Akumulátory mobilných zariadení pod drobnohľadom

Batérie dnes a zajtra

Strana 1/3

Trh s in­for­mač­ný­mi tech­no­ló­gia­mi stá­le nap­re­du­je. Vý­rob­co­via na nás neus­tá­le chrlia no­vé a no­vé za­ria­de­nia, pri­čom v tren­de sú prá­ve tie, kto­ré si mô­že­me vziať vša­de so se­bou. Či už ide o smar­tfó­ny, tab­le­ty, no­te­boo­ky, ale­bo ultra­boo­ky, všet­ky mo­bil­né za­ria­de­nia ma­jú nie­čo spo­loč­né. Pot­re­bu­jú sa­mos­tat­ný, ľah­ký a dos­ta­toč­ne vý­kon­ný elek­tric­ký zdroj.

V ko­neč­nom dôs­led­ku je jed­no, aký vý­kon­ný pro­ce­sor, veľ­kú pa­mäť či kva­lit­ný dis­plej ma­jú, pre­to­že ak sú bez elek­tri­ny, nie sú nič iné než zby­toč­ná zá­ťaž vo vrec­ku či ba­to­hu. S na­ras­ta­jú­cim vý­ko­nom, spot­re­bou a neus­tá­le sa zmen­šu­jú­ci­mi roz­mer­mi vy­tvá­ra­jú tie­to za­ria­de­nia sku­toč­nú vý­zvu pre vý­rob­cov ba­té­rií. Ke­by sa pri­tom nie­ko­mu zda­lo, že tech­no­ló­gie ba­té­rií sú dl­ho­do­bo ne­men­né, mý­li sa. Aj v tom­to od­vet­ví to­tiž pre­bie­ha ná­roč­ný a dl­ho­do­bý vý­voj. V člán­ku sa po­zrie­me na to, aké tech­no­ló­gie ba­té­rií sa pre mo­bil­né za­ria­de­nia v sú­čas­nos­ti pou­ží­va­jú, ako sa lí­šia a ako vô­bec fun­gu­jú. Zá­ro­veň sa bu­de­me ve­no­vať vý­zvam, kto­rým sú vý­rob­co­via ba­té­rií vy­sta­ve­ní. Pred­sta­ví­me aj niek­to­ré ná­dej­né pok­ro­ky v ak­tuál­nom vý­vo­ji.

Vý­drž ba­té­rie je pa­ra­me­ter, kto­rý vý­znam­ne pris­pie­va k cel­ko­vé­mu doj­mu z mo­bil­ných tech­no­ló­gií. Ur­či­te kaž­dý pou­ží­va­teľ za­žil nep­rí­jem­ný po­cit zú­fal­stva po tom, čo mu za­ria­de­nie v ča­se nú­dze už len na­pos­le­dy za­bli­ka­lo. Po ta­kej­to uda­los­ti nas­le­du­je zvy­čaj­ne hro­ma­da na­dá­vok a čas­to már­ne zhá­ňa­nie na­bí­jač­ky a hľa­da­nie ve­rej­nej zá­suv­ky. V tom mo­men­te je ba­té­ria zrej­me váš úh­lav­ný ne­pria­teľ a mož­no sa v du­chu pý­ta­te, pre­čo už niek­to ne­vy­ro­bí ta­kú, kto­rá nie­čo vy­dr­ží. To, že nap­rík­lad ba­té­rie mo­bil­ných te­le­fó­nov zdan­li­vo vy­dr­žia čo­raz me­nej, nie je žiad­ne mys­té­rium. Nej­de o to, že by sú­čas­né ba­té­rie bo­li z hľa­dis­ka ka­pa­ci­ty me­nej vý­kon­né ako ich pred­chod­co­via.

