Кремний-углеродные аккумуляторы: новая технология для смартфонов

Технологический прогресс ускоряет рост вычислительной мощности, повышает яркость дисплеев и качество мобильной оптики, но энергоёмкость аккумуляторов долго оставалась слабым звеном. Внедрение кремний-углеродных анодов изменило ситуацию, позволяя увеличить автономность без роста габаритов устройств.

Классические литий-ионные ячейки используют графитовый анод с теоретической удельной ёмкостью 372 мА·ч/г. Годовой прирост характеристик редко превышает 3–5%, что уже недостаточно для современных мобильных платформ.

Архитектура кремний-углеродного анода

Кремний способен аккумулировать до 4200 мА·ч/г, однако при интеркаляции лития его объём увеличивается в несколько раз и разрушает электрод. Проблему решили, распределив наночастицы кремния в углеродной матрице, принимающей на себя механические напряжения. При содержании кремния 5–15% удельная ёмкость возрастает примерно на 10–20% без серьёзного ущерба циклу жизни.

Практические результаты

Схема остаётся литий-ионной, но новый анод вмещает больше заряда при том же объёме. Элемент, ранее обеспечивавший 5000 мА·ч, теперь даёт 5500–6000 мА·ч без утолщения корпуса, быстрее заряжается, стабильнее работает на холоде и сохраняет больший остаток ёмкости при снижении напряжения. Измерения Honor фиксируют прирост до 240 % при 3,5 В.

Первое серийное применение состоялось в 2023 году в смартфонах Honor. Позднее технологию внедрили Xiaomi, OnePlus, Vivo, Oppo и несколько бюджетных моделей Huawei. Складные устройства Magic V2 и X Fold 3 Pro впервые совместили корпус менее 10 мм с полноценным днём работы. К середине 2025 года OnePlus 13 и Xiaomi 15 Ultra получили элементы на 6000 мА·ч без увеличения толщины, а Honor Power разместил 8000 мА·ч при толщине корпуса < 8 мм.

Позиция ведущих брендов

Apple и Samsung придерживаются осторожной стратегии: ресурс Si/C-электродов пока сокращается быстрее, а транспортировка ячеек свыше 20 Вт·ч усложняется нормативами. По внутренним оценкам Samsung, технология рассматривается для Galaxy S26; Apple ориентируется на сохранение не менее 80% ёмкости после 500 циклов.

Перспективы

Твердотельные и натрий-ионные аккумуляторы ещё не готовы к массовому рынку, тогда как Si/C-элементы предлагают лучший баланс ёмкости, стоимости и совместимости с существующими производственными линиями. Для тонких смартфонов, складных форм-факторов и энергоёмких ИИ-функций это главное практичное решение ближайших лет.