Name: スマホの充電が持たない理由、将来改善できる？（This is why your phone doesn't last all day）
Uploaded: 2020-10-11T21:01:30.000Z
Duration: 4 min 25 s

Today's phones are miracles of modern technology.

今日の携帯電話は近代テクノロジーの奇跡です。

They can stream Netflix, play incredible video games, and connect us with people around the world at anytime, all in the palm of our hands.

Netflixも見れますし、すごいビデオゲームもできて、世界中の人といつでも簡単に手のひらサイズでつながることができます。

So, how come the battery life sucks so much?

それなのに、どうして電池の寿命がこんなにも短いのでしょうか？

昔の携帯電話を覚えていますか？

The one that just played Snake and made calls?

ゲームといったらSnakeくらいで、あとは電話をかけるくらいしかできなかったですよね？

Those things had batteries a fraction of the size our modern smartphones but somehow they lasted a week.

当時の電池は現在のスマートフォンの電池のサイズよりも大分小さいのに、なぜだか1週間も持続しました。

So with all the leaps and bounds we've made in modern technology, why can't our current phones just last until the end of the day?

近代テクノロジーでいろんな事ができるようになったにも関わらず、どうして電池を丸1日持たせる事すらできないのでしょう？

To find out why our batteries are so bad, I talked to Dr. Venkat Srinivasan, an expert in battery technology.

なぜここまで電池の寿命が短いのかを割り出すために、電池テクロノジーの専門家であるベンカット・スリニバサン博士にお話を伺いました。

So I mean, part of this is obviously as you know very very well, the demands of the apps coming off the mobile devices increased dramatically, right?

えっとですね、まあ皆さんもよくご存じの通り、携帯のアプリが消費する電力は大幅に上昇しましたよね？

I mean that was pre-touchscreens, pre all of us on Twitter and Instagram and taking pictures and getting on these high resolution screens.

だって、以前はタッチスクリーンも無ければツイッターやインスタグラムなんかも無かったですし、写真を撮って見るにしても高画質のスクリーンはありませんでした。

So, much of it is just the fact that the draw has become dramatically more.

ですから、大半は電池の消費量が劇的に上昇したことが大きく響いています。

Okay, so phones have gotten way better and they need more power because of that.

なるほど、携帯電話の性能は大幅に上昇したので、電池の消費量も上がったというわけですね。

An original Nokia 3310 had 100 MHz, single core processor, and a 4,000 pixel display.

初代Nokia 3310は100メガヘルツで、シングルコアプロセッサで画面は4000ピクセルでした。

The Galaxy S10 plus from 2019 on the other hand, has a 2.4GHz, eight-core processor that pushes 4,377,600 pixels.

一方で、2019年に登場したGalaxy S10プラスは、2.4ギガヘルツに8つのコアプロセッサを搭載していて、ピクセル値は437万7600まで跳ね上がっています。

ですから、まあ、随分と進歩はしましたよね。

For processor speed, we even have a rule for this, called Moore's Law, which says that roughly every two years, the number of transistors that we can fit on a single microchip will double, which means proportionately more powerful computers and phones.

プロセッサの速度に関しては、ムーアの法則というものまであって、およそ2年ごとに1基のマイクロチップに詰め込めるトランジスタの数は倍増するので、その都度コンピュータや携帯電話は大幅にパワーアップするというものです。

We all talk about Moore's Law for electronics.

電子機器に関しては常にムーアの法則が付いて回りますね。

Unfortunately, battery energy density don't scale at the same rate as Moore's Law is scaling.

ただ、残念ながら電池エネルギーの密度は、ムーアの法則に従った発展速度に比例しません。

電池の進化はしていますけどね。

It's just at a different pace in which things happen.

ただ、進歩のスピードが遅いだけです。

So our batteries don't improve as fast at the rate of the rest of our phones.

つまり、電池の発達速度は携帯電話ほどではない、というわけですね。

あるところまでは進んでいる、のは確かですけど。

We've been squeezing out more and more power from materials in the technology that we have now, but there are limits to how far we can go.

今あるテクノロジーを駆使して、出来る限り利用素材から電力を搾り取ろうとしていますが、それにも限界というものがあります。

A lot of what has been happening for a long time is being sort of shrinking all the devices that are inside of the chip to make things better and better and better.

