Baterii silicon-carbon: autonomie mai mare, dar viață mai scurtă

Andrei Negrescu Andrei Negrescu
7 min citire
Galaxy Z Fold 8 versus Z Fold 8 Ultra: cele șapte diferențe esențiale —
Publicitate

Noile baterii silicon-carbon au devenit argumentul de vânzare al ultimului val de telefoane. Honor, Oppo și Xiaomi le folosesc de ceva vreme, iar acum s-a alăturat și Samsung, cu acumulatorii din Galaxy Z Fold 8 și Z Fold 8 Ultra. Promisiunea sună excelent: autonomie de două zile. Costul ascuns este durata de viață a acumulatorului.

Publicitate

Cum funcționează, pe scurt, o baterie

Orice acumulator are trei componente: anodul, catodul și electrolitul dintre ele. Când bateria este încărcată, electronii sunt stocați în anod, de unde migrează treptat spre catod. Deplasarea lor prin electrolit declanșează reacțiile care eliberează energie.

Poți reîncărca anodul de multe ori, dar cantitatea de energie stocată scade în timp, pe măsură ce electrolitul rămâne fără materialele necesare reacțiilor.

Ce limitează bateriile litiu-ion de azi

Acumulatorii litiu-ion s-au impus în două decenii și jumătate pentru că sunt ușori, dense energetic și suportă multe cicluri înainte să se degradeze. Rețeta clasică: anod din pulbere de grafit, catod pe bază de litiu și electrolit cu carbonat de etilenă.

Dr. Ruth Sayers, specialistă în chimia bateriilor cu experiență la Imperial College și la University of Liverpool, devenită recent director general al AmpliSI, spune că industria a stors deja tot ce se putea din catod și electrolit. „Totul a fost optimizat și dezvoltat cât se putea”, a declarat ea pentru Engadget. „Folosim același anod de grafit în bateriile litiu-ion de zeci de ani.”

Concluzia ei este că anodul de grafit a rămas „elementul care limitează performanța bateriei”, iar „siliciul este considerat contracandidatul grafitului”.

Bateriile silicon-carbon nu sunt chiar din silicon-carbon

Denumirea este oarecum înșelătoare. Catodul rămâne pe bază de litiu, iar anodul nu este integral din siliciu, pentru că fizica nu permite încă asta. În practică se adaugă un procent mic de siliciu-carbon în grafitul existent.

Publicitate

Exact asta face și Samsung. Pe pagina de produs a modelelor Z Fold 8 și Fold 8 Ultra, compania listează în continuare tipul bateriei drept „Lithium-ion”, explicând separat că a introdus material siliciu-carbon pentru a crește densitatea energetică. După definiția folosită de restul industriei, aceasta este o baterie silicon-carbon.

„Adăugarea de siliciu nu este ceva nou”, explică Dr. Juho Heiska, șeful departamentului de cercetare-dezvoltare de la Seinäjoki University of Applied Sciences din Finlanda. „Tesla a folosit deja un amestec de aproximativ 3 până la 5 procente în unele dintre modelele sale NCA.” Potrivit Los Angeles Times, Tesla adaugă siliciu-carbon în acumulatori cel puțin din 2016. Ce s-a schimbat între timp sunt procesele de fabricație și de chimie, care permit acum proporții mult mai mari.

Heiska spune că mulți producători lucrează la materiale de tip „drop-in”, care intră direct în liniile de producție existente. „Iei 75 la sută grafit, 25 la sută pulbere de siliciu, le amesteci și faci pasta în același mod”, descrie el procedeul.

Plachetă de siliciu policristalin, materialul-cheie pentru baterii silicon-carbon
Siliciul este ieftin și abundent, iar în anod poate stoca de zece ori mai mult litiu decât grafitul. Foto: Georg Slickers / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

De ce apar baterii silicon-carbon întâi în telefoane

Producția rămâne mai scumpă decât la celulele clasice. De aceea telefoanele sunt terenul ideal de testare: „prețul unitar al bateriei nu este exagerat de mare”, spune Heiska, mai ales prin comparație cu ce costă un pachet de acumulatori pentru o mașină electrică.

Publicitate

Samsung este cel mai mare producător de telefoane care a adoptat tehnologia, dar o face prudent. Compania nu urmărește capacitățile uriașe din telefoanele chinezești, ci folosește cantități mici de siliciu ca să micșoreze volumul bateriei și, implicit, al telefonului.

Avantajele: capacitate, subțirime și încărcare rapidă

Cifrele explică entuziasmul. „Grafitul are o capacitate de aproximativ 330 de miliamperi-oră pe gram”, arată Dr. Sayers, „iar siliciul are o capacitate de zece ori mai mare decât grafitul”.

