Njihova glavna prednost je veća količina energije u istom prostoru, što omogućava tanje telefone sa baterijama kapaciteta većeg od 7.000 mAh. Ipak, veća autonomija može da dođe uz cenu kraćeg životnog veka baterije.
Zašto klasične baterije dostižu svoje granice?
Većina današnjih telefona koristi litijum-jonske baterije sa grafitnom anodom. Ova tehnologija je lagana, energetski efikasna i dovoljno pouzdana da izdrži veliki broj punjenja, zbog čega je decenijama standard u telefonima, laptopovima i električnim automobilima.
Međutim, proizvođači su vremenom unapredili gotovo sve delove baterije, dok je grafitna anoda postala jedno od glavnih ograničenja daljeg rasta kapaciteta.
Silicijum se nameće kao alternativa jer može da primi znatno više litijuma od grafita. Zbog toga baterija može da skladišti više energije bez proporcionalnog povećanja svojih dimenzija.
Naziv ipak može da zavara
Silicijum-karbonska baterija nije potpuno nova vrsta baterije koja zamenjuje litijum-jonsku tehnologiju. Ona i dalje koristi litijum, dok se ključna promena nalazi u anodi.
Umesto čistog grafita, proizvođači koriste mešavinu grafita i određenog procenta silicijuma. Udeo silicijuma zavisi od proizvođača i njegove sposobnosti da kontroliše širenje materijala tokom punjenja.
Samsung je u Galaxy Z Fold8 Ultra uveo silicijum-karbonsku anodu kako bi povećao energetsku gustinu i u tanjem kućištu smestio bateriju od 5.000 mAh. Kompanija navodi da je zbog veće reaktivnosti ovog materijala morala da optimizuje i ostatak baterijskog sistema.
Više energije u tanjem telefonu
Najveća prednost silicijuma jeste njegov kapacitet. Grafit može da skladišti približno 330 miliamper-sati po gramu, dok je teorijski kapacitet silicijuma približno deset puta veći.
U praksi to ne znači da će telefon automatski dobiti deset puta veću bateriju. Proizvođači koriste samo deo silicijuma, ali i takav pristup omogućava znatno povećanje energetskog kapaciteta.
OnePlus 15, na primer, koristi silicijumsku „NanoStack“ bateriju kapaciteta 7.300 mAh, uprkos tome što dimenzijama ne odstupa drastično od drugih premijum telefona. Proizvođač navodi do 31 sat reprodukcije videa i punjenje od 120 W.
Ova tehnologija posebno je korisna kod savitljivih telefona, kod kojih se proizvođači suočavaju sa veoma ograničenim prostorom za bateriju.
Brže punjenje kao dodatna prednost
Silicijum može brže da primi litijumove jone od grafita, što otvara prostor i za veće brzine punjenja. Kod grafitnih anoda prebrzo punjenje može da izazove probleme jer litijumovi joni ne uspevaju dovoljno brzo da se smeste između slojeva materijala.
Silicijum nije potpuno oslobođen ograničenja, ali u kombinaciji sa savremenim sistemima upravljanja baterijom može da omogući veću snagu punjenja uz veći kapacitet.
Dodatna prednost je dostupnost sirovine. Silicijum je široko rasprostranjen i ne nosi iste geopolitičke rizike kao pojedini drugi materijali koji se koriste u baterijama.
Problem je ogromno širenje silicijuma
Glavna mana ove tehnologije nastaje tokom punjenja. Kada silicijum primi litijum, njegova zapremina može da poraste za više od 300 odsto. Grafit se, poređenja radi, širi približno deset odsto.
Stalno širenje i skupljanje može da izazove pucanje čestica, gubitak električnog kontakta i brže opadanje kapaciteta. To je glavni razlog zbog kojeg proizvođači još ne koriste anode napravljene isključivo od silicijuma.
Što se u anodu doda više silicijuma, moguće je dobiti veću energetsku gustinu, ali raste i rizik od kraćeg broja upotrebljivih ciklusa. Proizvođači zato traže ravnotežu između velike baterije i prihvatljive dugovečnosti.
Duže traje između punjenja, ali možda kraće tokom godina
Silicijum-karbonska baterija može da omogući dva dana korišćenja telefona bez punjača, ali to ne znači nužno da će posle nekoliko godina zadržati kapacitet jednako dobro kao najbolja klasična litijum-jonska baterija.
Postoji, međutim, i druga strana računice. Ako telefon punimo svakog drugog dana umesto svakodnevno, baterija će sporije sakupljati pune cikluse. Veći kapacitet bi tako mogao delimično da ublaži slabiju otpornost samog materijala.
Stvarna dugovečnost zavisiće od procenta silicijuma, načina proizvodnje, temperature, brzine punjenja, softverske kontrole i navika korisnika.
Zašto se tehnologija prvo širi među telefonima?
Silicijum-karbonske baterije skuplje su za proizvodnju od tradicionalnih rešenja, ali je kod telefona ukupan trošak baterije relativno mali u odnosu na cenu uređaja.
Istovremeno, korisnici premijum telefona traže veću autonomiju, tanje kućište i brže punjenje. To pametne telefone čini pogodnim tržištem za postepeno usavršavanje nove tehnologije pre nego što se ona šire primeni u automobilima i drugim velikim sistemima.
Honor, Oppo, Xiaomi i OnePlus već koriste različite verzije silicijum-karbonskih baterija, dok se i Samsung opreznije pridružuje ovom trendu.
Da li je ovo konačno rešenje za bateriju telefona?
Silicijum-karbonske baterije ne rešavaju sve probleme, ali predstavljaju jedno od najvažnijih unapređenja mobilnih baterija poslednjih godina.
One omogućavaju veći kapacitet bez povratka na debele i teške telefone, mogu da podrže brže punjenje i koriste relativno dostupne materijale. Sa druge strane, širenje silicijuma, viša cena proizvodnje i potencijalno brža degradacija ostaju prepreke koje industrija mora da reši.
Za korisnike će najveća promena biti jednostavna: telefoni koji realno mogu da izdrže dan i po ili dva intenzivnog korišćenja postajaće sve češći. Ipak, tek će iskustva tokom nekoliko godina pokazati da li će veća autonomija biti praćena i dovoljno dugim životnim vekom baterije.
