься поступово: спочатку покращуючи швидкість заряджання та тепловідведення в батареях (що вже відбувається у нішевих продуктах), а потім поступово підвищуючи ємність. Слідкуйте за стартапами, такими як Graphene Manufacturing Group (GMG) (працює над графен-алюмінієвими батареями) та Lyten (розробляє графенові катоди для армії США) usa-graphene.com, а також за гігантами галузі, такими як Samsung і LG Chem — усі вони активно досліджують графен. Якщо їхні прориви справдяться, ваш смартфон у 2030 році може заряджатися за секунди й залишатися холодним, як огірок. Але поки що не варто надто захоплюватися: графен допомагає, але це ще не чарівна паличка.
Літій-сірчані та інші «дикі карти» хімії
Окрім кремнію, твердотільних і графенових батарей, досліджується ще низка інших хімічних складів — кожен із них має привабливі переваги, якщо вдасться подолати їхні недоліки:
- Літій-сірчані (Li-S): У цій хімії використовується сірка в катоді замість важких металів (таких як кобальт або нікель), які містяться в катодах літій-іонних акумуляторів. Сірка дешева й поширена, а Li-S акумулятори набагато легші і потенційно мають вищу ємність, ніж літій-іонні. Літій-сірчана комірка теоретично може містити значно більше енергії на одиницю ваги – уявіть собі акумулятор телефону, який удвічі легший або має вдвічі більше енергії. Головний недолік – термін служби: Li-S комірки зазвичай виходять з ладу після відносно невеликої кількості циклів зарядки через “шатл-ефект”, коли проміжні сірчані сполуки розчиняються і руйнують електроди ts2.tech. Незважаючи на це, у лабораторіях досягають прогресу у стабілізації Li-S акумуляторів. У 2024 році літій-сірчані акумулятори були відзначені як інновація, що наближається до нових висот ts2.tech – дослідники знаходять способи збільшити кількість циклів. Декілька стартапів створили прототипи Li-S (OXIS Energy була однією з помітних, хоча й припинила існування). Якщо вченим вдасться зробити Li-S акумулятор, що витримує сотні циклів, ми можемо побачити ультралегкі телефонні акумулятори, які тримають більше заряду без жодного кобальту ts2.tech. Це було б вигідно і для продуктивності, і для сталого розвитку.
- Натрій-іонні: Натрій-іонні акумулятори замінюють літій на натрій – елемент, який дешевий і поширений (згадайте сіль). Вони працюють подібно до літій-іонних, але зазвичай мають меншу енергетичну щільність (важчі акумулятори при тій же ємності) і трохи нижчу напругу. Їхня привабливість – у вартості та доступності ресурсів: відсутність літію чи кобальту означає простіше постачання і потенційно дешевші комірки ts2.tech. Китайський гігант CATL навіть представив досить ефективний натрій-іонний акумулятор у 2021 році ts2.tech. Можливо, ми побачимо натрій-іонні акумулятори в менш вимогливих пристроях або бюджетних телефонах у найближчі роки, особливо якщо ціни на літій зростуть. Деякі аналітики уявляють майбутнє, де виробники використовують суміш хімій: високопродуктивні літієві або твердотільні комірки для преміальних пристроїв, і дешевші LFP або натрій-іонні для базових гаджетів ts2.tech. Для телефонів натрій-іонним потрібно скоротити розрив у щільності енергії, щоб стати життєздатними, але це точно варіант, на який варто звернути увагу через його екологічність.
- Інші (літій-повітряні, ультраконденсатори, навіть ядерні?!): Більш екзотичні ідеї знаходяться на ранніх стадіях досліджень. Наприклад, у літій-повітряних батареях катод буквально створюється з кисню з повітря – теоретично це дає астрономічну енергетичну щільність (уявіть собі справді надлегкі батареї), але до практичного застосування ще дуже далеко. Ще більш божевільна ідея – концепція ядерної алмазної батареї: крихітні батареї, які використовують радіоактивні ізотопи для генерації малої кількості енергії протягом десятиліть. Насправді, китайський стартап нещодавно продемонстрував прототип “ядерної” батареї на основі ізотопів нікелю-63, стверджуючи, що вона може живити смартфон протягом 50 років techxplore.com. Не чекайте побачити це у вашому наступному Samsung – технологія проходить пілотне тестування, і такі елементи виробляють лише невелику кількість струму (добре для малопотужних IoT-датчиків, але не для енергоємного телефону) ts2.tech ts2.tech. Такі далекі від масового ринку технології навряд чи з’являться у споживчих телефонах найближчим часом, якщо взагалі з’являться, але вони ілюструють широту досліджень, що ведуться. Сам факт, що компанії вже демонструють “батарею”, яка може працювати півстоліття без підзарядки, свідчить про те, наскільки широко вчені шукають кращі способи зберігання енергії.
Підсумовуючи, хімія батарей у наших телефонах перебуває у стані змін. Як висловився один техноаналітик, кожен виробник знає, що їм потрібні кращі батареї, і є відчуття, що технології акумуляторів відстають від інших досягнень techxplore.com. Інвестиції в дослідження та розробки батарей досягли рекордного рівня завдяки буму смартфонів і електромобілів techxplore.com. Навряд чи ми отримаємо одну “чарівну кулю” – хімію, яка миттєво збільшить час роботи батареї в рази, але сукупність поступових покращень вже дає результат. Кремнієві аноди вже підвищують ємність на ~10–15% у реальних продуктах, твердотільні батареї можуть додати ще ~20–30% за кілька років, а якщо графен або Li-S виправдають очікування, ми зрештою можемо подвоїти сучасну ємність батарей ts2.tech ts2.tech. Це захопливий час як для ентузіастів батарей, так і для споживачів – наступне десятиліття має принести відчутні покращення у тривалості роботи наших телефонів і швидкості їх заряджання.
