Eine Studie entschlüsselt Akku-Schwächen bei kabellosen Kopfhörern wie den AirPods von Apple: Fortschrittliche Bildgebungsverfahren zeigen, wie Aufbau, andere Bauteile und Umgebungsfaktoren die Batterielebensdauer sehr stark beeinflussen.
Kopfhörer-Akku: Wissenschaft deckt Schwachstellen auf
Ein internationales Forscherteam unter Leitung der University of Texas in Austin hat die Gründe für die nachlassende Akkulaufzeit kabelloser Kopfhörer untersucht. Mithilfe von Röntgen-, Infrarot- und anderen Bildgebungsverfahren analysierten sie die komplexen Interaktionen innerhalb der kompakten Geräte – in diesem Fall eines AirPods. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Komponenten wie die Bluetooth-Antenne, Mikrofone und elektronische Schaltkreise eine ungünstige Umgebung für den Akku schaffen.
Diese Wechselwirkungen zwischen den Bauteilen führen zu unterschiedlichen Temperaturen im oberen und unteren Teil des Akkus – was diesen mit der Zeit beschädigt. “Die meiste Zeit im Labor haben wir es entweder mit makellosen und stabilen Bedingungen oder mit Extremen zu tun”, sagt Xiaojing Huang, Physikerin am Brookhaven National Laboratory. “Bei der Erforschung und Entwicklung neuer Batterietypen müssen wir die Unterschiede zwischen den Laborbedingungen und der Unvorhersehbarkeit der realen Welt verstehen.”
Die Forscher nutzten hochmoderne Synchrotron-Einrichtungen wie SLAC, Brookhaven und Argonne National Laboratories sowie das ESRF in Frankreich. Diese ermöglichten es ihnen, die verborgene Dynamik der Akkus unter realen Bedingungen zu untersuchen. Huang betont: “Röntgen-Bildgebung kann wertvolle Einblicke in die Unterschiede zwischen Laborbedingungen und der Unberechenbarkeit der realen Welt liefern.”
Umweltfaktoren
Die Studie, veröffentlicht in Advanced Materials, zeigt auch den Einfluss von Umweltfaktoren und Nutzerverhalten auf die Akkuleistung. Häufige Änderungen der Umgebungsbedingungen wie Temperatur und Luftqualität beeinträchtigen die Lebensdauer zusätzlich. Die Forscher betonen die Notwendigkeit, bei der Entwicklung von Akkus für Alltagsgeräte stärker auf reale Nutzungsbedingungen zu achten.
Das Team plant, die Untersuchungen im nächsten Schritt auf größere Zellen auszuweiten, wie sie in Smartphones, Laptops und Elektrofahrzeugen verbaut sind. Ziel ist es, Lösungen zu finden, die die Akkuleistung und -lebensdauer in Alltagsgeräten verbessern können.
Die Geschichte der Batterie
1800
Alessandro Volta stellt die erste funktionierende Batterie vor – die Voltasche Säule
1803
Johann Wilhelm Ritter entwickelt die Ladungssäule, einen frühen Akkumulator
1836
John Frederic Daniell erfindet das Daniell-Element, die erste praktisch nutzbare Batterie
1859
Gaston Planté entwickelt den ersten Bleiakkumulator
1899
Waldemar Jungner erfindet den Nickel-Cadmium-Akkumulator
1991
Sony bringt den ersten kommerziellen Lithium-Ionen-Akku auf den Markt
2019
Zusammenfassung
- Die Studie untersucht Akku-Schwächen bei kabellosen Kopfhörern wie AirPods
- Komplexe Interaktionen zwischen Bauteilen beeinflussen die Batterielebensdauer
- Temperaturunterschiede im Akku führen zu Beschädigungen über die Zeit
- Fortschrittliche Bildgebungsverfahren ermöglichen Einblicke in Akku-Dynamik
- Umweltfaktoren und Nutzerverhalten wirken sich auf die Akkuleistung aus
- Forschung zielt auf Verbesserung der Akkuleistung in Alltagsgeräten ab
- Zukünftige Studien sollen größere Zellen in anderen Geräten untersuchen
Siehe auch:
