Можно ли улучшить батарею

Не так давно Microsoft анонсировала выпуск Surface Pro - второй модели линейки Surface с x86-процессором, стандартной MS Windows 8, которая больше конкурирует с ультрабуками, а не с представителями ряда планшетов. Мicrosoft пока не называет точное время работы новинки в автономном режиме, и это  вызывает удивление у многих пользователей.

В независимых тестах Surface Pro проработал без подзарядки почти 4 часа — и эта цифра недостаточна для флагманской модели. Этот показатель близок к MacBook Air, с которым Microsoft сравнивает свой новый продукт. Но главная проблема этих и других устройств в том, что их батареи по большему счету не сильно отличаются от тех,  которые были 20 лет назад.

Именно от габаритов и возможностей аккумуляторов сейчас зависит внешний вид и верхняя граница функциональности всех портативных устройств, начиная телефонами и заканчивая ноутбуками. Сейчас с батарей убирают оболочки, делают их мягкими, подсоединяют к клавиатуре и корпусу. Но с развитием технологий недостатки батарей остаются прежними: перегрев, самовозгорание, взрывы аккумуляторов причиняют немало хлопот ведущим производителям техники.

Особенно эти случаи участились после внедрения литий-ионной технологии, возникшей в начале 90-х и ставшей стандартом сейчас. На литиевых батареях работают телефоны, планшеты, ноутбуки, электромобили и самолёты. Недостатки везде одни и те же: токсичные и пожароопасные химические компоненты; батареи могут расширяться при нагреве, нуждаются в прочной оболочке, средствах аварийного сброса давления; их нельзя размещать на гибких подложках и уменьшать толщину ниже определённой границы. К тому же они плохо переносят отрицательные температуры, имеют небольшой срок службы и высокую цену.

Ресурс литий-ионной технологии сейчас доведен до физического предела. Несмотря на это они все еще популярны. Первая причина заключается в том, что технические качества Li-Ion лучше соответствуют эксплуатационным требованиям современной техники. В портативных устройствах такие аккумуляторы обеспечивают минимум день работы, у них нет «эффекта памяти», в отличие от никель-металл-гидридных элементов, быстро подзаряжаются и работают до трёх лет, в течение которых современные мобильные устройства устаревают.

Второй причиной является то, что замену литий-ионным батареям для массового рынка еще не придумали. Альтернатива сейчас нужна не только микроэлектронике, но и автопрому, авиастроению, энергетике. Множество научных групп по всему миру пытаются её создать.

Американские ученые с Imprint Energy заменили литий цинком, что сделало аккумулятор сверхтонким и гнущимся, его можно помещать на гибкую подложку. Университет Кеттеринга в Канаде поставил на алюминий, с надеждой превзойти литий-ионные батареи по емкости, надежности и безопасности. Лаборатории Оак-Ридж экспериментируют с наночастицами, применяя которые можно улучшить мощность и снизить пожароопасность. Стартап Seeo, который поддерживается Google, работает  с более безопасным электролитом для Li-Ion и менее тяжелой и дорогой конструкцией ячеек. И наконец, Министерство энергетики США инвестировало $120 млн в амбициозный проект «5-5-5», цель которого в течение пяти лет сделать батареи в пять раз мощнее и дешевле.