Φορτίζετε λάθος το τηλέφωνο αλλά το φταίξιμο δεν είναι δικό σας

Πίστευα ότι ήμουν καλός στο να φορτίζω πράγματα, γράφει ο Ανταμ Κλαρκ Εστες στον δημοφιλή, για τεχνολογικά θέματα και όχι μόνο, ιστότοπο vox.com. Kαι προσθέτει: το τηλέφωνό μου, για παράδειγμα, σχεδόν ποτέ δεν “πεθαίνει” επειδή το φορτίζω ασύρματα κατά τη διάρκεια της νύχτας και, στη συνέχεια, αν εξαντληθεί το απόγευμα, το… εκτοξεύω με έναν γρήγορο φορτιστή. Αλλά η μέγιστη χωρητικότητα της μπαταρίας μου έπεσε πρόσφατα στο εύρος του 80% και ξέρω ότι θα είναι μόνο θέμα χρόνου να πάρω μια νέα μπαταρία — ή ένα νέο τηλέφωνο, αν νιώθω ευκολόπιστος.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που τροφοδοτούν τα τηλέφωνα, τους φορητούς υπολογιστές, ακόμη και τα αυτοκίνητά μας είναι ατελείς και προορίζονται να… υποβαθμιστούν με την πάροδο του χρόνου. Σχεδόν ό,τι κάνουμε το κάνει αυτό να συμβαίνει πιο γρήγορα. Αυτός ο ασύρματος φορτιστής που χρησιμοποιώ τη νύχτα δημιουργεί υπερβολική θερμότητα, η οποία επιταχύνει τη φθορά της μπαταρίας. Το ίδιο για γρήγορη φόρτιση.

Αυτό σημαίνει ότι η σωστή φόρτιση του τηλεφώνου σας είναι πρακτικά αδύνατη.

Ενώ ορισμένες συμβουλές και κόλπα μπορούν να επιταχύνουν τη διαδικασία και να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας του τηλεφώνου σας, δεν μπορείτε να κάνετε τίποτα για τους περιορισμούς των μπαταριών ιόντων λιθίου στις συσκευές σας. Όλα τελικά σταματούν να έχουν φόρτιση, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζονται συνεχώς αντικατάσταση. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, ειδικά οι φθηνές, μπορούν επίσης να εκραγούν χωρίς προειδοποίηση.

Υπάρχει, ωστόσο, νέα ελπίδα για μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία των μπαταριών.

Η ανακάλυψη από μια start up

Μια startup με έδρα τη Βοστώνη που ονομάζεται Pure Lithium ανακοίνωσε πρόσφατα μια σημαντική ανακάλυψη με τις μπαταρίες λιθίου της. Ενώ οι μπαταρίες ιόντων λιθίου στο τηλέφωνό σας αρχίζουν να υποβαθμίζονται σημαντικά μετά από μερικές εκατοντάδες κύκλους φόρτισης και εκφόρτισης, αυτές οι μπαταρίες λιθίου, που χρησιμοποιούν καθαρό λίθιο αντί για ένωση λιθίου, μπορούν να διαρκέσουν πάνω από 2.000 φορτίσεις χωρίς σημαντική υποβάθμιση της ζημιάς, δείχνει μια συνεχιζόμενη δοκιμή. Επιπλέον, οι μπαταρίες μετάλλου λιθίου μπορούν να αποθηκεύουν διπλάσια ενέργεια και να ζυγίζουν το μισό από τις συμβατικές μπαταρίες ιόντων λιθίου. Η συνιδρυτής και διευθύνουσα σύμβουλος της Pure Lithium, Emilie Bodoin, αποκαλεί αυτόν τον συνδυασμό χαρακτηριστικών «το ιερό δισκοπότηρο της αποθήκευσης ενέργειας».

«Πρέπει να αλλάξουμε ένα βήμα, γιατί υπήρξαν πολλές εφευρέσεις στον χώρο της μπαταρίας τα τελευταία 20 χρόνια», μου είπε ο Bodoin. “[Αλλά] δεν μπορείτε να το νιώσετε στο τηλέφωνό σας ή στη συσκευή σας.”

