スマートフォンのバッテリー:将来への期待と現在地

スマートフォンが進化し、チップやOSはよりエネルギー効率の高いものになっています。ところが私たちのスマートフォンは1日か2日で充電を繰り返さなければなりません。1週間の電力を蓄えておく携帯電話の誕生はまだ先の話のようですが、技術の世界ではバッテリーの寿命を向上させる電力革命に向かっているようです。これら領域はやはりスマートフォン技術の成長トレンドに付随している側面もあるのです。

リチウムイオン電池は、スマートフォンからタブレット、電気自動車からペースメーカーまで、あらゆるハードウェアの屋台骨となっています。しかし、リチウムへの依存度が高く、その閾値が近づいています。ゆえに多くの研究者たちは次の電池のブレークスルーを考え、実験し、日々開発に取り組んでいます。

想定されるシナリオ

技術革新は一朝一夕に起こるわけではありませんが、変化は着実に起こります。現在ではスマートフォンに搭載された当初の、10倍近い容量を持つリチウム電池が例に挙がるように、やはり変化は着実に起こるのです。リチウムイオンの代替は、ほとんどの場合、安全性を危険と引き換えに、電池をさらにコンパクトにするには限界があります。現在使用されている電源を上回る可能性がある初期段階ではありますが、とある電池技術の領域も存在します。(後述)

だからといって現在の倍のエネルギーで充電できるバッテリー搭載のスマートフォンが、ある日突然登場するとも思えません。どれだけ夢のような話だとしてもです。折りたたんだり、ひねったり、ホログラフィックディスプレイが付いているスマートフォンよりも、数日分の蓄えがあるスマートフォンの方が欲しいと思いませんか?

メーカーは、スリムなスマートフォンを標準にしている薄型バッテリーで、さらに多くのミリアンペア (mAh) でポンプを使用しています。しかし、状況は変わりません。バックアップ容量はわずかに増強されているのみです。充電を長持ちさせようと思えば、持ち運び可能な携帯バッテリーなどのアクセサリーが必要です。

電池の革命が待っている

電話のバッテリーは、デバイスのハードウェアとソフトウェアの需要を満たすために様々なアプリケーションを抱えています。その電源効率は、その体積エネルギー密度に依存します。最もコンパクトなフォームファクタで可能な限り最大のエネルギー量を提供することを見据えているのです。このバリエーションは、ただひとつの形式によって提供されています。それがリチウムイオンです。

それは、異なる方法で各アプリケーションに影響を与える可能性があります。電力を大量に消費する携帯電話が増えており、そのニーズを満たす可能性は常に模索され、今後の技術革新の参照なしには難航を極めるでしょう。需要を考えると、多くの研究チームや技術企業は、バッテリー容量と充電時間を改善する可能性を模索しています。

リチウムイオンの分野では多くの研究が進められているが、グラフェン、シリコンベースの負極、固体電解質などの選択肢も検討されています。実はリチウム電池に比べて優位性のある方法が数多く模索されているのです。特に携帯電話の領域における競争では、サムスンが先行しています。

最近の改良点

グラフェン電池は、より多くのエネルギーを格納できるので、リチウムイオンに最も近いソリューションとして評価されています。素早く充電し、そのリチウムに対応するものよりもはるかに長い充電を保持するからです。サムスンは、伝えられるところでは、30分未満で充電で完了するグラフェン電池技術の領域で特許取得し、その技術を搭載したスマートフォン開発に取り組んでいます。

例えば、Galaxy S20 Ultraは45Wの充電器を利用することで、5,000 mAh バッテリーを60 分で完了させます。 現在最速は4,260 mAh バッテリーを搭載した、OPPOのFIND X2ですが、39分でフル充電に達します。

本当のところはサムスンの独壇場ではなくなりつつあります。 サムスンの背中を捉えるにはかなりの労力を要するでしょうがファーウェイはサムスンを急速に追い上げています。例えばHuawei P40 グラフェン バッテリーがその筆頭であるだろうと噂されていました。2020年に登場するスマートフォンには搭載されていませんが、2021年にはデビューすると予想されています。

リチウム電池の後継はどのような展望を迎えるのでしょうか。今のところ誰もが未来を予測している段階ですが、新しい規格が大々的に公開され、我々の手元にまで広く浸透するまでは、携帯バッテリーとうまく付き合っていかないといけません。

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