これまで長い間に渡って、デバイスのサイズを縮めていってその中に搭載するチップもコンパクトかつ機能性をドンドン高めていく流れで来ていますが、

In a battery equal to that would be removing you know, unwanted stuff from the battery.

同じことを電池でやろうとすると、まあ、必要ないものを電池から取り除くことになるんです。

So that I add more and more and more dense, energy dense materials so that I can ultimately pack in a lot more energy into the system.

そうすればエネルギー密度の濃い素材をドンドン使って、システム内にもっとたくさんのエネルギーを詰め込むことができるようになるわけです。

Turns out, people have been doing this game for the last 20 years.

よく考えると、これまで20年間に渡って私たちはこの事に取り組んでいるんですけどね。

And if you do this game for the last 20 years, you start to reach a point where it's very difficult to squeeze out anymore stuff.

20年もの間取り組んできているわけですから、もうこれ以上どうにもできないところまで来るわけです。

Pretty much, most of the battery today, is being used for something.

現在の電池のほとんどは何かのために使われていますから。

Our modern batteries basically use up all the internal space they have for power and the only way to get more is by shrinking down those internal parts, like the barriers between cells.

最近の電池は中身の全てのスペースを電力貯蓄のために使っていますから、さらに電力を高めたい場合は、セルの間を仕切っている壁のような内部パーツを縮小化させる事しかできません。

And when those get too thin, that's where safety issues can happen.

そして、壁が薄くなりすぎると、安全性に問題が出てきます。

And when things get pushed too far, well, we get products like the Galaxy Note 7.

限界を超えてしまうと、Galaxy Note 7のような件が起きてしまうわけです。

Basically, in modern lithium ion batteries, energy transfers between the positive and negative electrodes through a liquid solution.

基本的には、最近のリチウム電池ではプラスとマイナス電極間でのエネルギーの移行が溶液を通して行われます。

ちなみにこの溶液は可燃性ですけど、

But, it's okay because there's a separator between the electrodes.

電極間に隔離版が入っているから大丈夫なんです。

In the Note 7, that separator was too thin.

Note 7では、この隔離版を薄くし過ぎました。

It sparked and then the liquid caught on fire.

その結果、火花が散って溶液に燃え移ったのです。

What happened five years ago was that it became clear that these limits were getting hit where we couldn't remove anymore things.

5年前に起きた事態を通して、限界に達したためこれ以上何も取り除くことができないという事がはっきりと分かったんです。

But we reached a stage where new improvements in energy density got to come from changing battery materials.

ただし、エネルギー密度に関する新しい技術改善は、電池に使われる素材に打開策を見出さなくてはならないところまで来ています。

新しい素材の開発はいつも時間がかかります。

というわけで、この先はどのようになっていくでしょうか？

Well, right now the material we use is called lithium cobalt.

今現在使われている素材は、リチウムコバルトというものです。

A battery technology that we've been using since the early 90's.

この技術は90年代初頭から使われ続けていますが、

But researchers have already started work on what comes next.

すでに次世代の技術の研究が始められています。

Actually all the batteries have a liquid electrolyte in them.

電池には全て液体電解質が使われています。

The next big thing and I think this is going to be a huge thing is solid state batteries.

次にやってくる技術革命は、これは非常に大きなものになると思いますが、全固体電池です。

Things that don't have liquids but a solid that can conduct lithium back and forth between them.

液体部分が全く存在しないで、固体を通してリチウムが行き来することができるような形です。

You can't predict a breakthrough, so you don't know when that's going to happen.

いつ、この技術革命が実践されるようになるかはまだ予測するのも難しいですが、

But we think that's where things are going.

いずれ、これは実現すると思います。

And if that happens, cellphones and laptops will start getting more energy dense.

そうなったら、携帯電話やラップトップ・パソコンの電池寿命がさらに延びることになります。

There is one slight issue that could come up though.

でも、これにもちょっとした問題点があります。

By the time better batteries do come around, our phones might be even more powerful than they are right now.

性能が向上した電池が登場する頃には、携帯電話自体も今以上に電力消費をするものになっている可能性がありますから、

Which might leave us right back where we started, with less than a day of battery life and external batteries galore.

結局のところ巡り巡って、電池は丸1日持たずに外部電池がもてはやされるのは変わらないという事です。

物事が進歩する陰には、犠牲が払われているのです。

ご覧いただき本当にありがとうございます。

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And if you wanna learn more about phone batteries, check out this video about overcharging them.

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