Інновації у заряджанні: швидко, бездротово і всюди
Поки нові матеріали для акумуляторів покращують обсяг енергії, яку ми можемо зберігати, ще одна революція відбувається у тому, як ми заряджаємо наші пристрої. Заряджання смартфона раніше вимагало терпіння – але зараз, завдяки технологічним проривам, ви можете поповнити заряд швидше, ніж будь-коли, і навіть повністю позбутися дротів завдяки бездротовим методам. Ось основні досягнення у технологіях заряджання:
Надшвидке дротове заряджання (100 Вт, 200 Вт… 300 Вт!?)
Якщо ви звертали увагу на характеристики заряджання телефонів останнім часом, то знаєте, що все крутиться навколо Ватів. Вища потужність означає більший потік енергії та швидше заряджання – і ці цифри злетіли до небес. Ще кілька років тому більшість телефонів заряджалися на 5–10 Вт (повна зарядка займала кілька годин). До середини 2020-х ми бачимо телефони з зарядками на 65 Вт, 80 Вт, навіть 150 Вт, які стають звичними, особливо у китайських брендів, таких як OnePlus, Oppo, Xiaomi та Vivo ts2.tech. Вони можуть повністю зарядити акумулятор менш ніж за годину. Але гонка на цьому не зупинилася – заряджання 100 Вт+ вже стало реальністю. Флагманські телефони OnePlus перейшли на 100 Вт (брендоване як Warp Charge або SuperVOOC), а Xiaomi пішла ще далі, встановивши рекорд із 210 Вт “HyperCharge” демо, зарядивши акумулятор на 4 000 мА·год приблизно за 8 хвилин ts2.tech. У тестах прототип Xiaomi на 200 Вт+ міг зарядити 0–50% лише за 3 хвилини і до 100% за 8 хвилин ts2.tech. Тобто, підключаєте, приймаєте швидкий душ – і ваш телефон повністю заряджений.
Насправді, нинішній рекорд становить близько 240 Вт. Realme (сестринський бренд Oppo) у 2023 році продемонстрував зарядку на 240 Вт, яка може зарядити телефон приблизно за 9 хвилин. А Xiaomi навіть показала прототип заряджання на 300 Вт – він не міг підтримувати 300 Вт постійно (це величезна потужність для маленького акумулятора), але зміг зарядити елемент на 4 100 мА·год лише за 5 хвилин notebookcheck.net. За такої швидкості заряджання перестає бути “подією” і стає майже незначною справою – коротка зупинка на кілька хвилин дає вам повний день користування.
Як це можливо без перетворення телефону на вогняну кулю? Це поєднання кількох речей: конструкції акумуляторів з двома осередками (акумулятор розділений на дві комірки, які заряджаються паралельно, щоб отримати подвійну ефективну швидкість), сучасних чіпів і алгоритмів заряджання, які керують теплом, а також нових матеріалів акумуляторів, здатних витримувати швидке надходження енергії. Багато систем швидкої зарядки також використовують графен або інші добавки в акумуляторі для зменшення внутрішнього опору і тепла, а виробники розробили складні системи охолодження (наприклад, парові камери та термогель), щоб розсіювати тепло під час цих 5–10-хвилинних ривків. Важливо, що ці компанії стверджують, що, незважаючи на високу швидкість, здоров’я акумулятора зберігається завдяки розумному управлінню – наприклад, зупиняючи швидку зарядку приблизно на 70–80%, а потім сповільнюючи процес, щоб уникнути стресу для акумулятора на верхньому рівні.
Ще одним фактором є універсальне впровадження стандартів USB-C і Power Delivery (PD). У 2024 році Apple нарешті відмовилася від старого порту Lightning і перейшла на USB-C для iPhone ts2.tech (під тиском регулювання ЄС), що означає, що практично всі нові телефони тепер використовують один і той самий роз’єм. USB-C з PD 3.1 може підтримувати до 240 Вт потужності (48В, 5А) за специфікацією, що відповідає цим новим суперзарядкам. Така універсальність – це перемога для споживачів: один зарядний пристрій тепер може швидко заряджати ваш ноутбук, планшет і телефон, і вам більше не потрібно мати окремий зарядний пристрій для кожного пристрою ts2.tech. Ми також бачимо, що нітрид галію (GaN) стає поширеним у зарядних пристроях ts2.tech. GaN – це напівпровідниковий матеріал, який втрачає менше енергії у вигляді тепла, тому зарядні пристрої можуть бути набагато меншими та ефективнішими, ніж старі зарядки-«цеглини» для ноутбуків. Зарядний пристрій GaN на 120 Вт сьогодні може бути розміром лише з колоду карт і динамічно розподіляти потужність між кількома пристроями.
Що далі для дротової зарядки? Ми можемо досягти практичної межі в кілька сотень ват для смартфонів – понад це тепло і навантаження на акумулятор можуть не виправдати незначної економії часу. Виробники можуть натомість зосередитися на ефективності та інтелектуальності: зробити зарядку адаптивною до стану акумулятора, регулювати струм для максимального продовження терміну служби тощо. Вже зараз багато телефонів заряджаються надшвидко, наприклад, до 80%, а потім сповільнюються для доведення до повного заряду – це зроблено спеціально для захисту акумулятора ts2.tech. У майбутньому, коли хімія акумуляторів покращиться (наприклад, твердотільні акумулятори, які можуть природно витримувати швидше надходження енергії з меншим нагріванням), ми можемо побачити ще швидшу зарядку, яка буде більш дбайливою до акумулятора. Але навіть зараз повний заряд за 5–10 хвилин – це революція у зручності. Забудьте про нічну зарядку – підключіть телефон, поки чистите зуби, і ви готові до виходу!
