background image

Najsłabsze 
ogniwo 

Piotr Stanisławski 

   

Gdyby  procesory rozwijały się w tak ślimaczym tempie jak zasilające je 
akumulatory,  wciąż wolelibyśmy posługiwać się liczydłami.

Rok 2006 na długo pozostanie w pamięci szefów Sony. Kłopoty zaczęły się od dziwnych 
zdarzeń, o których szybko zrobiło się głośno w całym Internecie. Na konferencji w Osace 
jeden z laptopów nagle zaczął dymić, wydawać niepokojące trzaski, aż wreszcie 
zwyczajnie się zapalił. Legendy o takich zdarzeniach od dawna krążyły po sieci, jednak 
Japończycy jako pierwsi udokumentowali całą sprawę, robiąc serię zdjęć. Szybko okazało 
się, że pechowa maszyna to laptop firmy Dell. Producent początkowo próbował się 
wszystkiego wyprzeć, ale szybko zmienił front i zaczął mówić o pojedynczym wypadku.
Niestety, równocześnie zaczęły się pojawiać sygnały z innych miejsc. Scenariusz zawsze 
był podobny – zwykły komputer podczas normalnej pracy zaczynał dymić, a potem 
zapalał się lub wręcz wybuchał. Późniejsze oględziny sprzętu zawsze pokazywały, że 
problemem jest bateria komputera – to w niej widniała osmalona dziura. Udało się nawet 
zarejestrować całe zdarzenia na filmie – kilka z nich można zobaczyć w serwisie Youtube.
Z czasem okazało się, że nie tylko Dell ma kłopoty. Baterie zaczęły wybuchać między 
innymi w komputerach Apple, Lenovo i sprzęcie mniejszych producentów. Śledztwo 
prowadziło do jednego źródła – firmy Sony. To ona dostarcza ogniw, które producenci 
laptopów opakowują i umieszczają w swoich komputerach. Przyciśnięci do muru 
Japończycy przyznali się do błędu. W procesie produkcji do wnętrza ich akumulatorów 
dostały się drobne opiłki metalu. To one w wyjątkowo niesprzyjających okolicznościach 
powodowały nagłe zwarcie wewnątrz baterii, które wywoływało pożar, a czasem nawet 
wybuch. Sony zobowiązało się do wymiany wadliwych baterii – oszacowano, że jest ich 
niemal 10 milionów. Cała operacja może kosztować producenta ponad 400 milionów 
dolarów.
Jednak wpadka Sony to nie tylko pech jednej firmy. To sygnał znacznie poważniejszego 
problemu. Współczesne akumulatory mają tak wyśrubowane parametry, że najmniejszy 
problem może skończyć się nawet tragicznie. Konstrukcja ogniw zasilających laptopy, 
odtwarzacze mp3 czy komórki zmienia się bardzo wolno, a ich możliwości nie nadążają 
za zapotrzebowaniem rynku. Od początku lat 90. złożoność procesorów wzrosła ponad 
500 razy, pojemność twardych dysków – około 3000 razy, a pojemność elektryczna 
akumulatorów – zaledwie trzykrotnie. W dodatku dzisiejsze komputery stawiają swoim 
źródłom zasilania niesamowicie wygórowane wymagania. Procesor, ekran LCD, 
nagrywarka DVD, głośniki – każdy z tych elementów inaczej i w innych momentach 
pobiera prąd, a w dodatku wymaga absolutnie stałego i niezmiennego napięcia. 
Tymczasem normalny akumulator podczas wyładowywania traci napięcie. By utrzymać 
jego stałą wartość, akumulator pracuje w wąskim zakresie swojej pojemności, w którym 
może zagwarantować idealne napięcie. To trochę tak, jakby z 60-litrowego baku 

1

background image

samochodu można było wykorzystać tylko 20 litrów – reszta jest zapasem 
bezpieczeństwa. Oczywiście te pozostałe 40 litrów wciąż trzeba ze sobą wozić.
Najpopularniejsze dziś akumulatory mają konstrukcję litowo-jonową (Li-Ion). Elektrody 
wykonane są w nich z litu – metalu gwarantującego najwyższe wartości napięcia, jednak 
bardzo reaktywnego chemicznie. W kontakcie z powietrzem lit zapala się, wydzielając 
dodatkowo chmurę trującego, smrodliwego dymu. By doprowadzić baterię do 
niestabilnego stanu, nie trzeba wiele – wystarczy za wysoka temperatura lub zbyt szybkie 
rozładowanie ogniwa. Dlatego akumulatory Li-Ion wypchane są systemami 
bezpieczeństwa. Przede wszystkim nawet mały akumulator – paluszek – ma ogranicznik 
napięcia oraz bezpiecznik chroniące przed przeładowaniem i całkowitym rozładowaniem 
– obie sytuacje niszczą bowiem ogniwo. Jest jeszcze trzeci mechanizm, coś na kształt 
autodestrukcji. To porowata membrana znajdująca się między anodą i katodą, która przy 
zbyt silnym rozgrzaniu zamyka się, niszcząc baterię, ale jednocześnie schładzając ją do 
bezpiecznych granic. W przypadku baterii Sony zabezpieczenia zawiodły.
Czy jesteśmy więc skazani na coraz krócej pracujący sprzęt, który w dodatku będzie od 
czasu do czasu efektownie wybuchał? Systemy samodzielnie wytwarzające prąd w 
rodzaju ogniw paliwowych wciąż są zbyt drogie i mało wydajne, by się upowszechnić. 
Nadzieją jest inne podejście do zasilania sprzętu. Zamiast jednej baterii o 
wyśrubowanych parametrach w komputerze czy odtwarzaczu mp3 mogłoby się znaleźć 
kilka mniejszych ogniw zasilających poszczególne części. Jedna bateryjka obsługiwałaby 
twardy dysk, druga ekran, trzecia wzmacniacz. Do tej pory takie rozwiązanie było 
niemożliwe, bo niebezpieczne litowo-jonowe akumulatory wymagały solidnej konstrukcji 
zabezpieczającej ich wrażliwe elementy. Pojawiają się jednak rozwiązania, w których 
elektrolitem jest zaawansowany polimerowy żel, który całkowicie uniemożliwia 
niekontrolowany przepływ elektronów kończący się katastrofą. Takie akumulatory nie 
potrzebują pancerza i mogą mieć grubość karty kredytowej czy kilku kartek papieru. 
Umieszczone w różnych punktach komputera mogą zapewnić mu stabilną i bezpieczną 
pracę dzięki rozproszeniu źródeł zasilania. Firmy produkujące takie systemy zapowiadają, 
że w 2007 roku rozpoczną intensywny atak na rynek. Oby się im udało...    

Piotr Stanisławski

48/2006

2

background image

3