Кремний-углеродные батареи дают больше автономности, но сокращают срок службы
В смартфоны всё чаще устанавливают кремний-углеродные аккумуляторы, которые обеспечивают большую ёмкость и быструю зарядку, но могут служить меньше, чем традиционные литий-ионные батареи.
Кремний-углеродные аккумуляторы становятся всё более распространёнными в смартфонах. После китайских производителей Honor, Oppo и Xiaomi эту технологию начал использовать Samsung в моделях Galaxy Z Fold 8 и 8 Ultra. Такие батареи способны накапливать значительно больше энергии, чем традиционные литий-ионные, а некоторые телефоны с ними работают до двух полных дней без подзарядки. Однако у решения есть и минус: общий срок службы аккумулятора может оказаться короче.
Почему важен кремний
В обычной литий-ионной батарее возможности накопления энергии ограничивает графитовый анод. Кремний обладает примерно в десять раз большей ёмкостью на единицу веса, поэтому его рассматривают как перспективную замену графиту или добавку к нему. При этом кремний-углеродные батареи не полностью отказываются от традиционной конструкции: в них по-прежнему используется литийсодержащий катод и анод на основе графита, в который добавляют небольшое количество кремний-углеродного материала. Samsung даже в новых складных смартфонах продолжает указывать тип батареи как литий-ионный.
Больше ёмкость и быстрее зарядка
Преимущества очевидны. Благодаря высокой ёмкости аккумулятор может запасать больше энергии, не увеличивая толщину устройства. Например, OnePlus 15 всего на миллиметр или два толще iPhone 17, но его батарея на 7300 мА·ч продержалась 38,5 часов в тесте Engadget. Кремний также обеспечивает более быструю зарядку, поскольку ионы лития перемещаются в нём быстрее, чем между слоями графита. Ещё один плюс — доступность и низкая стоимость кремния, что снижает зависимость от сложных цепочек поставок.
Короткий срок службы
Главный недостаток связан с деградацией. При зарядке материалы расширяются из-за внедрения ионов лития. Графит увеличивается примерно на 10%, а кремний — на целых 400%. Это механическое напряжение со временем разрушает элементы. В документах Samsung для европейских регуляторов указано, что новые аккумуляторы рассчитаны на 1200 циклов зарядки, тогда как предыдущее поколение обещало 2000 циклов.
Эксперты говорят, что технология продолжает развиваться. Производители ищут баланс между плотностью энергии и долговечностью, экспериментируют с технологическими процессами и добавками, такими как фторфосфаты, для повышения стабильности. Tesla ещё с 2016 года использует небольшие количества кремния в некоторых никель-кобальт-алюминиевых батареях. Смартфоны становятся естественной первой площадкой для этой технологии, поскольку стоимость отдельного аккумулятора здесь относительно невысока, а многие пользователи меняют устройства раз в несколько лет. Кроме того, если телефон работает два дня без подзарядки, количество циклов зарядки сокращается, что частично компенсирует уменьшение срока службы.