Τούτου λεχθέντος, δεν μπορείτε επί του παρόντος να αγοράσετε ένα iPhone με μπαταρία λιθίου μέσα σε αυτό. Οι μπαταρίες μετάλλου λιθίου, μαζί με τις υπόλοιπες τεχνολογίες μπαταριών που αντικαθιστούν τα ιόντα λιθίου, βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη.

Και έτσι, παρόλο που οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι ατελείς, θα συνεχίσουν να είναι πανταχού παρούσες για δεκαετίες. Η αλυσίδα εφοδιασμού που απαιτείται για την κατασκευή μπαταριών ιόντων λιθίου, ειδικά μπαταριών EV, εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την Κίνα, αλλά μπορεί επίσης να κλιμακωθεί με τρόπο που η πειραματική τεχνολογία μπαταριών δεν μπορεί. Η παγκόσμια ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου έφτασε τις 700 γιγαβατώρες το 2022 και, σε μεγάλο βαθμό χάρη στα ηλεκτρικά οχήματα, η ζήτηση αναμένεται να αυξάνεται κατά 30% ετησίως έως ότου φτάσει τις 4.300 γιγαβατώρες το 2030, σύμφωνα με την McKinsey. Για να το θέσουμε αυτό στο πλαίσιο, 4.300 κιλοβατώρες είναι αρκετές για να τροφοδοτήσουν περισσότερα από 400.000 σπίτια για ένα χρόνο ή περίπου ισοδύναμο με την ετήσια παραγωγή του φράγματος Χούβερ.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι το κλειδί για τη μετάβαση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας επειδή γίνονται σταδιακά καλύτερες. Μπορεί να μην φορτίζετε σωστά το τηλέφωνό σας, για παράδειγμα. Κι όμως το τηλέφωνό σας δεν θα εκραγεί ή θα σταματήσει να λειτουργεί αμέσως. Μπορείτε επίσης να οδηγήσετε ένα EV (σ.σ. ηλεκτρικό αυτοκίνητο) περίπου 300 μίλια πριν χρειαστεί να το φορτίσετε. Ωστόσο, η ικανότητα να συσσωρεύουμε ακόμη περισσότερη ενέργεια στις μπαταρίες μας θα ήταν επαναστατική.

«Αν είχαμε μια άλλη γενιά τεχνολογίας μπαταριών που σας έδινε άλλες τρεις έως πέντε, ιδανικά 10 φορές περισσότερη ενεργειακή πυκνότητα», είπε ο Stuart Lipoff, συνεργάτης της IEEE. «Θα μπορούσε να ενεργοποιήσει μια εντελώς νέα γενιά συσκευών».

Αυτό το είδος τεχνολογικής επανάστασης δεν σημαίνει μόνο ότι η μπαταρία του τηλεφώνου σας διαρκεί για μέρες. Θα μπορούσε να οδηγήσει σε μια συσκευή που αντικαθιστά πλήρως το τηλέφωνό σας, όπως τα εξαιρετικά ελαφριά γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας που δεν χρειάζονται ποτέ φόρτιση. Και οι επαναστατικές νέες μπαταρίες δεν θα μας δώσουν απλώς μπαταρίες EV μεγαλύτερης διάρκειας. Θα μπορούσαμε να έχουμε αεροπλάνα, τρένα και πλοία μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων με μπαταρίες.

Εν τω μεταξύ, όμως, όλοι έχουμε κολλήσει με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου και τα πολλά ελαττώματά τους — αλλά υπάρχουν τρόποι που μπορούμε να τις διαχειριστούμε.

Η επανάσταση της Handycam

Η τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου χρονολογείται από το 1972, όταν ο M. Stanley Whittingham την ανέπτυξε για πρώτη φορά στην Exxon, σε όλα τα μέρη. Η Exxon προέβλεψε ότι η παραγωγή πετρελαίου θα μειωνόταν τελικά και οι ερευνητές της αναζητούσαν εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Η εταιρεία έδειξε ακόμη και το σχέδιο του Whittingham στο Σαλόνι Αυτοκινήτου του Σικάγο το 1977, δεκαετίες πριν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου βοηθήσουν να γίνουν τα EV mainstream.

