امروزه گوشی‌های هوشمند تقریباً هر کاری انجام می‌دهند؛ از ثبت عکس‌هایی با کیفیت حرفه‌ای گرفته تا پخش ویدئوی 4K، اجرای بازی‌ها و بسیاری عملکردهای دیگر. اما اغلب، باتری آنها از پس این همه توانایی برنمی‌آید. اکنون فناوری جدیدی به نام باتری های سیلیکون کربن وارد میدان شده که نوید انقلابی در عملکرد و دوام باتری‌ها را می‌دهد. این فناوری که در برخی گوشی‌های پرچم‌دار به‌کار رفته، می‌تواند آینده‌ای را رقم بزند که در آن گوشی‌ها هم باریک‌تر هستند، هم سریع‌تر شارژ می‌شوند و هم عمر باتری طولانی‌تری دارند.
در این نسل جدید از باتری‌ها، به‌جای استفاده از گرافیت معمول، ترکیبی از سیلیکون و کربن به کار رفته است که توان بیشتری را در حجم کوچک‌تری ارائه می‌دهد، از شارژ سریع‌تر پشتیبانی می‌کند و می‌تواند به کارآمدترشدن طراحی‌های بسیار باریک و گوشی‌های تاشو کمک کند.
این مطلب، فناوری پشت باتری های سیلیکون کربن را توضیح می‌دهد و بیان می‌کند که چرا آنها یکی از مهم‌ترین دستاوردهای چند سال اخیر در صنعت موبایل محسوب می‌شوند.
محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم یون امروزی
باتری‌های لیتیوم یونی فعلی برای ذخیره انرژی از آندهایی حاوی گرافیت استفاده می‌کنند. گرافیت ماده‌ای پایدار و نسبتاً ارزان است، اما ظرفیت محدودی برای ذخیره یون‌های لیتیوم دارد. به همین دلیل، سازندگان گوشی مجبور شده‌اند بین اندازه باتری و وزن و ضخامت دستگاه تعادل برقرار کنند و اغلب، دوام باتری را فدای طراحی باریک‌تر می‌کنند.
مدیریت این تعادل سخت‌تر می‌شود، چون مصرف‌کنندگان هم دستگاه‌های باریک‌تر می‌خواهند و هم انتظار دارند باتری آنها مدت بیشتری دوام بیاورد.
چگونه باتری های سیلیکون کربن می‌توانند بازی را تغییر می‌دهد؟
سیلیکون خالص از نظر تئوریک ظرفیت ویژه‌ای در حدود 4200mAh/g دارد؛ یعنی بیش از 10 برابر ظرفیت گرافیت که تنها 372mAh/g است.
اما این ظرفیت اضافی هزینه‌ای دارد. سیلیکون می‌تواند تا حدود 300٪ متورم شود که این مسئله به ترک‌خوردگی، ناپایداری الکتریکی و خرابی زودهنگام باتری منجر می‌شود.
برای مقابله با این مشکل، سیلیکون را با کربن ترکیب می‌کنند تا ساختاری مقاوم‌تر ایجاد شود. در اصل، باتری‌های سیلیکون-کربن (Si/C) همچنان از نوع لیتیوم یون هستند؛ اما آنچه تغییر کرده، ماده آند است. به‌جای استفاده از گرافیت خالص، از ترکیبی از سیلیکون و کربن استفاده می‌شود.
این ترکیب هیبریدی باعث افزایش ظرفیت ذخیره انرژی می‌شود و در عین حال، تلاش می‌کند از میزان انبساط زیاد سیلیکون هنگام شارژ جلوگیری کند.
در این باتری‌ها، میزان انبساط به حدود سه برابر سلول‌های تمام‌گرافیتی کاهش یافته که این میزان به‌مراتب بهتر قابل کنترل است و در طراحی بدنه‌های امروزی گوشی‌های هوشمند جا می‌گیرد.
آیا باتری های سیلیکون کربن از لیتیوم یون بهترند؟
در مقایسه با گرافیت، سیلیکون می‌تواند تا 10 برابر یون‌های لیتیوم بیشتری ذخیره کند.
در عمل، آندهای Si/C باعث افزایش چگالی انرژی می‌شوند و به تولیدکنندگان گوشی این امکان را می‌دهند که توان بیشتری را در فضای یکسان جای دهند. همچنین می‌توانند دستگاه‌ها را باریک‌تر طراحی کنند بدون آنکه عمر باتری کاهش یابد.
