Батарея майбутнього: як нова технологія назавжди змінить смартфони

Навіть флагманські пристрої з камерами, що зрівнялися з дзеркальними фотоапаратами, часто "провисають", коли справа стосується часу автономної роботи, пише gizmochina.com. А тим часом у цій галузі відбувається "тиха революція", і йдеться про кремній-вуглецеві батареї.

У чому мінус звичайної батареї

Майже вся побутова електроніка працює на літій-іонних акумуляторах. Ця технологія заснована на графітовому аноді, який досить безпечний і стабільний, але при цьому швидко виробляє заряд.

Графіт добре утримує літій-іони, проте його теоретична ємність (372 мАг/г) — це межа. За останні кілька років приріст у цьому сенсі був незначним — лише 3-5% за покоління гаджетів. Цього недостатньо, адже користувачі хочуть, щоб телефони були тоншими, але при цьому і довше працювали.

Батарея нового типу

Кремній змінює правила гри — він здатний поглинати майже в 10 разів більше літію, ніж графіт, теоретично забезпечуючи ємність 4200 мАг/г. Щоправда, і тут є проблема: під час заряджання кремній розширюється на 300-400%, а це веде до появи тріщин і швидкого виходу акумулятора з ладу.

Тут-то і стане в пригоді кремній-вуглець (Si/C) — гібридне рішення, в якому невеликі кількості нанокремнію змішуються з провідною вуглецевою матрицею. Вуглецевий каркас забезпечує структуру і стабільність, а кремній — збільшення ємності. Замість 100% кремнію в більшості анодів Si/C використовується 5-15% кремнію, і цього цілком достатньо для підвищення щільності енергії на 10-20% без руйнівних наслідків.

У традиційних літій-іонних акумуляторах іони літію переміщаються між катодом і анодом під час циклів заряду і розряду. У кремній-вуглецевих (Si/C) акумуляторах використовується той самий процес, але поліпшена структура анода дає змогу утримувати більше іонів у тому самому обсязі. Це означає, що акумулятор ємністю 5000 мАг тепер може віддавати 5500 або навіть 6000 мАг без збільшення фізичних розмірів.

Крім того, таку батарею можна зробити меншою, щоб смартфон став тоншим, але довговічність при цьому не постраждає.

А ще кремній-вуглецеві акумулятори заряджаються швидше, краще працюють на холоді і зберігають більше корисної енергії за нижчої напруги. Тому багато китайських брендів уже щосили використовують цю технологію у своїх смартфонах — наприклад, Xiaomi, OnePlus, Vivo, Oppo і Honor.

А ось лідери індустрії — зокрема Apple і Samsung — поки що відстають. Втім, у них теж є свої міркування: вони орієнтуються на довготривалу надійність, а кремній-вуглецева технологія ще занадто "молода". Але і Samsung, за чутками, вже тестує цю технологію для нової лінійки Galaxy S26.

Раніше стало відомо, що незвичайна батарея зробить гаджети безпечнішими. Секрет полягав у тому, що китайським дослідникам вдалося розробити літій-металеву батарею з вбудованим полум'ягасником. Таким чином може бути вирішена проблема з легкою займистістю літій-металевих батарей.

Також стало відомо, що конусна батарея на основі натрію може зробити революцію в енергетиці. Дослідники з Університету Райса (США) дійшли висновку, що незвичайна форма батареї може посприяти зберіганню енергії за допомогою таких елементів, як натрій і калій.