Зростання популярності бездротової зарядки (Qi2 та далі)
Провідна швидкість вражає, але ще одна важлива тенденція — це повна відмова від дротів. Бездротова зарядка існує у телефонах вже понад десятиліття, але вона стає дедалі поширенішою та постійно вдосконалюється. Наразі найбільший інтерес викликає Qi2 — новий стандарт бездротової зарядки, який впроваджується у 2023–2024 роках. Qi2 — це велика новина, оскільки він безпосередньо базується на магнітній системі зарядки MagSafe від Apple ts2.tech, яку тепер прийнято як галузевий стандарт. Це означає, що бездротові зарядні пристрої матимуть кільце магнітів, яке фіксує телефон у ідеальному положенні. Більше не потрібно шукати «солодку точку» на панелі — магніти забезпечують ідеальне прилягання телефону для оптимальної зарядки щоразу ts2.tech. Apple представила MagSafe на iPhone у 2020 році, але з Qi2 кожен (включаючи Android) може використовувати магнітне вирівнювання. Консорціум Wireless Power оголосив про Qi2 з підтримкою до 15W (стільки ж, як MagSafe) ts2.tech, а iPhone 15 наприкінці 2024 року став першим пристроєм з офіційною підтримкою Qi2 ts2.tech. Виробники аксесуарів — від Belkin до Anker — вже випускають зарядні пристрої, сумісні з Qi2, які працюватимуть з різними брендами телефонів ts2.tech.
Чому це важливо? По-перше, 15 Вт бездротової зарядки — це досить швидко (не так швидко, як по кабелю, але достатньо, щоб повністю зарядити телефон за кілька годин). Ще важливіше, Qi2 робить бездротову зарядку надійнішою – ви не прокинетеся з розрядженим телефоном через те, що він був трохи зміщений на підставці ts2.tech. А магніти навіть дозволяють використовувати нові аксесуари (наприклад, магнітні зовнішні акумулятори, які кріпляться до телефону, автомобільні тримачі із зарядкою тощо) між різними екосистемами. Дивлячись у майбутнє, Qi2 прокладає шлях до бездротової зарядки з більшою потужністю. Насправді, розширення стандарту, неофіційно зване “Qi2.2”, вже тестується для підвищення потужності бездротової зарядки до 25 Вт ts2.tech. Одна компанія продемонструвала павербанк Qi2.2, який може видавати 25 Вт бездротово – що відповідає швидкості майбутньої зарядки MagSafe 25 Вт для iPhone 16, про яку ходять чутки ts2.tech. Тож можна очікувати, що швидкість бездротової зарядки поступово зростатиме, потенційно досягнувши діапазону 30–50 Вт у найближчі кілька років. Деякі виробники Android, такі як Xiaomi та OnePlus, вже впровадили 50 Вт або 70 Вт бездротової зарядки на окремих моделях із використанням власних технологій (часто з підставкою для зарядки з вентилятором). Завдяки Qi2 та наступним версіям такі швидкості можуть стати стандартом і бути доступними для більшості користувачів.
Окрім стандартної бездротової зарядки, багато телефонів зараз також підтримують зворотну бездротову зарядку (також відому як бездротовий Power Share) ts2.tech. Ця функція дозволяє вашому телефону виступати в ролі бездротової зарядки для інших пристроїв. Наприклад, ви можете прикласти кейс для бездротових навушників або смарт-годинник до задньої частини телефону, щоб підзарядити їх від акумулятора телефону. Це не дуже швидко (зазвичай ~5 Вт) і не дуже ефективно, але в екстрених випадках це надзвичайно зручно – фактично перетворює великий акумулятор телефону на резервний павербанк для менших пристроїв ts2.tech. Флагманські моделі Samsung, Google та інших виробників мають цю функцію вже кілька поколінь, і ходять чутки, що Apple може додати її у майбутніх iPhone (деякі iPad вже можуть зворотно заряджати Apple Pencil або інші аксесуари) ts2.tech.
А ще є справді футуристичне: безконтактна зарядка по повітрю – заряджання телефону без жодного прямого контакту, навіть через всю кімнату. Це звучить як наукова фантастика, але компанії вже працюють над цим. Xiaomi у 2021 році продемонструвала концепт під назвою Mi Air Charge, який використовує базову станцію для передачі міліметрових хвиль, здатних заряджати пристрої на відстані кількох метрів ts2.tech. Ідея полягає в тому, що ви заходите в кімнату, і ваш телефон починає заряджатися фоново. Ще один стартап, Energous, вже давно говорить про радіочастотну зарядку “WattUp” для невеликих пристроїв. Станом на 2025 рік ці технології ще експериментальні і стикаються з великими викликами: дуже низька ефективність (уявіть собі передачу енергії через повітря – багато втрачається у вигляді тепла) та регуляторні/безпекові бар’єри (ніхто не хоче, щоб потужний радіопередавач виводив з ладу іншу електроніку чи створював ризики для здоров’я) ts2.tech. Тож не очікуйте, що зарядні пристрої зникнуть зовсім найближчим часом. Але сам факт існування прототипів безконтактної зарядки означає, що у довгостроковій перспективі майбутнє може бути зарядка всюди, невидимо – ваш телефон буде підзаряджатися щоразу, коли ви поруч із передавачем, тож у повсякденному житті він ніколи по-справжньому не “розрядиться” ts2.tech.
На даний момент практичні досягнення у зарядці такі: дедалі швидше дротове заряджання, що мінімізує час простою, і зручніша бездротова зарядка, яка стає безпомилковою завдяки магнітному вирівнюванню. Разом ці інновації роблять підтримку заряду наших телефонів простішою, ніж будь-коли. У найближчі кілька років комбінація твердотільної або кремнієвої батареї плюс ультрашвидка зарядка може навіть змінити нашу поведінку – вам не доведеться турбуватися про нічне заряджання чи “страх розрядки”, адже кілька хвилин підключення (або перебування на зарядній панелі) тут і там завжди підзарядять ваш пристрій.
