Мы все мечтаем о смартфонах с мощными и “неубиваемыми” батареями — и некоторые компании уже представили модели с новыми кремний-углеродными аккумуляторами. Но лидеры рынка не торопятся внедрять эту технологию, и на это есть серьезные причины.
Что такое кремний-углеродные аккумуляторы?
Чтобы разобраться в плюсах этой технологии, вспомним немного школьную химию. Кремний-углеродные аккумуляторы — это настоящая революция в мире литий-ионных батарей, а точнее — в их аноде (отрицательном электроде, который “принимает” заряд). В привычных нам литий-ионных батареях, стоящих почти в каждом телефоне, анод сделан в основном из графита. Этот материал надежен, но далеко не идеален: чтобы удержать всего один ион лития, нужно целых шесть атомов углерода.
С появлением кремния все меняется: если добавить его к аноду, появляется новый эффект. Один атом кремния способен удерживать сразу четыре иона лития! В теории это позволяет “упаковать” в такой аккумулятор по массе в десять раз больше энергии, чем в графите.
У смартфонов уже есть новые батареи — но вы этого даже не заметили
Забудьте навсегда о страхе остаться без заряда.
Так почему же раньше не делали аккумуляторы на кремнии, если он такой крутой? Есть одна большая загвоздка: внутри батареи кремний очень “капризен” — при заряде он разбухает почти в три раза! Такое расширение моментально разрушает внутренности аккумулятора всего за несколько циклов зарядки.
Решение нашли — используют не чистый кремний, а мелкие его частицы, равномерно распределяя их в прочной углеродной “решетке”. Получается что-то вроде каркаса из углерода с вкраплениями кремния. Графит берет на себя часть нагрузки и смягчает расширение, а кремний становится своего рода “энергетическим супер-резервуаром”.
В результате получаем аккумулятор, который работает по тому же принципу, что и обычный литий-ионный, но запасает гораздо больше энергии в том же объеме. Благодаря такой структуре производителям удается делать батареи по 5 000 мА⋅ч и выше — без увеличения толщины смартфонов. Звучит впечатляюще, не правда ли?
Чем такие батареи лучше?
Главное преимущество кремний-углеродных батарей — значительно более высокая плотность энергии. Смартфоны становятся мощнее, но никто не хочет носить в кармане кирпич. Если заменить графитовый анод на кремний-углеродный, емкость аккумулятора можно поднять сразу на 20–50%!
Это дает два варианта: либо оставить батарею того же размера, но увеличить емкость до 6 000 мА⋅ч и больше, либо сделать ее тоньше, но с прежней автономностью. Особенно это важно для гибких смартфонов, где толщина батареи критична: раньше сделать настолько тонкие и при этом “живучие” батареи было невозможно.
Я только недавно увидел новости о кошмарных для конкурентов смартфонах на азиатском рынке с батареями аж до 8 000 мА⋅ч — и именно благодаря кремний-углеродным аккумуляторам стали возможны такие рекорды.
Плюс — они отлично подходят для быстрой зарядки: особая структура и свойства кремния позволяют быстрее “заливать” ионы лития в анод по сравнению с графитом. А значит, меньше времени у розетки и больше свободы для пользователя.
Почему крупные бренды игнорируют эти батареи?
Несмотря на очевидные плюсы, такие гиганты как Apple и Samsung очень осторожно относятся к кремний-углеродным аккумуляторам — в то время как Honor, Vivo и другие китайские бренды смело экспериментируют. Все дело в опасениях по поводу ресурса и надежности инновации.
Да, углеродная решетка помогает держать расширение кремния под контролем, но полностью его исключить пока не удалось. Кремний-углеродные аноды все равно “разбухают” заметно сильнее, чем обычные графитовые. А для массовых брендов, выпускающих миллионы смартфонов, даже малейший риск вздутия или выхода батареи из строя — угроза массовых отзывов и серьезных ударов по репутации. После скандала с “взрывающимися” батареями у Galaxy Note 7 Samsung теперь абсолютно не готов рисковать ни на йоту.
Samsung нужен аккумулятор нового поколения: Galaxy S25 Edge на грани
Технологии движутся вперед, а емкость батарей не спешит за ними.
Вторая проблема — выносливость: сколько реально “живут” такие батареи при постоянной зарядке-разрядке? Из-за регулярного расширения и сжатия частицы кремния постепенно разрушаются, и ресурс уходит быстрее, чем у классических графитовых аккумуляторов. Мелкие бренды готовы рискнуть сроком службы ради эффектных цифр — а гигантам важно, чтобы смартфон держал заряд стабильно хотя бы несколько лет: это и цена при перепродаже, и репутация долголетних обновлений.
Подпишитесь на рассылку — узнавайте первыми все о новых аккумуляторах!
И, наконец, еще одна критичная загвоздка — производство в промышленных масштабах. Для кремний-углеродных батарей нужны сложные нанотехнологии, которые и дороже классических, и пока тяжело масштабируются на огромные тиражи. Сделать сотни миллионов iPhone или Galaxy с такими батареями — задача почти нерешаемая на текущий момент.
Пока крупные компании продолжают улучшать проверенные графитовые аккумуляторы, а рисковать и внедрять суперновинки решаются только смелые игроки. Но хочется верить: уже очень скоро такие “супер-батареи” появятся и в массовых смартфонах — осталось ждать совсем недолго.
Если вам понравилась эта статья, подпишитесь, чтобы не пропустить еще много полезных статей!
Премиум подписка - это доступ к эксклюзивным материалам, чтение канала без рекламы, возможность предлагать темы для статей и даже заказывать индивидуальные обзоры/исследования по своим запросам!Подробнее о том, какие преимущества вы получите с премиум подпиской, можно узнать здесь
Также подписывайтесь на нас в:
- Telegram: https://t.me/gergenshin
- Youtube: https://www.youtube.com/@gergenshin
- Яндекс Дзен: https://dzen.ru/gergen
- Официальный сайт: https://www-genshin.ru