Roz­diel je vy­vo­la­ný tým, že mo­der­né za­ria­de­nia ma­jú ove­ľa väč­šie ener­ge­tic­ké po­žia­dav­ky. Sta­rý te­le­fón s mi­nia­túr­nym mo­no­chro­ma­tic­kým dis­ple­jom a 150 MHz CPU skrát­ka ne­mož­no po­rov­ná­vať s mo­der­ným smar­tfó­nom s full HD roz­lí­še­ním, 2 GHz štvor­jad­ro­vým pro­ce­so­rom a 2 GB ope­rač­nej pa­mä­te. Pou­ží­va­te­lia si zá­ro­veň zvyk­li tie­to vrec­ko­vé po­čí­ta­če neus­tá­le pou­ží­vať a dáv­no to nie sú už len te­le­fó­ny, kto­ré dvak­rát za deň vy­be­rie­te z vrec­ka na pár mi­nú­tam ho­vo­ru. Prob­lém je, že me­dzi tý­mi­to za­ria­de­nia­mi je roz­diel len 10 ro­kov. Pok­rok v po­lo­vo­di­čoch je skrát­ka ma­sív­ny a zrej­me ne­náj­de­te od­bor, kto­rý by mu v rých­los­ti sta­čil. Sla­bá vý­drž ba­té­rie je čas­tý terč sťaž­nos­tí, pri­čom niek­to­rí pou­ží­va­te­lia na­do­bú­da­jú do­jem, že ba­té­rio­vý prie­my­sel je br­zdou no­vých tech­no­ló­gií.

Li-ion Notebook.jpg

Zná­my tvar von­kaj­šej konštruk­cie Li-Ion ba­té­rií pre rôz­ne ty­py no­te­boo­kov

Opak je však prav­da. To­mu­to vý­sku­mu sa s veľ­kým úsi­lím ve­nu­jú nie­len vý­vo­jo­vé cen­trá mno­hých vý­rob­cov, ale aj la­bo­ra­tó­riá naj­pres­tíž­nej­ších uni­ver­zít po ce­lom sve­te. Skú­ša­jú sa naj­rôz­nej­šie prog­re­sív­ne pos­tu­py a pát­ra sa po kaž­dej ces­te k mož­né­mu zlep­še­niu. Vý­voj ide sku­toč­ne naj­rôz­nej­ší­mi smer­mi, poč­núc exotic­ký­mi zlú­če­ni­na­mi ko­vov až po ge­ne­tic­ky mo­di­fi­ko­va­ný ví­rus ta­ba­ku. Od vý­vo­ja ba­té­rií by však len ťaž­ko mož­no oča­ká­vať sprá­va­nie pod­ľa Moo­rov­ho zá­ko­na. Nap­rík­lad o pro­ce­so­roch sa dá s tro­chou zve­li­če­nia po­ve­dať to, že vý­voj pre­bie­ha sme­rom zmen­šo­va­nia tran­zis­to­rov a zvy­šo­va­nia ich poč­tu. Bo­lo by sí­ce pek­né zmen­šiť čas­ti ba­té­rie a osa­diť ich na vy­šší vý­kon viac, ale zvy­čaj­ne by ste do­pad­li, ako ke­by ste po roz­de­le­ní lit­ra vo­dy do dvoch pollit­ro­vých ná­dob pred­stie­ra­li, že má­te viac vo­dy ako pred­tým. Ba­té­ria je za­ria­de­nie pra­cu­jú­ce na elek­tro­che­mic­kom pro­ce­se, kto­ré do­ká­že pre­mie­ňať ulo­že­nú che­mic­kú ener­giu na elek­tric­kú (ale­bo opač­ne pri pro­ce­se na­bí­ja­nia). Z jej konštruk­cie vy­plý­va­jú mno­hé zá­sad­né li­mi­ty, kto­rých hra­ni­ce sa po­sú­va­jú veľ­mi ťaž­ko.