Сталий розвиток і друге життя: екологічніші батареї та довший термін служби
У міру того, як акумулятори для смартфонів стають досконалішими, паралельно ведеться робота над тим, щоб зробити їх екологічнішими та довговічнішими – як для планети, так і для нас самих. Сучасні батареї містять багато рідкісних матеріалів (літій, кобальт, нікель тощо), а їх видобуток і утилізація мають екологічні та етичні наслідки. Майбутнє акумуляторних технологій – це не лише про продуктивність; це також про екологічність і відповідальність.
Перероблені матеріали та етичне постачання
Одна з основних тенденцій — використання перероблених металів у батареях для зменшення залежності від видобутку. Наприклад, кобальт є ключовим компонентом багатьох літій-іонних катодів, але видобуток кобальту пов’язаний з неетичними трудовими практиками та шкодою для довкілля. У відповідь компанії, такі як Apple, переходять на перероблені джерела. Apple оголосила, що до 2025 року усі батареї, розроблені Apple, міститимуть 100% переробленого кобальту ts2.tech. Це значне зобов’язання, враховуючи масштаби Apple — це змушує розвиватися ланцюг постачання відновленого кобальту (зі старих батарей, промислових відходів тощо). Аналогічно, інші виробники збільшують відсоток переробленого літію, нікелю та міді у своїх батареях.У справу втручаються й уряди. Європейський Союз у 2023 році ухвалив знаковий регламент щодо батарей, який встановлює жорсткі цілі: до 2027 року акумулятори, що перезаряджаються (наприклад, у телефонах), повинні містити щонайменше 16% переробленого кобальту та 6% переробленого літію, а також інші матеріали ts2.tech. Закон також зобов’язує мати «паспорт батареї» — цифровий запис про матеріали та походження батареї — і вимагає від виробників збирати та переробляти значний відсоток батарей після закінчення терміну служби ts2.tech. Важливо, що ЄС вимагатиме, щоб портативна електроніка мала легко знімні батареї до 2027 року ts2.tech. Це означає, що виробники телефонів повинні будуть розробляти батареї, які можна легко замінити або витягти (більше ніяких батарей, приклеєних назавжди). Мета — спростити заміну розрядженої батареї (продовжуючи життя телефону) та забезпечити, щоб старі батареї можна було вилучити й переробити, а не викидати на смітник. Уже зараз ми бачимо повернення до таких конструктивних рішень, як витяжні язички та менше постійних клеїв у деяких телефонах на випередження цих правил.
З точки зору споживача, незабаром ми можемо побачити в характеристиках телефонів інформацію на кшталт «X% перероблених матеріалів у батареї» або «100% без кобальту». Деякі компанії вже перейшли на альтернативні катодні хімії, наприклад, літій-залізо-фосфат (LFP), які не містять кобальту чи нікелю (поширені в електромобілях і тепер у деякій електроніці), щоб вирішити проблеми з постачанням. Стійкість стає перевагою: до 2030 року ви можете обирати телефон не лише за характеристиками, а й за тим, наскільки екологічною є його батарея ts2.tech.
Довший термін служби та повторне використання
Збільшення тривалості роботи акумуляторів має подвійний ефект: це добре для користувачів (вам не потрібно так часто обслуговувати або замінювати акумулятор) і добре для довкілля (менше відходів). Ми обговорювали, як програмні функції, такі як оптимізоване/адаптивне заряджання, допомагають уповільнити старіння акумулятора, уникаючи стресу від перезаряджання. Функції в iOS та Android, які призупиняють заряджання на 80% або вивчають ваш розклад, щоб завершити заряджання безпосередньо перед вашим пробудженням, можуть суттєво зберегти здоров’я акумулятора протягом багатьох років ts2.tech ts2.tech. Аналогічно, нові системи на основі ШІ, такі як Adaptive Charging і Battery Health Assistant від Google, фактично регулюють напругу заряджання в міру старіння акумулятора, щоб продовжити його термін служби ts2.tech. В результаті дворічні телефони повинні зберігати більший відсоток своєї початкової ємності, ніж раніше. Типовий акумулятор смартфона сьогодні розрахований на ~80% здоров’я після 500 повних циклів заряджання ts2.tech, але завдяки цим заходам користувачі повідомляють, що акумулятори залишаються вище 90% здоров’я навіть після року чи двох використання – тобто ви отримуєте більше загального терміну служби акумулятора до того, як помітите деградацію.
Попри всі зусилля, ємність будь-якого акумулятора зрештою зменшиться. Традиційно це означало, що пристрій стає електронним сміттям або ви платите за заміну акумулятора. У майбутньому, завдяки новим правилам ЄС, споживачі зможуть легше замінювати акумулятори в телефонах, як ми замінюємо батарейку у ліхтарику – продовжуючи корисний термін служби пристрою ще на кілька років із новим елементом. Це не лише економить гроші (заміна акумулятора дешевша, ніж новий телефон), а й зменшує кількість електронних відходів.
