Uporabniki si vsekakor želimo spremembe. Raziskava Global Market Instituta, ki jo je izvedel v Veliki Britaniji, je pokazala, da kar 89 odstotkov uporabnikov pri nakupu novega mobilnika avtonomijo baterije označuje kot enega najpomembnejših podatkov. Koliko časa bodo lahko uporabljali telefon, preden ga bodo morali spet polniti, je za uporabnike celo bolj pomembno od znamke telefona, saj je znamko z enako stopnjo pomembnosti označilo le 68 odstotkov vprašanih. Trajanje baterije je uporabnikom tako pomembno, da jih veliko izključuje nekatere funkcije in storitve ter zmanjša svetlost zaslona, da bi s tem privarčevali energijo. 89 odstotkov vprašanih je tudi reklo, da bi pri novih modelih pametnih telefonov bistveno raje videli bolj zmogljive baterije kot pa novosti v slogu gibkih zaslonov, zvočnih ukazov in 3D-grafike.
Proizvajalci baterij na drugi strani pa imajo povsem druge »standarde«. Njihov trenutni model oziroma cilj je izdelava baterij, ki pri povprečno intenzivnem delu z mobilnim telefonom vzdržijo – en dan. In to je tudi dejansko stanje, ki bo predvsem mlade, ki telefon najbolj aktivno uporabljajo, motilo.
A takšno stanje še ne pomeni, da si proizvajalci za to ne prizadevajo. Če pogledamo malce v zgodovino, vidimo, da so baterije vse bolj zmogljive. Iphone 4, recimo, je imel baterijo zmogljivosti 1420 mAh, model 5s pa ima 1560 mAh, kar je, glede na to, da je manjši, kar dosežek. Ko je na trg prišel Nexus One, ga je poganjala 1400 mAh baterija, model Nexus 5 iz lanskega leta pa kar 2300 mAh. In podobno velja tudi za druge znamke. Raziskave so pokazale, da se zmogljivost baterij povečuje za približno 7 odstotkov letno. A ta povečava ostaja bolj ali manj neopažena, saj se avtonomija – zaradi napredka strojne opreme, ki je vgrajena v mobilnike – zmanjšuje. Svoje je naredil prehod s 3G na 4G oziroma LTE, velik porabnik so večji zasloni z višjo ločljivostjo, pa tudi novi procesorji niso ravno varčni.
Zaradi same zmogljivosti naprav so svoje navade spremenili tudi uporabniki. Ti uporabljajo vse več programov hkrati, pa tudi posamezni programi so precej požrešni. Zlasti v kombinaciji s kakšnim »gadgetom«, priključenim na mobilnik.
Proizvajalci se s težavo baterij spopadajo različno. En način je seveda vpeljava novih tehnologij, a o tem nekoliko pozneje, saj pri njih govorimo bolj o prihodnosti. Sedanjost je takšna, da so ugotovili, da »telovadba« okoli litija v baterijah ni več smiselna, zato so se spravili na način uporabe naprave. Različni proizvajalci so k temu pristopili različno, skupni imenovalec pa je, da so vpeljali neki varčni način, ki ga vključi uporabnik ali pa se vključi samodejno, ko je baterija bolj prazna. HTC je pri modelu HTC One vpeljal nekaj, čemur pravijo Extreme Power saving mode, pri čemer se v napravi izključijo vse funkcije, ki niso nujno potrebne – izključi se vibriranje, nadgradnja aplikacij v ozadju, zmanjša se svetlost zaslona in še kaj. S tem se privarčuje nekaj energije in je zato mogoče opraviti kak klic več.
Drugi očiten način izboljšanja avtonomije pametnih telefonov je poraba večje baterije. Če mislite, da so proizvajalci izdelali večje naprave le zato, ker so hoteli ponuditi večje zaslone, se motite. Eden ključnih dejavnikov povečave je tudi možnost uporabe večje baterije. Poglejte si na primer nekatere tako imenovane tablifone, torej naprave, ki so po velikosti nekje med telefonom in tablico. Ugotovili boste, da imajo precej večje baterije od svojih manjših bratov.
A uvajanje varčnih načinov in večanje baterij ima svoje meje. In do teh meja smo pravzaprav že prišli, zato potrebujemo nekaj novega.