Αυτές οι μπαταρίες αναστάτωσαν τον κλάδο της τεχνολογίας των καταναλωτών, εμφανίστηκαν για πρώτη φορά σε ένα μοντέλο Sony Handycam, προτού βρουν τον δρόμο τους πίσω στα EV. Και οι τρεις επιστήμονες — Whittingham, Akira Yoshino και John Goodenough — μοιράστηκαν το Νόμπελ Χημείας 2019 για τη συμβολή τους στην ανάπτυξη τεχνολογίας ιόντων λιθίου.

Ήταν μετά την προώθηση της τεχνολογίας μπαταριών ιόντων λιθίου στη δεκαετία του 1980 από τους Yoshino και Goodenough που κυκλοφόρησε στο εμπόριο. Η Sony βοήθησε πράγματι στη διάδοση του όρου “ιόντων λιθίου” όταν κυκλοφόρησε την πρώτη εμπορική επαναφορτιζόμενη μπαταρία ιόντων λιθίου το 1991.

«Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πραγματικά εξαιρετικές, αλλά δεν είναι τέλειες», δήλωσε ο Matthew McDowell, συνδιευθυντής του Georgia Tech Advanced Battery Center. «Δεν πρόκειται να πάνε πουθενά σύντομα».

Τα οφέλη και τα μειονεκτήματα των μπαταριών ιόντων λιθίου ήταν ξεκάθαρα από την αρχή. Θα μπορούσαν να συσκευάσουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας σε ένα μικρό, ελαφρύ πακέτο, καθιστώντας τα ιδανικά για φορητές συσκευές καταναλωτών, όπως βιντεοκάμερες και smartphone, καθώς και ηλεκτρικά οχήματα.

Όμως, ενώ μπορούν να λειτουργήσουν τεχνικά για χρόνια, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν να φορτιστούν και να αποφορτιστούν τόσες πολλές φορές πριν τα υλικά στο εσωτερικό τους υποβαθμιστούν σε σημείο που σταματήσουν να λειτουργούν. Αυτό ισχύει ακόμα και σήμερα, γι’ αυτό, σε ένα συγκεκριμένο σημείο, μικροσκοπικές συσκευές όπως τα AirPods πρέπει απλώς να πεταχτούν επειδή οι μπαταρίες τους δεν φορτίζονται πλέον και δεν μπορούν να αντικατασταθούν.

«Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν πρόκειται να βελτιωθούν πλέον», είπε ο Bodoin. «Απλώς δεν μπορούν. Έχουν μια θεωρητική ενεργειακή πυκνότητα που μπορούν να επιτύχουν, και απλά δεν μπορείτε να την κάνετε μεγαλύτερη. Αυτό είναι το πρόβλημα.”

Η ομορφιά της διαχείρισης της μπαταρίας

Ωστόσο, η διάρκεια ζωής της μπαταρίας βελτιώνεται. Το πιο πρόσφατο iPhone διαρκεί περισσότερο από το iPhone του περασμένου έτους με μία μόνο φόρτιση, αλλά αυτό δεν οφείλεται απαραίτητα σε μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία μπαταριών ιόντων λιθίου. Το λογισμικό που διαχειρίζεται τον τρόπο αλλαγής και αποφόρτισης της μπαταρίας μιας συσκευής είναι εξίσου σημαντικό με την ίδια τη χημεία της μπαταρίας αυτές τις μέρες.