А що щодо самих старих батарей? Зростає інтерес до надання їм «другого життя». Навіть коли акумулятор телефону вже не може надійно живити телефон (наприклад, його ємність знизилася до 70% від початкової), він часто все ще здатен тримати заряд. Інноваційні проєкти з повторного використання мають на меті брати ці відслужені батареї та застосовувати їх у менш вимогливих сферах. Наприклад, дослідники в Сеулі помітили, що люди зазвичай викидають телефони через 2–3 роки, хоча батареї мають приблизно 5-річний термін служби thecivilengineer.org. Вони запропонували перепрофілювати використані телефонні батареї як накопичувачі енергії для світлодіодних ліхтарів на сонячних батареях у віддалених районах thecivilengineer.org. У прототипі три викинуті батареї смартфонів були об’єднані в пакет ~12 В для живлення 5-ватної світлодіодної лампи протягом кількох годин на ніч, зарядженої від невеликої сонячної панелі thecivilengineer.org. Така система може забезпечити дешеве освітлення в автономних громадах і водночас повторно використовувати батареї, які інакше стали б сміттям – виграш для сталого розвитку та соціального блага.
У ширшому масштабі концепція батарей з другим життям вже реалізується для акумуляторів електромобілів (використані автомобільні батареї повторно використовують для домашнього чи мережевого зберігання енергії). Для смартфонів це трохи складніше (елементи маленькі й окремо не дуже потужні), але можна уявити кіоски або програми з переробки батарей, де старі телефонні батареї масово збирають для переробки матеріалів або об’єднання у батарейні блоки тощо. Деякі проблеми залишаються: тестування та сортування використаних елементів трудомістке, а нові батареї стали настільки дешевими, що вживані елементи часто неконкурентоспроможні за ціною bluewaterbattery.com bluewaterbattery.com. Крім того, батареї для телефонів бувають різних форм і ємностей, що ускладнює стандартизацію. Проте, зі зростанням екологічного тиску, ми можемо побачити, як компанії почнуть рекламувати, що вони ремонтують і повторно використовують батареї. Навіть дизайн для розбирання (полегшення вилучення батарей) може сприяти як переробці, так і застосуванням другого життя, як зазначають експерти зі сталого розвитку bluewaterbattery.com.
Коротко кажучи, майбутнє акумуляторів для смартфонів полягає не лише у яскравих нових технологіях – це також про відповідальність. Використовуючи перероблені матеріали, забезпечуючи етичні ланцюги постачання, подовжуючи термін служби акумуляторів завдяки розумнішому управлінню та плануючи, що робити, коли акумулятор вичерпає свій ресурс, індустрія рухається до більш циркулярної моделі. Регулятори сприяють цьому процесу, а споживачі дедалі більше усвідомлюють екологічний слід своїх пристроїв. Є надія, що через десятиліття акумулятор вашого телефону не лише працюватиме довше на одному заряді, а й служитиме довше протягом усього свого життя, а коли він вичерпає ресурс, його перероблять у новий акумулятор або продукт, а не викинуть на смітник.
Основні виробники: плани та чутки
Практично кожен великий гравець у сфері технологій бере участь у гонитві за кращими акумуляторами. Кожен виробник смартфонів має свій підхід – хтось робить ставку на обережні покращення, інші – на агресивні інновації. Ось як основні гравці орієнтуються у революції акумуляторів:
- Apple: Підхід Apple до акумуляторів був консервативним, але орієнтованим на користувача. Замість того, щоб гнатися за екстремальними характеристиками, вони роблять акцент на надійності та довговічності. Наприклад, Apple повільно впроваджувала дуже швидку зарядку – iPhone лише нещодавно підвищили потужність зарядки до ~20–30 Вт, що значно відстає від деяких Android-конкурентів, а їхня бездротова зарядка MagSafe обмежена 15 Вт techxplore.com techxplore.com. Частково це зроблено навмисно: Apple надає пріоритет збереженню здоров’я акумулятора та забезпеченню стабільного досвіду користування. iOS має потужне управління акумулятором (наприклад, функція оптимізованої зарядки та моніторинг стану акумулятора), а Apple калібрує свої менші акумулятори так, щоб вони все одно забезпечували пристойний час роботи завдяки оптимізації апаратного та програмного забезпечення. Водночас Apple активно інвестує за лаштунками у батареї наступного покоління. Звіти галузевих джерел свідчать, що в Apple є секретна внутрішня група з дослідження акумуляторів. Насправді, південнокорейське видання (ET News) стверджувало, що Apple розробляє власні передові конструкції акумуляторів, і, можливо, планує представити щось нове приблизно у 2025 році techxplore.com. Це може бути пов’язано з ширшими проєктами Apple – зокрема, з чутками про Apple Car, для якого потрібні проривні технології акумуляторів (твердотільні? ультращільні батареї?), які згодом можуть перейти й до iPhone та iPad. Apple також є лідером у ланцюжках постачання для сталого розвитку (наприклад, зобов’язання використовувати перероблений кобальт) і була однією з перших, хто впровадив функції для уповільнення зарядки та збереження ресурсу. Ходять чутки, що Apple досліджує технологію багатошарових акумуляторів (спосіб нашарування елементів акумулятора для ефективнішого використання внутрішнього простору) для майбутніх iPhone, а також, можливо, використання LFP (залізо-фосфатних) акумуляторів у деяких пристроях, щоб повністю відмовитися від кобальту. Хоча Apple не говорить відкрито про дослідження та розробки у сфері акумуляторів, можна очікувати, що вони впровадять нові хімічні склади, щойно вони будуть перевірені – можливо, у партнерстві з відомими постачальниками акумуляторів або навіть шляхом стратегічних придбань. І коли вони зроблять прорив у технологіях акумуляторів, ймовірно, рекламуватимуть це не технічними термінами, а вигодами для користувача (“працює на X годин довше”, “заряджається до 50% за Y хвилин” тощо).
