배터리 기술은 지난 몇 년 동안 점진적으로 발전해 왔지만 최신 스마트폰의 요구 사항에 보조를 맞추는 데 어려움을 겪고 있습니다. 공간의 제약과 충전/방전 허용 오차의 복잡성으로 인해 현재 리튬 이온 전지로 구동되는 소형 컴퓨터는 짧은 수시간의 배터리 수명과 긴 충전 주기의 형태로 비용을 지불하는 편의를 제공합니다. 그러나 최근 몇 년 동안 그래핀 제조 기술의 발전으로 최초의 상업적으로 이용 가능한 그래핀 강화 파워 뱅크의 일부가 탄생했으며, 이는 이러한 딜레마를 최소한 어느 정도 완화할 수 있을 것이라고 약속합니다.
그래핀이 하는 일
그래핀은 탄소의 단일 원자 층입니다. 연필심의 흑연과 같은 재료로 만들어졌지만 2차원 정도의 공간만 차지할 정도로 얇기 때문에 전기의 초전도체 역할도 한다. 이것은 우리가 전기를 전도하는 데 사용하는 대부분의 재료가 어느 정도의 저항을 갖고 있기 때문에 더 많은 양(예:더 높은 암페어에서 전류를 흐르게 하기 위해 더 두꺼운 구리 케이블 만들기)이나 다른 창의적인 솔루션(예:심기)을 사용해야 하기 때문에 매우 중요합니다. 강력한 칩 위에 대형 방열판 및 공기 냉각 장치)를 사용하여 열을 발산합니다.
내부 전기 저항은 모든 배터리에 초과할 수 없는 특정 "드레인 제한"이 있는 이유입니다. 일부 고급 장치는 최대 20암페어에서 방전되어 상당한 양의 스트레스를 받으면 빠르게 충전 및 방전할 수 있지만 결국에는 항상 한계에 부딪혀 올라가는 것이 위험하거나 불가능하게 됩니다.
그래핀은 내부 저항이 거의 없기 때문에 이 한도를 인상적인 수준으로 크게 높입니다. 열을 거의 발생시키지 않고 받는 열을 매우 빠르게 발산하기 때문에 배터리를 여러 겹으로 겹칠 수 있으므로 격렬한 충전/방전 주기에 대해 훨씬 더 탄력적으로 대처할 수 있습니다.
간단히 말해서, 이는 이론적으로 그래핀으로 리튬 이온 배터리를 향상시켜 60와트 정도의 놀라운 전력 출력에서 편안하게 충전 및 방전할 수 있도록 하고 수명에 심각한 영향을 미치지 않으면서 그렇게 할 수 있음을 의미합니다. 사실, 현재 주장이 사실이라면 그래핀은 현재보다 수명이 다할 때까지 더 많은 충전 주기를 겪을 수 있는 배터리를 만들 수도 있습니다.
그래핀이 할 수 없는 일
그래핀은 아주 간단한 원트릭 조랑말입니다. 우리는 과거에 사용했던 다른 초전도체보다 훨씬 더 효율적으로 전기를 전도할 수 있기 때문에 이 물질에 정말 흥미를 느낍니다. 그것은 우주에서 발견되는 매우 일반적인 요소로 만들어졌으며 귀중한 자원을 집중적으로 채굴할 필요가 없습니다. 그러나 장치 배터리 기술에는 현재 제조업체에 부담을 주는 여러 요구 사항이 있습니다.
첫째, 스마트폰, 태블릿, 노트북과 같이 오늘날 우리가 사용하는 가장 진보된 휴대용 장치는 현재 용량 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 리튬 이온 배터리에서 짜낼 수 있는 용도는 매우 제한적이며 그래핀은 이를 해결하기 위해 아무 것도 하지 않습니다.
다행히 배터리가 엄청난 양의 전력을 흡수하도록 도와주는 그래핀의 능력으로 인해 용량은 그다지 문제가 되지 않습니다. 따라서 충전 주기가 훨씬 짧아져 격렬한 사용에 덜 고통스럽습니다.
그래핀 강화 배터리를 지금 구입할 수 있습니까?
이 내용이 발표되는 2020년 초 현재 몇몇 회사는 그래핀으로 강화된 파워 뱅크를 개척하고 있습니다. 그 중에는 5,000~20,000mAh 용량을 자랑하는 Elecjet의 Apollo Traveler와 Real Graphene의 G-Pro 또는 G-Max 보조 배터리가 있습니다.
현재, 그래핀 강화 배터리가 탑재된 상업적으로 이용 가능한 스마트폰을 찾을 수 없습니다. 그러나 일반 배터리는 60와트 정도에서 발생하는 충전 주기로 인해 손상되기 때문에 스마트폰에 동일한 전류를 공급하지 않습니다. 이 모든 보조 배터리는 1시간 이내에 충전할 수 있으며, 이는 얼마나 많은 용량을 수용할 수 있는지를 고려하면 인상적입니다.
앞으로 휴대폰 제조업체는 이러한 제품에 주목하고 충전 중에 손상 없이 유사한 수준의 전류에 도달할 수 있는 장치를 만들기 시작할 것입니다. 당분간은 그 방향으로 걸음마를 떼고 있을 것입니다.