Ba­té­rie na tr­hu pre­nos­ných za­ria­de­ní

Dr­vi­vá väč­ši­na sú­čas­ných pre­nos­ných di­gi­tál­nych za­ria­de­ní, ako sú no­te­boo­ky, tab­le­ty a smar­tfó­ny, pou­ží­va dva zá­klad­né ty­py ba­té­rií. Ide o aku­mu­lá­to­ry konštruk­čné­ho ty­pu Li-Ion (lí­tio­vo-ióno­vé) a Li-Pol (lí­tio­vo-po­ly­mé­ro­vé). V oboch prí­pa­doch ide o ba­té­rie tzv. se­kun­dár­ne­ho ty­pu, čo zna­me­ná, že sú na­bí­ja­teľ­né. Ba­té­rie pri­már­ne­ho ty­pu s jed­no­ra­zo­vým pou­ži­tím sa v tom­to seg­men­te z po­cho­pi­teľ­ných dô­vo­dov ne­pou­ží­va­jú (po­kiaľ ne­bu­de­me po­čí­tať vý­nim­ky, ako sú gom­bí­ko­vé ba­té­rie CR2032 na na­pá­ja­nie CMOS v no­te­boo­ku). Ba­té­rie Li-Ion a Li-Pol v prie­be­hu mi­nu­lej de­ká­dy prak­tic­ky úpl­ne vy­tla­či­li star­šie ba­té­rie ty­pu NiMH (ni­kel-me­tal-hyd­ri­do­vé), s kto­rý­mi sa však stá­le mô­že­me stret­núť v po­do­be na­bí­ja­teľ­ných ce­ruz­ko­vých či mik­ro­ce­ruz­ko­vých ba­té­rií, kde tá­to tech­no­ló­gia dod­nes do­mi­nu­je. Stav na tr­hu ba­té­rií sa za pos­led­né dve de­siat­ky ro­kov dosť ne­priaz­ni­vo pod­pí­sal na zá­klad­ných zna­los­tiach pou­ží­va­te­ľov.

Keď­že mar­ke­tin­go­vé od­de­le­nia fi­riem sa opi­su tech­no­ló­gie ba­té­rií veľ­mi ne­ve­nu­jú, pou­ží­va­te­lia sa bez ne­ja­ké­ho špe­ci­fic­ké­ho roz­lí­še­nia dos­ta­li naj­prv k ba­té­riám ty­pu NiCd, nás­led­ne NiMH, nes­kôr k Li-Ion a naj­nov­šie k Li-Pol. Tie­to šty­ri zá­klad­né ty­py na­bí­ja­teľ­ných ba­té­rií sa lí­šia ge­ne­rač­ne a hlav­ne tech­no­lo­gic­ky. Ok­rem to­ho sa v rám­ci jed­not­li­vých ty­pov stret­ne­me aj s rôz­ny­mi zme­na­mi na úrov­ni pou­ži­té­ho ma­te­riá­lu, čo ov­plyv­ňu­je vlas­tnos­ti ba­té­rie ako cel­ku. No nie­len to. Jed­not­li­vé kon­co­vé za­ria­de­nia pou­ží­va­jú­ce ba­té­riu mô­žu mať od­liš­né sché­my za­po­je­nia, prin­cíp prá­ce či iný na­bí­ja­cí me­chan­izmus. Vo vý­sled­ku tak má kaž­dé rie­še­nie ur­či­té špe­ci­fi­kum, čo mô­že ľah­ko viesť k zmät­kom. Prak­tic­ky od­jak­ži­va sa ob­ja­vo­va­li naj­rôz­nej­šie pro­fe­sio­nál­ne a ama­tér­ske od­po­rú­ča­nia oh­ľa­dom ba­té­rií, slú­žia­ce na zvý­še­nie ich ži­vot­nos­ti, ochra­nu pred poš­ko­de­ním a po­dob­ne. Prob­lém je, že ľu­dia me­dzi vnú­tor­ný­mi štruk­tú­ra­mi ba­té­rií (ale­bo špe­ci­fic­ký­mi na­bí­ja­cí­mi me­cha­niz­ma­mi) ne­roz­li­šu­jú a tie­to ra­dy čas­to ap­li­ku­jú na ba­té­rie vo všeo­bec­nos­ti. Z to­ho dô­vo­du sa dá ľah­ko stret­núť nie­len s množ­stvom rád, kto­ré si vzá­jom­ne od­po­ru­jú, ale aj s od­po­rú­ča­nia­mi dodr­žia­vať špe­ci­fic­ké pos­tu­py, ne­dá­va­jú­ce pri kon­krét­nych ty­poch ba­té­rií žiad­ny zmy­sel.