- Samsung: Samsung, будучи як виробником пристроїв, так і маючи афілійовані компанії, такі як Samsung SDI (виробник акумуляторів), глибоко залучена до інновацій у сфері акумуляторів. Після інциденту з акумулятором у Galaxy Note7 у 2016 році (який навчив індустрію важким урокам щодо безпечного підвищення меж акумуляторів), Samsung подвоїла зусилля щодо безпеки та поступових покращень. З одного боку, телефони Samsung не лідирують у надшвидкій зарядці – останні флагманські Galaxy заряджаються на потужності близько 45 Вт, що скромно порівняно з китайськими конкурентами. Це, ймовірно, обережний вибір для забезпечення довговічності та безпеки. Але з іншого боку, Samsung робить велику ставку на технології наступного покоління для прориву. Вони вже багато років досліджують твердотільні акумулятори і навіть відкрили пілотну виробничу лінію. Стратегія Samsung, здається, полягає в тому, щоб спочатку впровадити твердотільну технологію у менших гаджетах, а потім масштабувати її. Генеральний директор підрозділу компонентів Samsung підтвердив, що прототипи твердотільних акумуляторів для носимих пристроїв вже розробляються, а їхнє впровадження планується приблизно на 2025 рік ts2.tech. План (за повідомленнями корейських ЗМІ) – твердотільний акумулятор для смарт-годинника до 2025–26 років, а якщо все піде добре, твердотільний Galaxy телефон до ~2027 ts2.tech ts2.tech. Твердотільна конструкція Samsung використовує сульфідний або оксидний керамічний електроліт, і компанія натякала на вражаючу енергетичну щільність і життєвий цикл у внутрішніх тестах. Тим часом вони також досліджують використання кремнієвих анодів – можливо, Galaxy S25 або S26 тихо отримає кремній у складі акумулятора для невеликого збільшення ємності (щоб не відставати від конкурентів, таких як HONOR) ts2.tech. Samsung також експериментувала з графеном – кілька років тому ходили чутки (і навіть був твіт від інсайдера), що Samsung сподівалася випустити телефон з графеновим акумулятором до 2021 року graphene-info.com. Цього не сталося, що показує: графен ще не готовий до масового використання. Але Samsung досі володіє патентами на графенові акумуляторні технології і може здивувати, якщо станеться прорив. Щодо сталого розвитку, Samsung має ініціативи зі зменшення вмісту кобальту в акумуляторах (перехід на більший вміст нікелю) і знає про майбутні правила ЄС щодо переробки ts2.tech. Загалом, публічна дорожня карта Samsung передбачає поступові покращення зараз (краща довговічність, трохи швидша зарядка, можливо, трохи більші акумулятори з кожним поколінням) і великий стрибок у майбутньому (твердотільні акумулятори).
- Xiaomi, Oppo та китайський авангард: Китайські виробники смартфонів були найагресивнішими у впровадженні нових акумуляторних технологій. Особливо Xiaomi часто демонструє технологічні новинки, які потрапляють у заголовки новин – від згаданих вище зарядок на 200 Вт/300 Вт до їхньої роботи над твердотільними акумуляторами. У 2023 році Xiaomi фактично продемонструвала прототип твердотільного акумулятора (у прототипі Xiaomi 13 з ємністю 6000 мА·год) notebookcheck.net, позиціонуючи себе як лідера у впровадженні нових хімічних складів. Філософія Xiaomi зазвичай полягає у принципі «оголошуй рано, вдосконалюй часто». Хоча цей 6000 мА·год твердотільний телефон ще не комерційний, це сигналізує про намір Xiaomi бути серед перших, хто випустить справжній твердотільний пристрій на ринок. Xiaomi також активно просуває швидку зарядку – їхні телефони з зарядкою на 120 Вт і 210 Вт (наприклад, варіанти серії Redmi Note) були одними з найшвидших на момент запуску, і компанія постійно підвищує планку. Oppo (та її суббренд OnePlus) також були піонерами надшвидкої зарядки (VOOC/Warp Charge) і навіть потужної бездротової зарядки (Oppo AirVOOC на 65 Вт). Ці компанії зазвичай використовують відносно традиційні акумулятори, але досягають успіху завдяки інженерним рішенням – наприклад, двокомірковим конструкціям, спеціалізованим зарядним помпам і навіть електродам з домішками графену для досягнення високої швидкості. Вони також часто першими впроваджують такі речі, як кремнієві аноди – як зазначалося, флагманські лінійки Xiaomi та Vivo наприкінці 2023/2024 років перейшли на кремнієві акумулятори від китайських постачальників. Щодо дорожніх карт: очікуйте, що Xiaomi та Oppo й надалі змагатимуться у швидкості зарядки (можливо, ми побачимо комерційну зарядку на 300 Вт за рік-два, якщо вдасться впоратися з тепловиділенням). Вони також можуть випустити лімітовану серію телефону з новою хімією акумулятора (Xiaomi може зробити невелику партію «твердотільної версії» приблизно у 2025–26 роках, якщо їхні прототипи й надалі прогресуватимуть). Несподіваним гравцем може стати Huawei – попри труднощі з постачанням чипів, у Huawei потужний R&D-відділ, і компанія вже заявляла про досягнення у сфері графену та інших акумуляторних технологій (у 2016 році вони використали графенову плівку для відведення тепла у своїх телефонах і навіть натякали на графенові акумулятори, хоча це так і не реалізувалося). Якщо Huawei знову зосередиться на акумуляторних технологіях, вони можуть здивувати галузь чимось новим. У будь-якому разі, китайські виробники розглядають акумулятори та зарядку як ключові відмінності – спосіб виділитися на перенасиченому ринку techxplore.com. Така конкуренція вигідна споживачам у всьому світі, адже як тільки одна компанія доведе, що технологія безпечна й популярна (наприклад, зарядка за 15 хвилин), інші відчувають тиск, щоб не відставати.
