Das neue iPhone Air besticht durch sein extrem dünnes Design, doch die eigentliche technologische Revolution verbirgt sich im Inneren. Laut dem Batterie-Experten Gene Berdichevsky, Mitbegründer von Sila und ehemaliger Tesla-Ingenieur, ermöglicht eine neuartige Akku-Konstruktion namens „Metal Can“-Batterie die komplexe Form und Effizienz des Geräts. Diese Technologie könnte die Zukunft der Energiespeicherung in der Unterhaltungselektronik maßgeblich beeinflussen.
Wichtige Erkenntnisse
- Das iPhone Air nutzt eine patentierte „Metal Can“-Batterietechnologie mit einem robusten Metallgehäuse.
- Diese Bauweise erlaubt komplexe, zweidimensionale Akkuformen, die den internen Platz optimal ausnutzen.
- Der Batterie-Experte Gene Berdichevsky bezeichnet die Technologie als „revolutionär“ für die Branche.
- Das Metallgehäuse erhöht die Stabilität und löst das Problem des Anschwellens, das bei herkömmlichen Pouch-Zellen auftritt.
- Die neue Konstruktion könnte den Weg für den Einsatz von Silizium-Anoden ebnen, die die Energiedichte um bis zu 50 % steigern könnten.
Die unsichtbare Revolution im Inneren des iPhones
Während das schlanke Gehäuse des iPhone Air sofort ins Auge fällt, liegt der entscheidende technologische Fortschritt tiefer verborgen. Gene Berdichevsky, CEO des Batteriematerial-Herstellers Sila und als siebter Mitarbeiter bei Tesla für die Batterie des ersten Roadsters verantwortlich, hebt die Bedeutung des neuen Akkus hervor.
In einem Gespräch mit TechCrunch bezeichnete er die Batterie als „ziemlich bemerkenswert“. Er betonte, dass vor allem die ungewöhnliche, zweidimensionale Form des Akkus eine technische Meisterleistung darstellt.
„Die völlig willkürliche, zweidimensionale Form – man schaut sich die Form an, und sie ist ziemlich erstaunlich“, so Berdichevsky. „Es ist ein revolutionäres Stück Akkutechnologie.“
Seine Einschätzung hat Gewicht. Berdichevsky leitete bei Tesla die Entwicklung des Batteriesystems, das zur Vorlage für alle nachfolgenden Modelle wurde. Heute konzentriert sich sein Unternehmen Sila auf die Herstellung von Silizium-Anodenmaterialien, die die nächste Generation von Batterien antreiben sollen.
Wer ist Gene Berdichevsky?
Gene Berdichevsky war der siebte Mitarbeiter bei Tesla und leitete als Ingenieur die Entwicklung des Batteriesystems für den originalen Tesla Roadster. Heute ist er Mitbegründer und CEO von Sila, einem Unternehmen, das fortschrittliche Batteriematerialien wie Silizium-Anoden für Unterhaltungselektronik und Elektrofahrzeuge entwickelt.
Was ist eine „Metal Can“-Batterie?
Die von Apple eingesetzte und patentierte Technologie wird „Metal Can“-Batterie genannt. Der Name beschreibt das wesentliche Merkmal: Ein festes Metallgehäuse umschließt die gesamte Batteriezelle. Dies verleiht ihr eine außergewöhnliche strukturelle Festigkeit und Haltbarkeit.
Die meisten Akkus in Smartphones und anderen elektronischen Geräten sind sogenannte Pouch-Zellen. Diese besitzen eine weiche, flexible Kunststoffhülle. Pouch-Zellen sind zwar günstig in der Herstellung, neigen aber dazu, sich im Laufe der Zeit aufzublähen.
Lösung für ein altes Problem
Apple verwendet schon seit Jahren L-förmige Akkus, um den Platz in seinen Geräten optimal zu nutzen. Bei herkömmlichen Pouch-Zellen stellt die innere Ecke des „L“ jedoch einen Schwachpunkt dar. Wenn sich der Akku ausdehnt, entsteht an dieser Stelle eine hohe mechanische Belastung.