Ba­té­rie ty­pu Li-Ion a z nich vy­chá­dza­jú­ce po­ly­mé­ro­vé va­rian­ty v po­do­be Li-Pol v sú­čas­nos­ti jas­ne do­mi­nu­jú tr­hu. Ich vý­ro­bu a vý­voj vy­ko­ná­va množ­stvo spo­loč­nos­tí, ale na úpl­nom vr­cho­le po­my­sel­nej py­ra­mí­dy sa na­chá­dza veľ­mi sil­ná štvo­ri­ca. Kon­krét­ne ide o Pa­na­so­nic (a je­ho kú­pe­nú di­ví­ziu Sa­nyo), So­ny, Sam­sung (je­ho di­ví­zia SDI) a LG (je­ho che­mic­ká di­ví­zia LG Chem). Tie­to fir­my sú zod­po­ved­né až za 60 % sve­to­vej pro­duk­cie. Za ni­mi nas­le­du­je sed­mič­ka dru­hé­ho sle­du v po­do­be spo­loč­nos­tí Hi­ta­chi, NEC, Saft, BYD, Chi­na BAK, Ultra­li­fe Bat­te­ries a Ener­gy De­vi­ces Ltd, kto­ré dá­va­jú do­ved­na 30 % vý­ro­by. Zos­tá­va­jú­cich 10 % tr­hu pat­rí os­tat­ným fir­mám. Z hľa­dis­ka štát­nej prís­luš­nos­ti tak vý­ro­bu Li-Ion ba­té­rií na 90 % pok­rý­va Ja­pon­sko, Čí­na a Juž­ná Kó­rea.

Li-Ion pod ka­po­tou

Zá­klad­ným fun­kčným prin­cí­pom ba­té­rií je pre­me­na us­klad­ne­nej che­mic­kej ener­gie na elek­tric­kú. Ak­tív­ne zlož­ky sú v tom­to pro­ce­se ma­te­riá­ly, me­dzi kto­rý­mi do­chá­dza pros­tred­níc­tvom elek­tro­che­mic­kej oxidač­no-re­duk­čnej reak­cie k vý­me­ne elek­tró­nov. Konštruk­cia ba­té­rie sa zvy­čaj­ne skla­dá z jed­né­ho ale­bo via­ce­rých sa­mos­tat­ných jed­no­tiek, na­zý­va­ných člán­ky. Ich za­po­je­nie je pa­ra­lel­né ale­bo sé­rio­vé, a to v zá­vis­los­ti od ty­pu ba­té­rie, vý­stup­né­ho na­pä­tia a po­ža­do­va­nej ka­pa­ci­ty. Kaž­dý člá­nok sa skla­dá z troch hlav­ných zlo­žiek: zo zá­por­nej elek­tró­dy (anó­da), klad­nej elek­tró­dy (ka­tó­da) a elek­tro­ly­tu. Zá­por­ná elek­tró­da je po­čas elek­tro­che­mic­kej reak­cie oxido­va­ná a vzdá­va sa elek­tró­nov v pros­pech elek­tric­ké­ho ob­vo­du. Elek­tró­ny z ob­vo­du pri­jí­ma klad­ná elek­tró­da, kto­rá je v prie­be­hu elek­tro­che­mic­kej reak­cie re­du­ko­va­ná. Elek­tro­lyt je ióno­vý vo­dič, kto­rý v tom­to pro­ce­se fun­gu­je ako pros­trie­dok na pre­nos iónov me­dzi obo­ma elek­tró­da­mi. Ide te­da o vo­dič me­dzi anó­dou a ka­tó­dou, pri­čom ho oby­čaj­ne tvo­rí ne­ja­ký druh kva­pa­li­ny. Cie­ľom pri vý­ro­be ba­té­rie je náj­sť ta­ké kom­bi­ná­cie ma­te­riá­lov a pr­vkov, kto­ré bu­dú pri čo naj­men­šej hmot­nos­ti a ob­je­me do­sa­ho­vať veľ­kú ka­pa­ci­tu a vy­so­ké na­pä­tia. Do pro­ce­su však pre­ho­vá­ra­jú aj iné fak­to­ry, ako nap­rík­lad ce­na, sta­bi­li­ta či bez­peč­nosť.