- Інші (Google, OnePlus тощо): Телефони Pixel від Google здебільшого дотримуються консервативного підходу, як і Apple – помірні розміри акумуляторів, без надшвидкої зарядки (Pixel 7 мав зарядку приблизно 20 Вт). Google, здається, більше зосереджена на оптимізації програмного забезпечення (функції Adaptive Battery, які вивчають ваші звички використання для продовження автономності тощо), ніж на апаратному забезпеченні акумулятора. Однак Google запровадила екстремальні режими енергозбереження, роблячи ставку на ШІ для продовження часу роботи замість збільшення ємності. OnePlus, як уже згадувалося, входить до групи Oppo і є лідером у швидкій зарядці (OnePlus 10T мав зарядку 150 Вт, OnePlus 11 підтримує 100 Вт тощо). Подейкують, що OnePlus планує випустити в США телефон з акумулятором на основі кремнієвого анода (можливо, це буде OnePlus 12 або 13), оскільки наразі більшість телефонів із кремнієвими акумуляторами доступні лише в Китаї androidauthority.com.
Підсумовуючи, дорожня карта кожного виробника відображає баланс між ризиком і інноваціями. Apple і Google схиляються до обережності та довгострокового користувацького досвіду, Samsung інвестує в довгострокові прориви, одночасно вдосконалюючи поточні технології, а такі компанії, як Xiaomi, Oppo, Vivo та HONOR, роблять ривок уперед завдяки негайним інноваціям. Конкуренція в сфері акумуляторів дуже жорстка, і це гарна новина для нас. Це означає, що кожне нове покоління телефонів приносить відчутні покращення – чи то телефон заряджається вдвічі швидше, працює на кілька годин довше, чи просто не втрачає ємність так швидко після року використання ts2.tech ts2.tech. Як зазначив один із галузевих експертів, кращий акумулятор тепер є ключовим способом виділитися серед схожих характеристик techxplore.com – тому виробники мають потужну мотивацію впроваджувати справжні інновації.
Виклики та перспективи на майбутнє
Попри всі ці захопливі досягнення, важливо зберігати тверезий погляд. Акумулятори – це складно: вони пов’язані зі складною хімією та матеріалознавством, і прогрес часто відбувається повільніше, ніж обіцяє реклама. Дивлячись у майбутнє, варто враховувати основні виклики та обмеження:
- Таймлайни: хайп проти реальності: Ми бачили, як оптимістичні прогнози з’являлися і зникали. Наприклад, ходили чутки, що графенові батареї з’являться у телефонах Samsung до 2020 року graphene-info.com, але вже 2025, а їх досі немає. Твердотільні батареї називали «святим Граалем», який може вже використовуватися у середині 2020-х, але тепер виглядає, що це буде не раніше кінця 2020-х для телефонів. Висновок: проривам потрібно час для комерціалізації. Результати в лабораторії не завжди легко переносяться у масове виробництво — масштабування може виявити нові проблеми. Тож, хоча дорожня карта на наступне десятиліття обіцяє багато, варто очікувати поступових покращень (збільшення на 10–30%, крок за кроком), а не раптового стрибка у 10 разів у вашому наступному телефоні.
- Виробництво та вартість: Багато нових технологій дорогі або складні у виробництві. Виробництво твердотільних батарей, як зазначалося, коштує у кілька разів дорожче за літій-іонні сьогодні ts2.tech. Графенові матеріали дорогі й важко рівномірно інтегруються usa-graphene.com. Навіть кремнієві аноди, які вже комерціалізовані, вимагали нових виробничих процесів. Часто потрібні роки, щоб знизити вартість і підвищити вихід нової батарейної технології. Згадайте, скільки часу знадобилося, щоб літій-іон став дешевим — десятиліття вдосконалення та ефекту масштабу. Те саме буде і з твердотільними чи літій-сірчаними батареями: перші пристрої можуть бути з преміальною ціною або у обмеженій кількості. Добра новина — ринок споживчої електроніки величезний, і коли ці технології почнуть використовувати й електромобілі, масштаби зростуть, а ціни знизяться. Але у найближчій перспективі очікуйте, що перший твердотільний телефон (наприклад) буде досить дорогим або у дефіциті.
- Довговічність і деградація: Кожна нова хімія повинна довести, що вона може служити довго. Немає сенсу мати акумулятор з надвисокою ємністю, якщо він суттєво втрачає ємність після 100 циклів. Літій-сірчані акумулятори — яскравий приклад: неймовірна енергетична щільність, але історично дуже низький термін служби ts2.tech. Дослідники працюють над цими проблемами (наприклад, добавки для запобігання «сірчаному шатлу», захисні покриття в твердотільних елементах для запобігання утворенню дендритів). Деякі досягнення обнадійливі — наприклад, QuantumScape повідомила про твердотільні елементи, які зберегли понад 80% ємності після 800 циклів, і цей показник постійно покращується. Проте, будь-який новий акумулятор у телефоні буде ретельно перевірятися на те, як він витримує 2–3 роки щоденної зарядки. Виробники, ймовірно, будуть обережними, щоб нові акумулятори принаймні відповідали стандарту ~500 циклів = 80% ємності, якого очікують споживачі ts2.tech. Ще один аспект довговічності — вплив швидкої зарядки: багаторазове подавання 200 Вт у батарею може прискорити зношування, якщо це не контролювати. Саме тому програмне забезпечення таке важливе для керування кривими зарядки, щоб мінімізувати пошкодження. Як споживачі, ми також можемо змінити свої звички (наприклад, використовувати швидку зарядку лише за потреби, а повільну — на ніч для збереження ресурсу; деякі телефони дозволяють це обирати).