Novosti in tveganja
Kot smo zapisali, se tudi baterije razvijajo, čeprav ne s takšnim tempom, kot bi si želeli. Skoraj vsak nov model telefona prinese tudi kakšno majhno spremembo, ki malenkostno pripomore k temu, da baterija bodisi drži nekoliko dlje, se nekoliko hitreje napolni ali pa se delno popravi kakšna druga hiba. Stanje je podobno tistemu pri mikroprocesorjih – proizvajalci poskušajo z majhnimi posegi iz tehnologije iztisniti še kak kiloherc ali optimirati kak drug del, da bi bil nato celoten procesor vsaj malo hitrejši. Pri baterijah, temelječih na litiju, je stanje nekako podobno. Proizvajalci se trudijo, da bi elektronsko vezje, ki je namenjeno zaščiti baterije in krmiljenju dogajanja v njej, čim bolj optimirali in tako potisnili kemijske procese znotraj baterije do skrajnih meja. Ena od najpogosteje uporabljenih metod je povečanje najvišje napetosti litijeve celice. V zadnjih letih je napetost narasla s 4,15 na 4,35 V, kar je pomenilo tudi za približno toliko odstotkov povečanje zmogljivosti. Poznavalci tehnologije pravijo, da bo v naslednjih petih letih mogoče doseči napetost med 4,5 in 4,6 V, kar pomeni kar znatno povečanje zmogljivosti, hkrati pa bo to verjetno zgornja meja.
Težava povečevanja napetosti pa je v tem, da je lahko dokaj nevarna. Potiskanje napetosti litijeve celice čez rob je bistveno bolj nevarno kot »mučenje« procesorja. Litij, ki je v baterijah, je dokaj nestabilen element in pri pretiravanju se lahko zgodi, da se vname. In prav v tem leži omejitev dvigovanja napetosti litijeve celice. A ta trenutek nekih velikih alternativ ni in jih v naslednjih nekaj letih tudi ni videti, tako da bomo skoraj zagotovo še vedno uporabljali litij-ionske baterije. To pa ne pomeni, da uporabnikom življenje ne bo nič olajšano. Malce bo. Trajanje baterije oziroma avtonomija bi namreč bila bistveno manjša težava, če bi telefon lahko hitreje napolnili ali pa nam ne bi bilo treba s seboj vlačiti napajalnikov in žic. Na tem področju pa bo v naslednjih letih verjetno dosežen precejšen napredek. Vse pogosteje se omenja brezžično polnjenje, pa tudi na področju hitrosti polnjenja se marsikaj dogaja.
Nove ideje
Pa si oglejmo nekaj novosti, ki so za zdaj še v fazi razvoja, a je njihova množična proizvodnja, po besedah snovalcev, že za ovinkom.
Izraelsko podjetje StoreDot je s pomočjo nanotehnologije izdelalo baterijo, ki jo je mogoče napolniti v tridesetih sekundah. Razvili so bioorganske peptidne molekule velikosti okoli 2 nm (zato nanodot ali mogoče ne ravno posrečeno nanopika), ki so sposobne shraniti do petkrat več energije kot podobno velika litijeva enota, omogočajo bistveno hitrejše polnjenje, pa tudi trajajo dlje kot litijeve. Poznavalci pravijo, da bodo tovrstne baterije verjetno stale približno dvakrat več od litij-ionskih, kar niti ni tako hudo. Tehnologija ta trenutek še ni na ravni, primerni za uporabo v pametnih telefonih, a podjetje naj bi se že dogovarjalo s Samsungom za sodelovanje, kar mogoče pomeni, da bo zadeva stekla.
Podjetje California Lithium Battery je prišlo na drugačno idejo. Raziskovalci se že nekaj časa trudijo, da bi našli kak boljši material za anode od litija. Obetavne rezultate sta pokazala silicij in grafen, omenjeno podjetje pa je oba materiala združilo in s tem uporabilo povečanje zmogljivosti, ki jih nudi silicij, in stabilnost, ki jo nudi grafen. Zdajšnje baterije uporabljajo litijevo anodo z grafitom. Če se grafit zamenja s silicijem, se kapaciteta baterije krepko poveča, saj silicij neprimerno bolje absorbira litij kot kateri koli drug material. Težava pa je v tem, ker po nekaj ciklih polnjenja in praznjenja zadeva preneha delovati, saj se silicij »napihne«, ko je poln litija, in skrči, ko tega ni. Z dodajanjem grafena v silicij se takšno obnašanje izredno zmanjša in prvi rezultati kažejo, da bi takšne baterije lahko imele do trikrat večjo kapaciteto od obstoječih. Podjetje je že prikazalo delujoč model takšne baterije in po njihovih besedah bi lahko na trg prišle že v naslednjih nekaj letih.
Svoje na področju baterij dela tudi Apple. Iz vloženega patenta je razvidno, da delajo na vodikovi gorivni celici, ki naj bi bila uporabljena v zmogljivejših pametnih telefonih in tablicah. Tovrstne celice so bile do zdaj mišljene bolj za pogon osebnih avtomobilov, a Apple pravi, da bi njihova tehnologija omogočila »neprekinjeno uporabo mobilnih naprav tudi več dni ali celo tednov brez polnjenja«. Za zdaj še ni jasno, kdaj in ali sploh bo Apple opremil svoje iPhone, iPade in MacBooke s to novostjo.
Moj mikro Januar Februar 2015 | Miha Gradišnik
