Смартфоны с новой батареей: кремний вместо графита обещает до 25% больше заряда

Кремний-углеродные батареи для смартфонов позволяют увеличить ёмкость на 20–25% и ускорить зарядку. Эксперты объясняют, какие преимущества и ограничения есть у новой технологии.

Современные смартфоны в основном используют литий-ионные аккумуляторы с графитовым анодом. Однако в последние годы появились батареи с композитом из кремния и углерода. Идея проста: кремний способен хранить больше литий-ионов, чем графит, но склонен к деформациям, поэтому углерод служит стабилизирующим каркасом. Такое сочетание повышает плотность энергии при сохранении формы и стабильности аккумулятора.

Принцип работы батарей остаётся стандартным: при зарядке литий-ионы движутся к аноду, при разряде — к катоду. Но благодаря кремний-углеродному составу анод принимает больше ионов за ту же массу, тогда как графит ограничен по этому показателю.

Преимущества Si/C-аккумуляторов
Ключевое достоинство кремний-углеродных батарей — повышенная ёмкость при тех же размерах. В некоторых исследованиях отмечается, что в одном корпусе можно разместить на 20–25 % больше заряда по сравнению с обычной литий-ионной батареей. Это даёт возможность увеличить автономность смартфона или уменьшить толщину корпуса, сохранив прежнюю ёмкость.

Кроме того, кремний-углеродный анод может ускорять процесс зарядки, позволяя реализовывать более интенсивные протоколы. Также Si/C-батареи потенциально долговечнее — меньше деградируют при циклах заряд-разряд, если материал грамотно сконструирован. Эти характеристики делают технологию особенно привлекательной для компактных устройств с высокой ёмкостью.

Эксперты издания PEPELAC.NEWS отмечают, что Si/C-технология позволяет производителям улучшать параметры батарей, не увеличивая размеры смартфона, что особенно важно для современных моделей с тонким корпусом.

Недостатки и вызовы
Несмотря на преимущества, Si/C-аккумуляторы имеют технические ограничения. Кремний при литировании расширяется до трёх раз, создавая напряжение в материале, которое может приводить к разрушению структуры. Углерод стабилизирует анод, но частичная деградация всё равно возможна.

Производство таких батарей сложнее и дороже: требуется точный контроль состава, размеров наночастиц, качества слоя и адгезии кремния к металлам. Массовое производство усложняется, а себестоимость растёт. Кроме того, пока мало данных о долговременной эксплуатации Si/C-батарей в реальных условиях — большинство тестов проводится в лабораториях, а не на потребительских устройствах.

Вывод
Кремний-углеродные аккумуляторы — одна из самых перспективных технологий для смартфонов, позволяющая увеличить плотность энергии, ускорить зарядку и улучшить рабочие параметры. Однако изъяны остаются: расширение кремния, сложность производства и ограниченный опыт эксплуатации.

Для покупателей смартфонов наличие Si/C-батареи может быть преимуществом, но не гарантией «вечной» работы устройства. Важно учитывать всю систему: управление теплом, протоколы зарядки и поведение телефона в долгосрочной эксплуатации. Si/C — шаг в будущее аккумуляторов, но пока технология ещё не полностью проверена на практике.

Ранее издание PEPELAC.NEWS сообщало, что vivo представила наушники TWS 5.