Se schimbă și natura reacției. „Este de fapt o reacție chimică, numită aliere”, spune Sayers. „Litiul reacționează cu siliciul și formează diferite forme de litiu-siliciu.” Iar asta „înseamnă că poți stoca tot mai mult litiu în el, ceea ce îi dă acea capacitate foarte mare”.

Capacitatea mai mare pe unitatea de masă permite acumulatori cu mai multă energie, dar cu volum mai mic. De aici vine explozia de mAh din telefoanele recente, fără ca ele să se îngroașe. OnePlus 15, de exemplu, este cu doar unu-doi milimetri mai gros decât iPhone 17, dar are un acumulator de 7.300 mAh și a rezistat 38,5 ore în testul de descărcare făcut de Engadget.

Publicitate

Bonusul este încărcarea rapidă. „Unul dintre motivele pentru care nu poți încărca rapid bateriile cu grafit este că ionii de litiu nu pot pătrunde între straturile de grafit”, explică Heiska. „Siliciul se încarcă mai repede și se litiază primul, deci chiar ajută la încărcarea rapidă.”

În plus, siliciul este ieftin, abundent și ușor de procurat. Sayers subliniază că industria caută materii prime accesibile și ferite de tensiuni geopolitice.

Dezavantajul major: umflarea și ciclurile pierdute

Compromisul este real. Bateriile silicon-carbon oferă „o încărcare rapidă puțin mai bună și o capacitate puțin mai bună”, spune Heiska, „dar vei obține o durată de viață pe cicluri puțin mai scurtă”.

Cauza este deformarea materialului la încărcare. Grafitul se dilată cu aproximativ 10 la sută pe ciclu. Siliciul se umflă cu 400 la sută. De asta nu există acumulatori integral din siliciu: durata lor de viață ar fi „atât de slabă încât nimeni nu ar cumpăra acele produse”, spune cercetătorul finlandez.

Efectul se vede în documentele oficiale. În dosarele depuse la autoritățile europene, Samsung indică 1.200 de cicluri de încărcare pentru noile celule, față de 2.000 promise la generația anterioară. Este o scădere de 40 la sută.

Pentru comparație, regulile europene de ecodesign aplicabile telefoanelor din 20 iunie 2025 cer ca acumulatorul să păstreze cel puțin 80 la sută din capacitate după 800 de cicluri complete. Cifra Samsung rămâne, deci, peste pragul legal, dar marja s-a redus semnificativ.

Ce urmează

Cercetarea se concentrează pe găsirea raportului ideal. „La nivel de chimie, introduci litiu în materialul de siliciu și formezi astfel aliaje de litiu și siliciu”, explică Sayers. „Poți controla cât litiu introduci și cât din siliciu utilizezi.” Ținta este o proporție care să ofere „un salt mai mare de energie și să păstreze durata de viață a bateriei”.

Heiska adaugă că se lucrează la procese de fabricație diferite și la adăugarea unor materiale suplimentare, precum fluorofosfații, care ar putea îmbunătăți stabilitatea celulei.

Până atunci, telefoanele rămân locul potrivit pentru experiment. Oamenii își schimbă telefonul o dată la câțiva ani, iar dacă bateria ține două zile, obiceiul de încărcare zilnică dispare oricum, ceea ce înseamnă mai puține cicluri consumate.

Ce înseamnă asta pentru tine

Dacă îți schimbi telefonul la doi-trei ani, diferența de cicluri nu se va simți. Dacă îl păstrezi cinci ani sau îl dai mai departe în familie, degradarea mai rapidă contează.

Regula practică rămâne aceeași: încărcările parțiale, între 20 și 80 la sută, și evitarea temperaturilor mari prelungesc viața oricărui acumulator, indiferent de chimia lui.

Specificațiile oficiale ale noilor pliabile Fold 8 pot fi consultate pe site-ul Samsung.

Articole conexe pe GadgetReport.ro

OPPO Find X9, cu teleobiectiv Hasselblad de 200 MP și baterie de 7.500 mAh
Galaxy Z Fold 8, răspunsul Samsung la o amenințare care încă n-a apărut
Samsung Galaxy Z Flip8 ignoră cel mai dorit upgrade
Schimbarea fundamentală pe care Samsung o va aduce pe Galaxy S26

Sursa declarațiilor: Dr. Ruth Sayers (AmpliSI) și Dr. Juho Heiska (Seinäjoki University of Applied Sciences). Date suplimentare: documentele de reglementare Samsung depuse în UE și Los Angeles Times.

Ultimele Știri

Descoperă mai multe

Articole selectate pentru tine

Se încarcă...