Γι’ αυτό υπάρχουν τόσες πολλές συμβουλές και κόλπα για τη φόρτιση του τηλεφώνου σας. Εάν γίνει σωστά, μπορείτε να αντιμετωπίσετε τις ελλείψεις της μπαταρίας σας και όχι μόνο να διατηρήσετε τη φόρτιση περισσότερο, αλλά και να παρατείνετε ολόκληρη τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Για να βελτιστοποιήσετε τη διάρκεια ζωής και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, θα ήταν ιδανικά να κρατάτε το τηλέφωνό σας φορτισμένο μεταξύ 20 και 80% σε ένα δωμάτιο που είναι περίπου 65 μοίρες ανά πάσα στιγμή. Εάν η μπαταρία είναι πολύ άδεια ή πολύ γεμάτη, πολύ ζεστή ή πολύ κρύα, υποβαθμίζεται πιο γρήγορα. Και όταν το φορτίζετε, δεν πρέπει να το παρακάνετε με έναν αντάπτορα που είναι πολύ ισχυρός, γιατί μπορεί να ζεστάνει την μπαταρία και, πάλι, να την υποβαθμίσει. (Η ισχύς ενός φορτιστή μετριέται σε watt, με υψηλότερες watt που αντιστοιχούν σε ταχύτερη φόρτιση.)

Είναι πρακτικά αδύνατο να πληροίτε όλες αυτές τις προϋποθέσεις και να ζήσετε μια φυσιολογική ζωή. Επιπλέον, η υποβάθμιση είναι αναπόφευκτη με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οπότε ακόμα κι αν τα κάνετε όλα σωστά, τελικά δίνετε μια χαμένη μάχη.

Οι κατασκευαστές συσκευών γνωρίζουν πολύ καλά τις αδυναμίες των μπαταριών ιόντων λιθίου, γι’ αυτό βελτιώνουν συνεχώς το λογισμικό διαχείρισης μπαταριών. Στην πραγματικότητα, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε πολύ για το ότι η μπαταρία σας γεμίζει υπερβολικά, επειδή αυτό το λογισμικό θα επιβραδύνει τη φόρτιση, γνωστή και ως «φόρτιση σταγόνας», καθώς η μπαταρία πλησιάζει στο 100%. Είναι επίσης δύσκολο να αδειάσετε εντελώς την μπαταρία σας, επειδή η συσκευή θα σβήσει μόνη της όταν απομένουν μερικές ποσοστιαίες μονάδες. Αυτές οι λειτουργίες διαχείρισης μπαταρίας υποτίθεται ότι προστατεύουν επίσης την υγεία της μπαταρίας σας όταν χρησιμοποιείτε γρήγορο φορτιστή.

Καλά και κακά νέα

Τα καλά νέα είναι ότι, παρά τους πολλούς μύθους σχετικά με τις σωστές τεχνικές φόρτισης, το τηλέφωνό σας, το φορητό υπολογιστή σας, ακόμη και το EV είναι σχεδιασμένα για να αντισταθμίζουν τις ελλείψεις της τεχνολογίας μπαταριών ιόντων λιθίου. Εάν ανησυχείτε πραγματικά για την υγεία της μπαταρίας σας, αποφύγετε τη γρήγορη φόρτιση ή τη φόρτιση όλη τη νύχτα και μην αφήνετε το τηλέφωνό σας να ψηθεί στον ήλιο. Αλλά ως επί το πλείστον, θα πρέπει απλώς να αποδεχτείτε ότι η μπαταρία ιόντων λιθίου του τηλεφώνου σας απλώς θα σταματήσει να λειτουργεί μετά από μερικές εκατοντάδες φορτίσεις.

Τα κακά νέα είναι ότι η σταδιακή αλλαγή στην τεχνολογία μπαταριών που θα μας φέρει αεροπλάνα με μπαταρίες απέχει χρόνια. Για τις νέες τεχνολογίες μπαταριών, ανακαλύψεις όπως το πείραμα Pure Lithium που ανέφερα προηγουμένως είναι μόνο ένα βήμα στο μακρύ δρόμο προς την εμπορευματοποίηση. Άλλωστε, χρειάστηκαν 20 χρόνια από την εφεύρεση της πρώτης μπαταρίας ιόντων λιθίου μέχρι την εισαγωγή της στην Handycam. Αυτός είναι αρκετός για να γίνει η ίδια η Handycam ξεπερασμένη για μια γενιά και μετά να είναι ξανά μοντέρνα με τα παιδιά της που έχουν εμμονή με τη νοσταλγία.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου δεν είναι οι αυτές που μας… αξίζουν, αλλά είναι οι μπαταρίες που χρειαζόμαστε αυτή τη στιγμή.