Apple se snaží prodloužit výdrž baterií - MujMAC.cz - Apple, Mac OS X, Apple iPod

23. února 2011, 00.00 | Nově zveřejněná patentová žádost popisuje techniky, jimiž se Apple snaží zvýšit energetickou hustotu lithiových článků, zajišťující jejich vyšší kapacitu při nezměněných rozměrech a hmotnosti.

Přesun k mobilním zařízením je zcela zjevný, a to samozřejmě platí i pro produkty Applu, většinu prodaných Maců už dlouho tvoří notebooky a důrazu, jaký Apple klade na mobilní přístroje s iOS, si musí všimnout každý.

O skutečné mobilitě však lze mluvit pouze tehdy, když baterie těchto zařízení vydrží dostatečně dlouho, a tak Apple přirozeně hledá způsoby, jak výdrž baterií prodloužit. (Malá terminologická poznámka: Přesně řečeno se jedná o akumulátory, avšak výraz „baterie“ se již příliš vžil, zde proto budeme oba pojmy vzájemně zaměňovat.)

Apple zkoumá možnosti zvýšení měrné kapacity baterií

Hodně se v tomto směru sice dá ovlivnit užitými komponentami a technologiemi (například konstrukční řešení iPhonu se vždy podřizovala především požadavkům na šetření baterie), ale jak ukazuje minulý týden zveřejněná patentová žádost Applu (podána byla již 22. září 2009), zkoumá se v Cupertinu také možnost zvýšení kapacity samotných baterií.

Apple v žádosti nazvané „Increasing Energy Density in Rechargeable Lithium Battery Cells“ („Zvyšování energetické hustoty lithiových akumulátorů“) popisuje, jak zvýšit kapacitu lithiových akumulátorů pomocí techniky vícekrokového CC-CV dobíjení (jde o metodu dobíjení nejprve konstantním proudem a poté konstantním napětím, doporučovanou právě pro lithiové akumulátory, blíže se popisuje například tady).

Klíč spočívá v úpravě CC-CV dobíjení

Technika CC-CV dobíjení dovolí zesílení aktivního materiálu anody lithiového článku tak, aby se zvýšila jeho energetická hustota jak na jednotku objemu, tak hmotnosti. Díky tomu sice vzroste kapacita takové baterie, ale její rozměry, stejně jako doba dobíjení a minimální životnost, zůstanou stejné.

Běžné metody pro zvýšení kapacity baterie (hodnoty udávané obvykle v miliampérhodinách - mAh) lithium-iontové či lithium-polymerové baterie, podotýká Apple v patentové žádosti, zahrnují prodloužení proudových kolektorů anody a katody a jejich obalových materiálů.

Jenže tím se současně snižuje objemová energetická hustota a baterie se celkově zvětší. Avšak v mobilních zařízeních není místa nazbyt, proto Apple hledal způsob zvýšení energetické kapacity lithiového akumulátoru bez zvětšení jeho článků.

V žádosti Apple uvádí, že se naopak snaží články baterií zmenšit, aby mohl omezený prostor v přenosných elektronických zařízení využít účinněji, uspořené místo půjde použít buď pro nové funkce a prvky, nebo k dalšímu zvýšení kapacity baterie (což prodlouží její výdrž na jedno nabití).

Kompenzace vlivu teploty a míry dobití baterie

Při vícekrokovém CC-CV dobíjení však výdrž baterie silně závisí na okolní teplotě, takže kupříkladu při dobíjení stejnou proudovou hustotou za teploty 10^o C se baterie dobije na mnohem nižší kapacitu než za teploty 45^o C. A navíc, když už bude baterie hodně dobitá, mezi 70 a 100 procenty plné kapacity, příliš vysoké hustoty dobíjecích proudů rovněž snižují její výdrž.

Apple proto navrhuje řešení, které bude snižovat dobíjecí proudy pro mobilní zařízení, když jeho se bude jeho baterie blížit plné kapacitě nebo pokud bude okolní teplota nižší. A tak ani při použití CC-CV dobíjení nedojde ke zhoršování vlastností baterie, ale naopak možná k dalšímu zlepšení její výdrže.

To znamená, že bez změny chemického složení baterie, jen úpravou objemu aktivního materiálu anody a zavedením adaptivní regulace dobíjecích proudů, by mělo být možné další zvýšení měrné kapacity lithiových baterií.

Podmínky praktického uplatnění zůstávají nejasné

Bude-li to skutečně fungovat, bylo by to určitě zajímavé nejenom pro Apple, ale v podstatě pro všechny. Na něčem takovém ovšem nepochybně pracují i všichni výrobci baterií a teprve se ukáže, čí řešení se prosadí. Zatím však není vůbec jasné, kdy by se takovéto baterie mohly dostat na trh, poptávka po nich ale by byla určitě velká.

Patentová žádost Apple navíc ukazuje, že zřejmě i současné bateriové technologie mají ještě nějaký prostor ke zlepšování (otázkou zůstává, jak velký), což pro uživatele mobilních zařízení znamená nepochybně dovrou zprávu.