« prvá strana « predchádzajúca strana ďalšia strana » posledná strana »  

 
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

Prís­lu­šen­stvo k ultra­boo­kom a no­te­boo­kom
Ultrabooky predstavujú zaujímavý segment prenosných počítačov. Disponujú ultratenkým telom, sú ľahké, a teda ide o vhodného spoločníka na cesty. čítať »
 
Mi­ni PC s An­droi­dom
Android sa majoritne udomácnil v smartfónoch a tabletoch, má však aj ďalšie využitie. Objavil sa napr. v minipočítačoch určených do funkcie multimediálneho centra. čítať »
 
Autor PMD-85: Vy­me­nil som pieš­ťan­skú ga­ráž za Si­li­con Valley
Viete o tom, že tento rok to je už viac ako 30 rokov, čo svetlo svetla uzreli počítače PMD-85? Starší členovia našej redakcie na nich vyrastali a dali im solídny hardvérový i softvérový základ. čítať »
 
Aty­pic­ký po­rov­ná­vač cien
Vo februárovom vydaní PC REVUE sme vám predstavili, ako fungujú porovnávače cien. Pricemania alebo Heureka sú obľúbené zdroje informácii, pokiaľ chcete niečo kúpiť. čítať »
 
Všet­ko v jed­nom
So seriálom Banka v mobile sme už navštívili niekoľko virtuálnych pobočiek našich bánk. Začali sme Tatra bankou, pokračovali sme Slovenskou sporiteľňou a v tejto časti sa z klasických značiek kamenných bánk presunieme do inovatívnej direct banky. čítať »
 
Naj­lep­šie tab­le­ty pre An­droid i Win­dows
Po pokojnejšom minulom mesiaci sa nám na testovacom stole objavilo opäť väčšie množstvo tabletov. Testované kúsky potešili rôznorodosťou a niektorými zaujímavými funkciami, pričom medzi recenzovanými zariadeniami nechýbali ani horúce novinky, ako je Samsung Galaxy Note 8.0 alebo ASUS Fonepad.  čítať »
 
Vie­te, ako spoz­ná­te bez­peč­ný web? Ze­le­ná sa...
Bežné certifikáty SSL sú drahé a môžu si ich dovoliť iba veľké firmy. A pritom je zabezpečenie dát a dôveryhodnosť prevádzkovateľa dnes na internete prioritou, ktorej sa dostáva čoraz viac pozornosti. čítať »
 
Goog­le: Vy­skú­šaj­te na­vi­gá­ciu za­dar­mo
Spoločnosť Google predstavila konečne aj na slovenskom trhu navigáciu určenú pre zariadenia s operačným systémom Google Android (2.2+) a Apple iOS (5.1+). Dá sa tak použiť na väčšine tabletov a smartfónov, a to zadarmo, pokiaľ neberieme do úvahy poplatky za internet. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter