Imre Himmelbauer Tech 2 jul 2018, 13:56

Leestijd: 3 minuten

Waarom smartphonebatterijen maar één dag meegaan

Je smartphone kan ontzettend veel meer dan je oude Nokia. Je kan niet alleen meer bellen, sms’en en Snaken, maar ook internetten, e-mailen, series streamen en zo gaat het nog wel even door. Maar waar de functionaliteit als een speer vooruit is gegaan, is de batterijduur juist achteruit gehold.

Een Nokia-telefoon ging soms wel twee tot drie weken mee op één batterijlading. Maar je smartphone hangt meestal elke dag aan de oplader. Hoe komt dat eigenlijk?

Gewend aan vooruitgang

Dat is simpel, vertelt Marnix Wagemaker van het batterijlab van de TU Delft. Want waar telefoons door krachtigere processoren, mooiere schermen en meer geheugen veel meer energie zijn gaan slurpen, is de maximale capaciteit van batterijen die in een smartphone kunnen relatief veel minder hard vooruitgegaan.

„We zijn door processoren gewend aan enorme vooruitgang in relatief korte tijd. Die worden per paar jaar soms wel tien keer krachtiger. Als je dan kijkt naar de eerste Sony lithium-ionbatterij van 25 jaar geleden, zijn we nu een factor 2,5 a 3 verder”, aldus Wagemaker tegenover Metro.

Silicium

Er worden inmiddels ook proeven uitgevoerd met batterijen die gebruikmaken van andere materialen. In het lab test men bijvoorbeeld batterijen waar het grafiet uit lithium-ionbatterijen vervangen is door het metaal silicium. Daar komen helaas weer nieuwe problemen bij kijken.

„Het lijkt een beetje op een natuurlijk behoud van ellende”, zegt Wagemaker. „Grafiet moet je zien als een soort boekenkast waar je lithium in kan stoppen, zoals boeken. In dit geval staat die kast en gebeurt er niet zoveel. Per zes grafietdeeltjes kun je één lithiumdeeltje kwijt, er is dus meer kast dan dat er boeken zijn."

„Bij silicium is dat precies andersom, daar kun je per siliciumdeeltje vierenhalf lithiumdeeltjes in kwijt. Daardoor kun je veel meer boeken in die kast stoppen. Daardoor wordt de batterij geconcentreerder en heeft hij meer capaciteit. Maar die boekenkast rek je ook enorm op, omdat er eigenlijk niet genoeg plaats is voor al die boeken. Daardoor gaat de tijd dat de batterij meekan met elke keer dat je hem oplaadt enorm naar beneden. De levensduur van zo’n is daardoor veel korter, al worden ze langzamerhand wel beter”, aldus Wagemaker.

De ultieme batterij

En zelfs met de ultieme lithiumbatterij valt de winst ten opzichte van processoren behoorlijk tegen. „Een lithium-luchtbatterij is eigenlijk het ideaalbeeld. Als we daar kijken naar de energiedichtheid, dus hoeveel energie die per gram batterij kan opslaan, dan is er misschien ten opzichte van nu nog een factor 5 of iets meer te winnen. Maar dat is het dan wel. En dat is eigenlijk de ultieme lithiumbatterij. En die is nog heel ver weg", zegt Wagemaker.

Moeten we in de toekomst dan onze telefoon elk uur aan de oplader hangen? Dat zal wel meevallen, denkt Wagemaker. „Die processoren worden steeds efficiënter. Mijn verwachting is dat het nog steeds wel op de dag blijft zitten. De producenten zullen daar ook wel over nadenken, dat ze niet zoveel energie vragen dat mensen straks om het uur moeten opladen. Daar wordt niemand blij van. Dus als de fabrikanten meer willen, zullen ze dat ook veel uit efficiëntiewinsten halen.”