何十年もの間、スマートフォンのアキレス腱は常に同じでした、それはバッテリーです。そして、プロセッサーがどれほど強力であるか、ディスプレイがどれほど鮮明であるかは関係ありません。遅かれ早かれ、バッテリー残量低下の通知が表示される時が来ます。
しかし、フォルクスワーゲン グループが開発した新技術が間もなくこのシナリオを変える可能性があり、現在の標準と比較してほぼ 2 倍の自律性が約束されます。バッテリー自体の基本コンポーネントの 1 つであるアノードを排除するという、やや思い切った、しかし非常にインパクトのある選択のおかげです。
従来のバッテリーの仕組み
このイノベーションの範囲を理解するために、少し前に戻ってみましょう。最新のほぼすべてのスマートフォンに搭載されているリチウムイオン電池は、アノード、カソード、電解液という 3 つの主要な要素によって機能します。
充電中、荷電粒子はカソードから電解質を通ってアノードに移動し、そこで使用されるまで蓄積されます。電話機の使用中は、この流れが逆になります。粒子は陽極からデバイスを通って陰極に戻り、すべての画面、カメラ、ネットワーク機能に電力を供給します。継続的なサイクルですが、物理的な制限が明確に定義されています。
フォルクスワーゲン グループの直感
アノードのないバッテリーの背後にある考え方は、電気化学の原理そのものに反しているように思えます。アノードのないバッテリーはどのようにして存在できるのでしょうか?
答えは、と呼ばれるコンポーネントにあります。 集電装置つまり、集電体、永久的なアノードとしては存在しないが、充電中に一時的にその機能を引き継ぎ、荷電粒子を蓄積する薄い金属シートです。 溶かす 放電中の機能。
本質的に、アノードは工場で作られるのではなく、サイクルごとに形成され、分解されます。このため、アドバッテリーと呼ぶ方が正確です。 一時的な陽極たとえ宗派であっても アノードフリー は現在、この分野の技術用語に入りました。
具体的な利点: より多くのエネルギー、より少ない重量
このアーキテクチャの最も直接的な利点はエネルギー密度です。これまでに製造されたプロトタイプは約 1,270 Wh/L に達しており、これは最高のリチウムイオン電池の現在の上限である約 700 Wh/L に匹敵する値です。言い換えれば、これは同じ体積でほぼ 2 倍のエネルギーを意味し、現実的な言葉に換算すると、現在 1 日半持続するスマートフォンは、デバイスのサイズを大きくすることなく 3 日に達する可能性があります。
これに加えて、過小評価されがちな 2 番目の利点、つまり製造プロセスの簡素化が挙げられます。リチウムアノードの製造段階を省略することは、製造コストを削減し、セルの総重量を減らし、バッテリーを物理的に薄くすることを意味します。
対処すべき技術的な問題があります
数字が有望に見える場合は、現在商用化を妨げる技術的な障害が存在します。一時的なアノードの形成と溶解のプロセスは、集電体の表面に不規則に分布したリチウムの堆積物を残すため、実際には完全ではありません。
充電サイクルが経過するにつれて、これらの残留物によりバッテリーの実効容量が徐々に減少します。さらに悪いことに、それらは樹状突起、つまり制御不能に成長するリチウム結晶構造の形成を促進し、セルに物理的な損傷を与え、その安全性を損なう可能性があります。
これは、まったく些細な問題ではなく、テクノロジーのメカニズムそのものに本質的な欠陥があるため、まさに研究者がまだ取り組まなければならない重要な点です。リチウムの析出を安定かつ均一にする方法が見つかるまで、アノードレス電池は研究室に限定されることになる。
スマートフォンにはいつ登場しますか?
こうした技術的な問題にもかかわらず、スマートフォンに新しいバッテリーがいつ入荷するのかを理解するのは非常に困難です。業界の主要な専門家によると、この技術はまだ初期段階にあります。最も楽観的な予測では、負極のない電池が大規模生産に入るまでに少なくとも 5 年かかるとされており、この予測は楽観的すぎると考える人もいます。