Преимущества и недостатки кремний-углеродных аккумуляторов: сравнение с Li-Ion

В мире смартфонов наконец-то решается главная проблема — время работы. Пока Apple и Samsung выжидают, китайские бренды уже вовсю используют новую технологию, позволяющую уместить 6000 мА·ч в ультратонкий корпус.

Иллюстрация — Droidnews, нейросеть

Годами пользователи смартфонов наблюдали за тем, как растут мегапиксели в камерах и гигагерцы в процессорах, но время автономной работы оставалось практически на месте. Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы, десятилетиями служившие индустрии, достигли своего предела. Однако теперь ситуация меняется благодаря новой технологии — кремний-углеродным (Si/C) батареям.

Именно они позволили производителям совершить долгожданный скачок в автономности, не превращая элегантные девайсы в громоздкие «кирпичи».

В чём проблема старых батарей?

Классические литий-ионные и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы используют анод из графита. Это надёжный и проверенный материал, но его теоретическая ёмкость ограничена на уровне 372 мА·ч/г. Инженеры выжали из него максимум, и последние годы прирост составлял всего 3–5% за поколение, что явно не успевало за растущими аппетитами новых процессоров и дисплеев.

Кремний: и спасение, и проклятие

Кремний в качестве материала для анода выглядит куда перспективнее — он способен удерживать почти в 10 раз больше ионов лития, чем графит, с теоретической ёмкостью до 4200 мА·ч/г. Но есть и серьёзная проблема: при зарядке кремний расширяется на 300–400%. Такое «разбухание» быстро разрушает внутреннюю структуру электрода, что приводит к быстрой деградации и даже вздутию батареи.

Решение нашлось в создании композитного материала — анода из наночастиц кремния, помещённых в стабильную углеродную матрицу. Углерод выступает в роли каркаса, который сдерживает расширение кремния, а кремний, в свою очередь, обеспечивает прирост ёмкости. На практике в современных Si/C батареях используется небольшая доля кремния, что уже позволяет увеличить плотность энергии на 10—20% без разрушительных последствий.

Иллюстрация — Droidnews, нейросеть

Что это даёт на практике?

Благодаря более высокой плотности энергии кремний-углеродные батареи при том же физическом размере вмещают больше миллиампер-часов. Так, условный аккумулятор на 5000 мА·ч превращается в элемент на 5500 или даже 6000 мА·ч, либо же производитель может сделать гаджет тоньше, сохранив прежнюю автономность.

Но и это не всё. Такие аккумуляторы эффективнее работают при низких температурах и лучше сохраняют остаточную ёмкость при низком заряде. Например, компания HONOR заявляла, что её Si/C батареи второго поколения сохраняют больше полезной энергии при напряжении 3,5 В, продлевая время работы устройства, когда индикатор заряда близок к нулю.

Знаете ли вы что?
Изобретателем литий-ионного аккумулятора считается японский химик Акира Ёсино. В 2019 году он, вместе с Джоном Гуденафом и Стэнли Уиттингемом, получил за это открытие Нобелевскую премию по химии. Их работа заложила основу для всей современной портативной электроники.

Первопроходцем тоже стала HONOR, которая ещё в 2023 году начала тестировать технологию на китайской версии Magic 5 Pro, а затем представила второе поколение Si/C аккумуляторов в моделях HONOR Magic 6 Pro. Следом подтянулись и другие китайские бренды. К 2025 году на рынке появилось множество аппаратов с такими батареями:

• OnePlus 13 (6000 мА·ч);
• Xiaomi 15 Ultra (6000 мА·ч для китайского рынка);
• Redmi K80 Pro (6000 мА·ч).

Иллюстрация — OPPO

Почему Apple и Samsung не торопятся?

Несмотря на очевидные плюсы, лидеры рынка занимают выжидательную позицию. Основные причины — надёжность и логистика. Во-первых, ранние версии Si/C аккумуляторов могут деградировать немного быстрее, чем традиционные Li-ion, а для Apple и Samsung долговечность — ключевой приоритет. Во-вторых, существуют сложности с международной перевозкой литиевых батарей большой ёмкости (свыше 20 Вт·ч на ячейку), из-за чего многие производители либо выпускают версии с увеличенными батареями только для Китая, либо используют двухэлементную конструкцию.

Тем не менее, по слухам, Samsung уже тестирует технологию и может внедрить её в линейке Galaxy S26. Apple же, вероятно, ждёт, пока технология полностью «созреет» и будет соответствовать её внутренним стандартам качества, после чего представит её как собственную революционную инновацию.

А как же беспроводная зарядка в тонких корпусах?

Интеграция беспроводной зарядки в ультратонкие складные смартфоны — отдельная инженерная задача. Компания OPPO продемонстрировала её решение в модели Find N5, оснастив аппарат системой 50-ваттной беспроводной зарядки AIRVOOC. Инженерам удалось разместить эффективную катушку в пространстве толщиной всего 0,18 мм. Для этого была создана специальная однослойная медная катушка на гибкой печатной плате (FPC), усиленная тремя слоями нанокристаллов, что обеспечило эффективность зарядки свыше 80%.

Одной из проблем стала совместимость с автомобильными беспроводными зарядками, которую решили с помощью катушки нестандартной овальной формы. Такое исполнение расширило допуск для вертикального совмещения устройств. Для борьбы с нагревом под катушкой разместили один слой графита, который равномерно распределяет тепло и удерживает температуру поверхности ниже 41°C. Долговечность системы обеспечивается не только за счёт сферической кремний-углеродной технологии, но и благодаря специальным клеящим составам и электролитам, устойчивым к износу. Весь процесс контролируют фирменные алгоритмы, оптимизируя каждый цикл для сохранения здоровья аккумулятора.

Иллюстрация — OPPO

Что это значит для нас?

Внедрение кремний-углеродных аккумуляторов — это не просто очередной апдейт «железа», а качественный сдвиг в пользовательском опыте. Для обычного человека это означает конец «батарейной тревожности»: смартфоны становятся тоньше, но при этом уверенно доживают до конца дня даже при интенсивном использовании. Это особенно важно для складных устройств и аппаратов с мощными ИИ-функциями, которые потребляют много энергии. Технология позволяет создавать более компактные и лёгкие гаджеты, не жертвуя их главным параметром — автономностью. В ближайшие годы стоит ожидать, что ёмкость в 6000 мА·ч станет новым стандартом для флагманов, а бюджетные модели получат батареи, о которых раньше можно было только мечтать.

Источник: Droidnews.ru.
💡 Есть что добавить? Пишите в комментариях!
📱 Следите за новостями: Telegram | Дзен | VK | RSS