Pažangiausia baterijų technologija vis dar laukia savo eilės: kas stabdo proveržį?

Tačiau, nepaisant akivaizdžių privalumų, šiuolaikiniai išmanieji telefonai – įskaitant ir būsimus „iPhone“ modelius – dar nenaudoja šios technologijos. Specializuota žiniasklaida aiškina, kas iš tiesų trukdo tvirtosios būsenos baterijoms tapti masiniu sprendimu.

Pagrindinis tokių akumuliatorių skirtumas yra elektrolito tipas. Vietoje skysto arba gelinio elektrolito, naudojamo ličio jonų baterijose, čia taikomas kietas elektrolitas – medžiaga, kuri perneša elektros krūvį tarp akumuliatoriaus anodo ir katodo.

Įprastose baterijose naudojamos ličio druskos ir lengvai užsiliepsnojantys organiniai tirpikliai. Tuo tarpu tvirtosios būsenos akumuliatoriuose taikomos sausos keraminės medžiagos. Toks sprendimas leidžia gerokai sumažinti gaisro riziką, greičiau įkrauti įrenginius ir padidina leistiną įkrovimo–iškrovimo ciklų skaičių.

Vadinasi, praktiškai pagal visus svarbiausius parametrus tvirtosios būsenos baterijos lenkia ličio jonų analogus.

Vis dėlto pagrindinė jų plėtros kliūtis išlieka gamybos kaina. Ličio jonų akumuliatoriai masiškai naudojami jau daugiau nei 30 metų, o jų gamyba optimizuota iki milijardų vienetų per metus. Skaičiuojama, kad vien „Apple“ kasmet parduoda apie 250 mln. „iPhone“ įrenginių, o visas pasaulinis išmaniųjų telefonų rinka siekia 1,25–1,6 mlrd. įrenginių per metus.

Pridėkime dar nešiojamuosius kompiuterius, ausines, išmaniuosius laikrodžius, išorinius akumuliatorius ir elektromobilius – tampa akivaizdu, kad esama tvirtosios būsenos akumuliatorių tiekimo grandinė visiškai nepasirengusi tokiai paklausai.

Naujų tipų akumuliatorių gamyba yra sudėtingesnė ir duoda santykinai mažesnį tinkamos, be defektų produkcijos procentą. Be to, tvirtosios būsenos baterijos jautriau reaguoja į vibraciją ir eksploatacijos metu gali nežymiai „išbrinkti“. Tai apsunkina jų montavimą itin kompaktiškuose įrenginiuose, tokiuose kaip išmanieji telefonai.

Dėl šių priežasčių šiuo metu tvirtosios būsenos akumuliatoriai kainuoja maždaug keturis–aštuonis kartus brangiau nei tokios pačios talpos ličio jonų baterijos.

Ekspertų vertinimu, daugumą techninių ir gamybos problemų laikui bėgant pavyks išspręsti. Tuo pat metu dabartiniai ličio jonų akumuliatoriai yra tiek ištobulinti, kad gamintojai nejaučia kritinio poreikio skubiai pereiti prie brangesnės ir dar ne iki galo išbandytos technologijos.

Prognozuojama, jog tvirtosios būsenos baterijų masinė gamyba realiai prasidės tik 2030-ųjų pradžioje. Tuomet jos palaipsniui galės išstumti dabartinius sprendimus iš išmaniųjų telefonų ir kitos nešiojamosios elektronikos.

Kol kas vietoje tvirtosios būsenos akumuliatorių 2025–2026 metų flagmanuose plačiai diegiamos silicio–anglies baterijos. Tai tarpinis žingsnis, leidžiantis gerokai padidinti talpą (iki 10 000 mAh) išlaikant ploną korpusą.

Skaičiuojama, kad 2026 metais išmanieji telefonai su 10 000 mAh akumuliatoriais taps įprastu reiškiniu. Visų pirma tai bus būdinga vidutinės klasės modeliams iš Kinijos gamintojų.