این باتری‌ها از شارژ سریع‌تر پشتیبانی می‌کنند (به‌دلیل رسانایی بهتر) و در دماهای پایین نیز عملکرد بهتری دارند.
طراحی‌های تاشو و سایر دستگاه‌های فشرده احتمالاً بیشترین بهره را از باتری‌های Si/C می‌برند.چگالی بالاتر انرژی در این باتری‌ها باعث می‌شود چنین دستگاه‌هایی بتوانند یک روز کامل دوام بیاورند بدون آنکه نیاز به بدنه‌های ضخیم‌تر یا سنگین‌تر داشته باشند.
پیشگامان استفاده از باتری های سیلیکون کربن در گوشی‌های هوشمند
نخستین گوشی هوشمندی که از باتری Si/C استفاده کرد، آنر مجیک 5 پرو بود. البته آند Si/C فقط در نسخه چینی آن به‌کار رفته بود.مدل بعدی، یعنی آنر مجیک 6 پرو، به‌صورت جهانی عرضه شد و از باتری Si/C بهره می‌برد. این دستگاه که اولین بار در سال 2024 در چین عرضه شد، دارای باتری 5600mAh بود.
این باتری نسبت به اغلب رقبا بزرگ‌تر بود، بدون آنکه باعث افزایش محسوس ضخامت یا وزن دستگاه شود.
شرکت‌هایی مانند وان پلاس، اوپو، شیائومی و ریلمی نیز فناوری باتری‌های Si/C را در برخی از گوشی‌های خود به‌کار برده‌اند.
برای مثال، گوشی وان پلاس 13 دارای باتری Si/C با ظرفیت 6000mAh است. این دستگاه از شارژ سریع 100 واتی پشتیبانی می‌کند و در حدود 30 دقیقه از 0٪ به 100٪ می‌رسد.
دستگاه‌های تاشو حتی بیش از این‌ها از فناوری جدید سود می‌برند. آنر مجیک V5 که یکی از باریک‌ترین گوشی‌های تاشو تا امروز است، از باتری Si/C استفاده می‌کند تا ضمن حفظ عمر باتری، بدنه‌ای باریک داشته باشد.
به‌گزارش رسانه کره‌ای FNNews، شرکت‌های سامسونگ و اپل نیز در حال بررسی این فناوری هستند. با این حال، تحلیل‌گران معتقدند که چند چرخه محصول طول خواهد کشید تا این فناوری در پرچم‌داران آنها ظاهر شود.
باتری‌های سیلیکون کربن بی‌نقص نیستند
با وجود امیدواری‌ها، باتری‌های Si/C هنوز راه‌حل کاملاً بی‌نقصی نیستند. آندهای سیلیکون کربن نسبت به گرافیت گران‌تر تولید می‌شوند و این می‌تواند قیمت نهایی گوشی را افزایش دهد.
نگرانی دیگر، دوام بلندمدت است. هرچند مهندسان موفق به کاهش مشکل تورم شده‌اند، اما سیلیکون هنوز بیشتر از گرافیت منبسط می‌شود و این موضوع ممکن است در طول چند سال استفاده روزمره، بر عمر باتری تأثیر بگذارد.
افزایش تولید برای پاسخ به تقاضای جهانی نیز یکی دیگر از چالش‌های مهم است. خطوط تولید فعلی برای گرافیت طراحی شده‌اند و تبدیل آنها به خطوط سازگار با ترکیب‌های سیلیکون کربن، نیازمند زمان و سرمایه‌گذاری قابل‌توجه است.
پایان اضطراب باتری ممکن است نزدیک باشدبرای کاربران گوشی‌های هوشمند، باتری‌های Si/C به‌معنای دستگاه‌هایی با عمر باتری بیشتر، شارژ سریع‌تر و طراحی باریک‌تر هستند.
برای سازندگان نیز، این نوع باتری‌ها افزایش چگالی انرژی را در زمانی فراهم می‌کنند که نوآوری‌های مربوط به دوربین، نمایشگر و پردازنده‌ها، فشار بیشتری بر عملکرد باتری وارد کرده‌اند.
اگر هزینه‌ها کاهش یابد و تولید گسترده‌تر شود، باتری‌های Si/C می‌توانند ظرف دو تا سه سال آینده به استانداردی برای گوشی‌های پرچم‌دار تبدیل شوند. تا آن زمان، تنها برخی دستگاه‌های خاص از این ویژگی بهره‌مند خواهند بود.
دیدگاهتان را بنویسید