Već se neko vrijeme spominje kako bi Samsung mogao raditi na razvoju solid-state baterija za pametne telefone, jer je tvrtka prijavila neke patente i čak je počela raditi na samom prototipu. Međutim, znamo da će proći neko vrijeme prije nego što ove baterije konačno budu dostupne širokim masama. Ali dok se to ne dogodi, možemo pogledati što su solid-state baterije i kako se razlikuju od litij-polimerskih i litij-ionskih baterija, dviju najčešćih baterija na tržištu pametnih telefona.
Po čemu se solid-state baterije razlikuju od litij-ionskih baterija dostupnih na tržištu?
Litij-ionske baterije koje vidimo na tržištu sastoje se od katode, anode, separatora i elektrolita. Za usporedbu, solid-state baterija koristi čvrste elektrolite umjesto tekućine. Istraživanja su također pokazala da su solid-state baterije bolje u smislu sveukupne stabilnosti i sigurnosti jer se ne zapale niti počnu bubriti, što je čest problem kod mnogih litij-ionskih baterija dostupnih na tržištu. Ispod je usporedni dijagram između solid-state i litij-ionskih baterija, zahvaljujući Samsungu.
Još jedna prednost koju dobivate od solid-state baterija je ta što te baterije donose nižu gustoću snage i veću gustoću energije. Te se baterije već često koriste u električnim vozilima. Kada dođu i na pametne telefone, zapravo će rezultirati manjim baterijama telefona, ali većim kapacitetom. Danas je litij-ionska baterija od 5000 mAh znatno veća nego što se može napraviti solid-state baterija istog kapaciteta.
Solid-state baterije također pokazuju znatno niže samopražnjenje, što bi teoretski moglo poboljšati vrijeme u standby modu kod pametnih telefona. Ove baterije nude nevjerojatnu otpornost na toplinu, omogućujući brže punjenje, a s obzirom na to da nema ograničenja u tome kako moraju biti dizajnirane, ove se baterije mogu s lakoćom napraviti u stvarno tanke forme. Sve to zahvaljujući činjenici da nemaju nikakvu tekućinu u sebi.
Koje su prednosti solid-state baterija u odnosu na litij-ionske?
Uzimajući u obzir solid-state baterije i način na koji ih proizvođači pametnih telefona pokušavaju predstaviti na tržište, sigurno donose i neke prednosti. Pogotovo kada ih usporedite s tradicionalnim litij-ionskim baterijama, ali to nas tjera da se zapitamo o vrstama prednosti koje postoje. Uostalom, ova nova tehnologija mora biti dovoljno održiva, zar ne?
Prva prednost koju ćete dobiti od solid-state baterija je da su manje veličine i lakše po težini. Ove baterije su već dostupne u određenom kapacitetu, ali ako dođu do pametnih telefona, možemo očekivati da će biti tanje i lakše nego inače.
Nadalje, prednost solid-state baterija je da mogu imati više od 2,5 puta veću gustoću energije. Što, kao što je već spomenuto, s lakoćom omogućuje baterije većeg kapaciteta. Također dobivate bolju sigurnost u cjelini jer nema zapaljivih komponenti i ne morate brinuti da će se baterije zapaliti.
Solid-state baterije također su jako dobre za svoju brzinu punjenja, jer se idealna baterija može puniti 4 do 6 puta brže od one koja je trenutno dostupna na tržištu. Proizvodnja je također brža na ovim baterijama, zahvaljujući činjenici da ne koriste toliko komponenti. Na kraju, ali ne i najmanje važno, solid-state baterije mogu puno bolje podnijeti niže i više temperature zahvaljujući izvrsnoj toplinskoj stabilnosti.
Iako su solid-state baterije budućnost, ne mogu se zanemariti neki očigledni problemi.
Iako je istina da vidimo solid-state baterije u električnim vozilima i nadamo se da ćemo ih vidjeti i u pametnim telefonima, postoje neki očiti problemi koje se ne mogu zanemariti.
Na primjer, proizvodni trošak ovih baterija veći je od onoga što bi tvrtke platile za litij-ionske baterije. Stoga bi njihova proizvodnja u većoj mjeri bila skuplja. Naravno, Samsung ima vlastiti odjel za baterije, što je dobro. S obzirom na to kako tvrtka aktivno radi na poboljšanju tehnologije i njezinom uvođenju u mainstream, mogli bismo predpostaviti da im je lakše. Ipak, za sada ne možemo puno reći o tome.
Još jedna stvar koja može biti prepreka je veliki unutarnji otpor koji često može postati prepreka kada je u pitanju punjenje i pražnjenje baterije, jer može usporiti razvoj ove tehnologije. Naime, materijal elektrode se nakuplja unutar baterije, što se smatra kemijskom greškom i može utjecati na cjelokupno zdravlje baterije, i to uglavnom kada se koristi tijekom dužeg vremena.
Solid-state baterije, kada se pune, debljina litij-metalne anode doživljava ekspanziju i ona se počinje skupljati kada se baterija isprazni. To može uzrokovati opće pogoršanje baterije i mijenjati joj trenutni volumen.
Ne može se poreći da su solid-state baterije budućnost. S obzirom na to kako Samsung, zajedno s drugim tvrtkama, vidi budućnost u ovoj baterijskoj tehnologiji. Međutim, obzirom na probleme, teško je reći kada će ove baterije biti dostupne na svim pametnim telefonima. Jer još nema informacija kako tvrtke planiraju prevladati sve negativne i operativne probleme povezane s ovim baterijama. Za to ćemo morat još pričekati neko vrijeme da bi ih ugledali u svojim telefonima.
Piše: D.M.