„Diese [L-förmigen Pouch-Zellen] sind sehr heikel, und diese [Metal Can-Technologie] macht sie im Grunde kugelsicher“, erklärt Berdichevsky. „Man kann jetzt Batterien in jeder beliebigen zweidimensionalen Form bauen, die man möchte.“
Vorteile der Metallgehäuse-Konstruktion
- Stabilität: Das Metallgehäuse verhindert Verformungen und Beschädigungen.
- Formfreiheit: Ermöglicht komplexe Formen, die sich perfekt an den verfügbaren Platz anpassen.
- Sicherheit: Reduziert das Risiko von Schäden durch Anschwellen an kritischen Punkten.
Maximale Effizienz auf kleinstem Raum
Die „Metal Can“-Technologie erlaubt es Apple, jeden Millimeter im Inneren des iPhone Air auszunutzen. Der Akku kann sich präzise in die Freiräume einfügen, die nach der Platzierung der Hauptplatine und anderer Komponenten übrig bleiben.
„Sie können sehr nah an die Kanten herangehen“, sagt Berdichevsky. Dies führt zu einer höheren Energiedichte bezogen auf das Gesamtvolumen des Geräts, da weniger Platz für Sicherheitsabstände oder Pufferzonen verschwendet wird.
Obwohl die Herstellung von „Metal Can“-Batterien teurer ist, prognostiziert Berdichevsky, dass sich diese Technologie branchenweit durchsetzen wird. Der Gewinn an zusätzlicher Speicherkapazität und Designflexibilität sei den Aufpreis wert.
Die Zukunft für Wearables und AR-Brillen
Die Vorteile dieser Technologie sind nicht auf Smartphones beschränkt. Berdichevsky sieht ein enormes Potenzial für kleinere Geräte wie Augmented-Reality- (AR) und Virtual-Reality- (VR) Brillen. Bei diesen Geräten ist der verfügbare Platz extrem begrenzt, und jede Effizienzsteigerung ist entscheidend.
„Es ist eine noch größere Verbesserung der Energiedichte, weil man sie in seltsame Formen einpassen kann“, merkt er an. Er berichtet, dass er während einer Reise nach China bereits Prototypen von Geräten gesehen habe, die diese Technologie nutzen.
Die Fähigkeit, Batterien an unkonventionelle Gehäuseformen anzupassen, ist für die nächste Generation von Wearables ein entscheidender Faktor, um Leistung und Tragekomfort zu vereinen.
Wegbereiter für Silizium-Anoden
Die Einführung einer solch komplexen neuen Batteriekonstruktion könnte auch erklären, warum Apple noch nicht auf Anoden mit hohem Siliziumanteil umgestiegen ist. Solche Silizium-Anoden können theoretisch bis zu 50 % mehr Energie speichern als herkömmliche Graphit-Anoden, neigen aber stärker zum Anschwellen während des Lade- und Entladevorgangs.
Berdichevsky vermutet, dass Apple sich zunächst auf die Perfektionierung der neuen mechanischen Bauweise konzentriert hat. „Wenn man ein neues Batteriedesign einführt, sagt man sich: ‚Wissen Sie was? Nehmen wir die Chemie von gestern‘“, erklärt er die übliche Vorgehensweise in der Industrie.
Die stabile „Metal Can“-Konstruktion könnte jedoch in naher Zukunft den Übergang zu Silizium-Anoden erleichtern. Das robuste Gehäuse kann die stärkere Ausdehnung des Siliziums besser kontrollieren und managen.
„Es wird definitiv helfen, Silizium in diese Art von Geräten einzuführen“, so Berdichevsky. „Es erlaubt uns, die Leistungsgrenzen weiter zu verschieben. Wir hatten immer diese Kompromisse und müssen das Anschwellen managen. Das muss man immer noch tun, aber man kann es ein bisschen weiter treiben. Es ist ziemlich revolutionär.“
Damit stellt der Akku im neuen iPhone Air nicht nur eine Verbesserung für das aktuelle Modell dar, sondern legt möglicherweise den Grundstein für den nächsten großen Sprung in der Batterietechnologie für mobile Endgeräte.
