Já se passou uma década desde o lançamento do iPhone original, revolucionando a computação pessoal como a conhecemos. Enquanto aparelho icônico da Apple mudou a maneira como todos nós interagimos com eletrônicos pessoais para sempre, não foi perfeito. Na verdade, um elemento do telefone - a duração da bateria - foi positivamente lamentável.

Apesar das tecnologias de aparelhos continuarem a se desenvolver em ritmo acelerado, com os principais telefones sendo substituídos ano após ano por novos irmãos superiores, o maior problema do iPhone original - poder de permanência de má qualidade - permanece no iPhone 7 e seus rivais.

Os chipsets continuam a ficar mais rápidos, a contagem de megapixels da câmera continua aumentando e quantidades cada vez maiores de RAM e armazenamento interno são espremidos, levando a aparelhos notáveis ​​como o Samsung Galaxy S8 e o Sony Xperia XZ Premium. A duração da bateria, no entanto, estagnou na marca de um único dia, 36 horas no máximo, se você tiver sorte.

Essas promessas sonolentas de baterias que duram uma semana e que todos nós cobiçamos na última década parecem não estar mais próximas da realidade do que eram em 2007, quando Steve Jobs nos disse que teríamos que carregar nossos telefones todas as noites..

Por que as baterias de smartphones são tão lentas para se desenvolver? Pedimos a uma série de especialistas do setor para descobrir e descobrir até que ponto essa bateria perfeita do smartphone é realmente.

Perseguindo o sonho impossível

Melhorar a duração da bateria não deve ser tão difícil, certo? Basta aumentar a bateria ou investir alguns desses bilhões de dólares de lucro que o espaço do smartphone está acumulando para impulsionar o desenvolvimento da bateria. Soa simples.

Infelizmente, as coisas não são tão simples. Desenvolver uma nova bateria não significa apenas gastar dinheiro, contratar os melhores cientistas e engenheiros, ou mesmo a passagem do tempo. Ao contrário do avanço da capacidade de processamento, que segue um caminho pré-estabelecido, a criação de baterias com maior densidade de energia requer a criação de novos campos científicos..

“O poder de processamento tende a seguir algo que chamamos Lei de Moore, então, a cada poucos anos, os transistores ficam um pouco menores e, portanto, podemos encaixar mais em um chip e obter mais poder de processamento.,” explicou o Dr. Billy Wu, professor de Ciência e Engenharia Eletroquímica na Escola de Engenharia Dyson do Imperial College de Londres..

“Nos microprocessadores, tudo se resume a tornar as coisas menores. Em baterias de íons de lítio, se você quiser obter uma melhoria na densidade de energia, então, quanto tempo o seu telefone durar, então você precisa mudar fundamentalmente os materiais que você coloca dentro dele.”

Isso não é tão fácil quanto simplesmente trocar certas substâncias químicas em favor de outras. Em vez disso, é uma mistura cuidadosamente equilibrada de componentes que, se mal administrados, poderiam ser seriamente perigosos.

“No momento, usamos NMCs, essas combinações de níquel, cobalto e manganês, e nos próximos anos teremos um aumento na densidade de energia apenas ajustando as proporções dos elementos que colocamos em,” ele explicou.

“Nós teremos mais energia colocando mais níquel no interior porque é um elemento mais reativo. Isso acontecerá nos próximos anos. Nós estamos lentamente resolvendo isso.

“Essas progressões, estamos usando os mesmos materiais, para que possamos encaixar nas mesmas linhas de fabricação agora, já que usamos o mesmo equipamento. Isso vai te dar uma ordem de talvez 10 ou 20% de performance extra.”

Uma melhoria de 10 a 20% na vida útil da bateria não é nada para ser desprezada, o que o levará aos reinos de dois dias entre viagens à rede elétrica, em vez de tarifas noturnas. Anos de desenvolvimento para apenas um dia adicional de duração da bateria não é exatamente o avanço que os consumidores estão exigindo.

Por que a duração da bateria não é uma solução rápida

O progresso é lento e, tanto quanto a indústria e os consumidores estão pedindo baterias com maior densidade de energia, a espera continuará por algum tempo ainda.

“Fabricação de bateria é um pouco de arte escura,” O Dr. Wu nos contou. “A razão pela qual leva tanto tempo é que as pessoas têm que tentar cada combinação de coisas. Queremos quantidades crescentes de tempo de vida, então para ter certeza, temos que testar.”

Mesmo quando materiais substitutos adequados foram encontrados, as coisas nunca são tão simples como uma troca direta.

“O silicone é visto como um substituto para o grafite em nossas baterias, e tem dez vezes mais densidade de energia do que grafite, então imagine que o seu telefone dura dez dias em vez de um dia.,” Dr. Wu brincou. “O problema é que temos uma enorme expansão de volume.”

Ele explicou: “À medida que carregamos e descarregamos nossas baterias, a grafite na verdade se expande e se contrai em cerca de 10%. Podemos lidar com 10%, mas o silicone quando você carrega e descarrega na verdade se expande em 300%, então você pode imaginar uma bateria com 1 metro de largura para o seu veículo elétrico subitamente ter 3 metros de largura, o que não é prático.

“Precisamos lidar com alguns dos desafios de engenharia lá.”

O dinheiro também é um ponto crítico quando se trata de desenvolvimento de baterias. Não é o dinheiro que está sendo bombeado, há muito disso, mas com bilhões de dólares a serem descobertos, há centenas de fabricantes, cientistas e grupos de pesquisa tentando quebrar a próxima grande mudança..

Sem o compartilhamento de recursos e uma visão de primeiro lucro sobre o desenvolvimento, a falta de colaboração em toda a indústria está novamente dificultando a progressão.

“Há muito R & D acontecendo em torno de pessoas experimentando novas tecnologias de baterias,” George Paparrizos, diretor de gerenciamento de produtos da Qualcomm responsável pelo gerenciamento de bateria nos contou.

“Muitos deles estão no estágio inicial e geralmente leva alguns anos de um projeto de P & D para ser fabricado..”