Szybkie ładowanie smartfonów to coś, o czym mówi się coraz częściej. Ale skąd w ogóle narodził się taki pomysł i jak to właściwie działa?
Współczesne telefony dawno przekroczyły Rubikon. Na dobrą sprawę dzisiaj to już raczej wysoce mobilne komputery, których wielordzeniowe procesory pozwalają bez trudu edytować filmy, pracować w arkuszu kalkulacyjnym czy bawić się zaawansowanymi grami 3D. Podobnie jak na laptopie, tyle że w kieszonkowym wydaniu.
Problem polega na tym, że o ile wyzwania nie stanowi już miniaturyzacja coraz potężniejszych chipów, o tyle mocno w lesie została technologia baterii. Zasadniczo rzecz ujmując, nic lepszego niż akumulator litowo-jonowy nie wymyślono, przez co swoiste maksimum zostało osiągnięte jeszcze w latach 80. XX wieku.
Tymczasem, dla użytkowników, bateria to wciąż istotny element podczas użytkowania z telefonu. Aż 73% badanych użytkowników smartfonów przywiązuje dużą uwagę do czasu pracy baterii, jak wynika z badań przeprowadzonych przez ARC Rynek i Opinia na zlecenie OPPO. Obecnie, chcąc zwiększyć pojemność akumulatora, możemy go właściwie tylko zwiększyć fizycznie, a oczekujemy raczej tego, by nasze telefony były zgrabne i smukłe.
Choć ekranowe animacje ładowania, przedstawiające zielonkawy koloid wpływający przez wtyczkę do urządzenia, bywają bardzo efektowne, to nie mają wiele wspólnego z prawdą. W rzeczywistości ładowanie i rozładowywanie są cyklami zmiany składu chemicznego.
Typowy akumulator składa się z dwóch odseparowanych i wzajemnie przeciwstawnych elektrod, litowej katody i grafitowej anody, które umieszczone są w środowisku przewodzącym prąd, zwanym powszechnie elektrolitem. Kiedy rozpoczynamy ładowanie, jony litu przechodzą do anody, by połączyć się z jonami węgla. Tymczasem rozładowywanie stanowi odwrotność tego procesu.
Wydajność ogniwa zależy od różnicy potencjałów między elektrodami, ale tu w grę wchodzą wyzwania materiałowe. Zacznijmy choćby od tego, że metalu o potencjale niższym niż lit, ludzkość jeszcze nie odkryła. Na całym świecie trwają eksperymenty z polimerami i jeśli tylko komuś się powiedzie, będzie ustawiony do końca życia. Na parę pokoleń wprzód. W każdym razie, póki co mamy impas i co najwyżej mglistą perspektywę zmiany.
Skoro jednak pojemności ogniwa nie da się zwiększyć, to może warto zainteresować się zwiększeniem dynamiki zachodzących w nim przemian, tak, by ładowanie było szybsze? I tu właśnie dochodzimy do sedna sprawy, bo taka możliwość jak najbardziej istnieje, choć wymaga odpowiedniego podejścia.
Przykładając prąd o wyższym natężeniu, można w łatwy sposób zwiększyć nakład pracy w jednostce czasu, czyli mówiąc obrazowo, przyspieszyć wędrówkę jonów między elektrodami. Z kolei łącząc ogniwa szeregowo, na przykład z dwóch mniejszych w jedno większe, otwieramy pole do zrównoleglenia procesu ładowania. Przykład z życia? Tak właśnie działa technologia OPPO Volt Open Loop Multi-step Constant-Current Charging, znana też jako SUPERVOOC™, która pozwala naładować smartfon bez ryzyka nadmiernego nagrzewania się baterii.
Rzecz jasna, nie od razu Kraków zbudowano, więc też nie z marszu OPPO dysponowało dzisiejszymi rozwiązaniami. Kamieniem milowym był model OPPO Find 7 z 2014 roku, w którym zaimplementowano technologię VOOC Flash Charge, zwiększając efektywnie natężenie prądu ładowania, z standardowych 1-2 A, do niezwykle imponujących wówczas 4,5 A.
Wkrótce potem, bo niespełna rok później, pojawił się SUPERVOOC 2.0. Pierwotnie nie był co prawda rewolucją na poletku czystej mocy, ale w końcu umożliwiał łączenie ogniw, dzięki czemu smartfony z taką właśnie konfiguracją akumulatora mógł ładować z mocą 50 W, by w 2019 roku osiągnąć wreszcie kolejny kamień milowy, 65 W, o czym więcej za moment.
Na najświeższym etapie rozwoju flagowymi projektami są OPPO SUPERVOOC 150, a nawet 240 W, zaprezentowane na targach MWC 2022 w Barcelonie. I trzeba przyznać, że daje to postęp u genezy ciężki do wyobrażenia. Jak bowiem twierdzi producent, akumulator 4500 mAh, już dzięki słabszej spośród opracowanych wersji, naładować można do pełna w zaledwie kwadrans. Mówiąc półserio, półżartem, czasem dłużej może trwać samo szukanie zasilacza sieciowego w plecaku.
Weźmy za przykład model OPPO Reno7 5G, którego akumulator o pojemności 4500 mAh, dzięki zasilaczowi o mocy 65 W, można naładować do pełna w raptem 30 minut. A to bynajmniej nie jest rekord firmy OPPO, która celuje nawet w 240 W.
Rzecz jasna, docelowy akumulator został tutaj podzielony. Składa się z dwóch jednostek, nad których synchronizacją czuwa autorski mikrokontroler (MCU). Układ ten dba, aby obydwa ogniwa były wykorzystywane, a więc również zużywały się w takim samym stopniu, na bieżąco monitorując zarówno parametry elektryczne, jak i temperaturę. W tym celu w samym smartfonie znalazło się aż 13 różnych sensorów, potrafiących reagować nawet na najmniejsze objawy asymetrii.
Co ciekawe, jak przekonuje OPPO, takie podejście pozwala nie tylko oszczędzić czas, ale też sam akumulator w ujęciu jego żywotności. MCU ma bowiem dwukrotnie zwiększać przewidywaną liczbę cykli, aczkolwiek tu akurat można tylko domniemywać, że chodzi o jakieś optymalizacje blisko dolnego progu naładowania.
Zatem, mimo iż fizyki jeszcze nikt nie oszukał, jak widać, można sobie sprytnie poradzić z jej ograniczeniami. Ostatecznie wszak chodzi o to, aby użytkownik uzyskał jak najlepsze doświadczenie w obrębie dostępnych możliwości. A gdy flagowca można naładować w dwa kwadranse, nie ukrywajmy, życie staje się wygodniejsze.
Artykuł zawiera lokowanie produktu – OPPO.
Źródło zdjęć: Materiały prasowe
