Smartphone-batteriteknologien er ret god i dag. Men hvis der er én ting, som gadget-elskere aldrig vil kunne få nok af, så er det løftet om bedre batterilevetid. Ville det ikke være fantastisk, hvis vores telefoner kunne holde til to eller tre hele dage med intensiv brug med blot en enkelt opladning? Hvad med en hel uge? Med grafen-batterier er det måske ikke en ønskedrøm.
Købsguide: De bedste powerbanks, du kan købe
Grafenbatterier driver ikke smartphones og andre gadgets endnu, men teknologien er på vej fremad. I fremtiden kan grafen være det materiale, der erstatter de lithium-ion-batterier, som teknologibranchen har været så afhængig af i årtier.
Vi har skrevet om grafen et par gange før her på Android Authority. Det virker som en af de teknologier med masser af løfter, men som til stadighed er lige rundt om hjørnet. Selv om vi stadig er et stykke vej fra kommercialiseringen af grafen-teknologier, herunder batterier, er det stadig noget, der er værd at holde på radaren.
Her er alt, hvad du behøver at vide om grafen-batterier.
Hvad er et grafen-batteri?
Hvor vi går i dybden med grafenbatteriet, er det værd hurtigt at opsummere, hvad grafen er, og hvordan det fungerer.
Grafen er kort fortalt en sammensætning af kulstofatomer, der er tæt bundet i en sekskantet eller honeycomb-lignende struktur. Det, der gør grafen så unikt, er, at denne struktur kun er ét atomart lag tyk, hvilket i bund og grund gør et grafenark todimensionalt. Denne 2D-struktur giver meget interessante egenskaber, herunder fremragende elektrisk og termisk ledningsevne, høj fleksibilitet, høj styrke og lav vægt. Det, vi især er interesserede i, er den elektriske og termiske ledningsevne, som faktisk er bedre end kobber – det mest ledende metalelement.
Superkondensatorer muliggør batterier, der holder meget længere og oplades næsten øjeblikkeligt
Når det kommer til batterier, kan grafenes evner bruges på en række måder. Den ideelle anvendelse af grafen som batteri er som en “superkondensator”. Superkondensatorer lagrer strøm ligesom et traditionelt batteri, men kan oplade og aflade utrolig hurtigt.
Det uløste trick med grafen er, hvordan man økonomisk kan massefremstille de supertynde plader til brug i batterier og andre teknologier. Produktionsomkostningerne er uoverkommeligt høje i øjeblikket, men forskningen er med til at gøre grafenbatterier til en realitet.
Tilbage i 2017 annoncerede Samsung et gennembrud med sin “grafenkugle”. Selv om vi ikke har hørt mere siden. For nylig kom det frem, at Telsa angiveligt også er interesseret i teknologien til bilbatterier.
Grafen vs lithium-ion
Nøjagtig som lithium-ion-batterier (Li-ion) bruger grafenceller to ledende plader, der er belagt med et porøst materiale og nedsænket i en elektrolytopløsning. Men selv om deres indre opbygning er ret ens, har de to batterier forskellige egenskaber.
Grafen har en højere elektrisk ledningsevne end lithium-ion-batterier. Det giver mulighed for hurtigere opladning af celler, som også kan levere meget høje strømme. Dette er især nyttigt til f.eks. bilbatterier eller hurtig opladning fra enhed til enhed. Den høje varmeledningsevne betyder også, at batterierne kører køligere, hvilket forlænger deres levetid, selv i trange rum som f.eks. en smartphone.
Graphen-batterier er også lettere og slankere end de nuværende lithium-ion-celler. Det betyder mindre, tyndere enheder eller større kapaciteter uden at kræve ekstra plads. Ikke kun det, men grafen giver også mulighed for meget højere kapacitet. Lithium-ion lagrer op til 180Wh energi pr. kilo, mens grafen kan lagre op til 1.000Wh pr. kilo.
Endeligt er grafen mere sikkert. Selv om lithium-ion-batterier har en meget god sikkerhedsstatistik, har der været et par større hændelser med defekte produkter. Overophedning, overopladning og punktering kan forårsage en løbsk kemisk ubalance i li-ion-batterier, som resulterer i brand. Grafen er meget mere stabilt, fleksibelt og stærkere og er mere modstandsdygtigt over for sådanne problemer.
Du behøver dog ikke at have det ene eller det andet. Li-ion-batterier kan bruge grafen til at forbedre katodelederens ydeevne. Disse er kendt som grafen-metaloxidhybrider. Hybridbatterier resulterer i lavere vægt, hurtigere opladningstider, større lagerkapacitet og en længere levetid end de nuværende batterier. De første grafenbatterier i forbrugerkvalitet vil sandsynligvis være hybrider.
Hvad grafenbatterier betyder for smartphones
Fremtidige smartphones, der indeholder grafenstrømceller, vil udvise de ovenfor beskrevne fordele. Håndsættene ville oplades endnu hurtigere (se resultaterne, da vi testede en graphene powerbank i videoen øverst i denne artikel), batteritiden ville nemt kunne holde en dag eller to, hvis ikke længere, og enhederne kunne være tyndere og lettere.
Opgangen til graphene kunne give 60 % eller mere kapacitet sammenlignet med et lithium-ion-batteri af samme størrelse. Kombineret med bedre varmeafledning vil køligere batterier også forlænge enhedens levetid. Du vil ikke skulle betale for dyre udskiftninger af batterier efter et par år for at holde dine gamle enheder i topform.
Du må ikke gå glip af: Sådan forlænger du din Android-telefons batterilevetid
Graphene-batterier ville gøre det muligt for smartphones at være tyndere eller tilbyde mere batterikapacitet, samtidig med at de beholder deres nuværende proportioner. Der er også interessante konsekvenser for hurtig opladning fra enhed til enhed. Med batterier, der kan klare meget høje strømme og lynhurtige opladnings- og afladningstider, kan gadgets oplade hinanden med superhurtige hastigheder.
Selv om grafenbatteriteknologien stadig er nogle år væk, er det et spændende perspektiv for fremtidige smartphones, gadgets, elbiler og meget andet. Det er noget, man skal holde øje med.