- Безпека: Не можна забувати про безпеку. Чим вища енергетична щільність акумулятора, тим більше енергії зосереджено в невеликому просторі — що може бути катастрофічним у разі неконтрольованого вивільнення (пожежа/вибух). Інциденти на кшталт Note7 показали, що навіть невелика помилка може призвести до великих проблем. Кожна нова хімія має свій профіль безпеки: твердотільні акумулятори вважаються безпечнішими (негорючі), але якщо вони використовують металевий літій, існує ризик теплового розгону при неправильній експлуатації. Додавки графену можуть покращити охолодження, але акумулятор все одно зберігає велику кількість енергії, яка може коротко замкнутися. Виробники ретельно тестуватимуть нові акумулятори на стискання, проколювання, нагрівання тощо, щоб переконатися, що вони відповідають стандартам. Очікуйте, що у все більшої кількості телефонів з’являтимуться багаторівневі заходи безпеки (датчики температури, фізичні роз’єднувачі, вентиляційні отвори), оскільки виробники експериментують з елементами підвищеної енергоємності ts2.tech ts2.tech. Регулятори також уважно стежитимуть — стандарти сертифікації можуть змінюватися для нових типів акумуляторів. Ідеальний сценарій — це коли технології на кшталт твердотільних, які знижують ризик займання, стануть масовими, зробивши наші пристрої загалом безпечнішими. До того часу будь-яка компанія, що впроваджує новий тип акумулятора, ймовірно, робитиме це дуже обережно (швидше за все, спочатку в одній моделі, щоб відстежити роботу в реальних умовах).
- Компроміси в дизайні: Деякі нововведення можуть вимагати змін у дизайні. Твердотільна батарея може поки що бути не такою гнучкою чи тонкою, як сучасні літій-полімерні акумулятори, що спочатку може вплинути на форм-фактор пристрою. Більша ємність часто означає важчу батарею; виробникам телефонів доведеться балансувати розподіл ваги. Якщо через регулювання повернуться змінні акумулятори, це може вимагати компромісів у дизайні (наприклад, незапечатана батарея може позбавити пристрій тонкості чи водостійкості, якщо тільки інженери не знайдуть розумне рішення). Можливо, ми побачимо повернення трохи товстіших телефонів або модульних конструкцій, щоб врахувати ці зміни. З іншого боку, якщо енергетична щільність подвоїться, можливо, телефони стануть тоншими або отримають нові функції замість просто збільшення часу роботи. Це постійний баланс між дизайном, автономністю та функціональністю.
- Вплив на довкілля: Хоча ми прагнемо до екологічніших технологій, тут також є виклики. Якщо нові батареї використовують менше кобальту, але більше чогось іншого, потрібно переконатися, що ці матеріали добуваються відповідально. Процеси переробки мають встигати за новими хімічними складами – наприклад, переробка твердотільної батареї може відрізнятися від переробки літій-іонної. Галузі доведеться розробити методи переробки для батарей з високим вмістом кремнію чи сірки, якщо вони стануть популярними. Регулювання ЄС щодо батарей – це хороший крок у цьому напрямку, і, ймовірно, ми побачимо більше уваги до дизайну для переробки (наприклад, легше знімні елементи). Ще одна проблема – енергоспоживання у виробництві: деякі з цих матеріалів (наприклад, виробництво графену чи високочистих кремнієвих нанодротів) можуть бути енергоємними, що потенційно зведе нанівець екологічні переваги, якщо не використовувати чисту енергію.
Попри ці виклики, експерти залишаються оптимістичними щодо сталого прогресу. Бен Вуд, керівник досліджень у CCS Insight, зазначив, що рекордна кількість інвестицій надходить у батарейні технології і що це справді “захопливий час для батарей” – прогрес відбувається одразу в багатьох напрямках techxplore.com. Але він також застеріг, що справжня революція (наприклад, телефон, який працює два тижні активного використання на одному заряді) все ще залишається віддаленою перспективою з “роками і роками” роботи попереду techxplore.com. Поступові досягнення накопичуватимуться: 20% приросту тут, на 30% швидша зарядка там, у п’ять разів довший термін служби ще десь – і разом це відчуватиметься як революція, навіть якщо жодна “чарівна” батарея не з’явиться миттєво.
Для споживачів майбутнє акумуляторів для смартфонів виглядає багатообіцяючим. У найближчі кілька років можна очікувати: універсально швидку зарядку (дні повільної зарядки залишаться у минулому), трохи довший час автономної роботи з кожним поколінням (завдяки більшій щільності та ефективності), а також акумулятори, які служитимуть більшу частину свого ресурсу до заміни (завдяки адаптивній зарядці та матеріалам, що повільніше зношуються). Також зростатиме увага до “екологічності” батарей – ви можете почути про вміст перероблених матеріалів або про легкість заміни. І, можливо, до кінця цього десятиліття на ринку з’являться перші телефони з твердотільними батареями чи іншими акумуляторами нового покоління, що дасть нам відчути справжню нову епоху в батарейних технологіях.
На завершення, скромна телефонна батарея переживає найбільшу трансформацію за десятиліття. Заряджай за хвилини, користуйся днями може звучати як слоган, але завдяки цим інноваціям це дедалі більше стає реальністю. Від кремнієвих анодів, які вже підвищують ємність сучасних батарей, до технологій твердотільних і графенових, що з’являються на горизонті, а також швидкостей заряджання, які ще кілька років тому здавалися неможливими, — усі ці досягнення разом змінюють наше щоденне ставлення до пристроїв. Наступного разу, коли ви підключатимете телефон до зарядки, згадайте, що вже за кілька років «підключати» може й не знадобитися — і турбуватися про заряд батареї стане пережитком минулого. Майбутнє акумуляторів смартфонів — це не лише про більші цифри, а про принципово кращий досвід: більше свободи, більше зручності та чистіше сумління щодо технологій у нашій кишені. І це майбутнє стрімко наближається.
Джерела: ts2.tech ts2.tech androidauthority.com notebookcheck.net ts2.tech techxplore.com ts2.tech thecivilengineer.org techxplore.com та інші, зазначені вище.
