امروزه، گوشی‌های هوشمند می‌توانند تقریبا هرکاری را انجام دهند. شما می‌توانید از آن‌ها برای ثبت تصاویر حرفه‌ای، پخش ویدیوهای 4K، اجرای بازی‌ها و سایر امور استفاده کنید. با این‌حال، باتری این دستگاه‌ها معمولا از نظر شارژدهی طولانی‌مدت ضعیف هستند. سازندگان سال‌هاست که تلاش می‌کنند تا محدودیت‌های فناوری لیتیوم یون را کنار بگذارند، اما به نظر می‌رسد نوع جدیدی از باتری‌ها قرار است این معادله را تغییر دهد. باتری‌های سیلیکون کربن در حال حاضر در برخی از گوشی‌های پرچمدار وجود دارد که موجب می‌شوند عملکرد بهتری از نظر شارژدهی داشته باشند.
پس از جایگزین کردن گرافیت با کامپوزیت سیلیکون کربن در باتری‌های رایج، این نوع قطعات می‌توانند علاوه‌بر ارائه انرژی بیشتر در فضای کوچک‌تر، از شارژ سریع‌تر پشتیبانی کنند و موجب کاربردی‌تر شدن گوشی‌های فوق باریک و تاشو شوند. در این مقاله، ضمن آشنایی با فناوری باتری‌های سیلیکون کربن، متوجه خواهید شد که چرا آن‌ها بزرگ‌ترین پیشرفت در صنعت باتری‌های موبایل محسوب می‌شوند.
محدودیت‌های باتری‌های لیتیوم یونی
امروزه، باتری‌های لیتیوم یونی برای ذخیره انرژی بر آند گرافیت متکی هستند. گرافیت پایدار و نسبتاً ارزان است، اما ظرفیت محدودی برای یون‌های لیتیوم دارد. در نتیجه، سازندگان گوشی‌های هوشمند باید تعادلی بین اندازه باتری و وزن و ضخامت آن برقرار کنند که اغلب به قیمت از دست دادن دوام باتری در مدل‌های باریک‌تر تمام می‌شود. مدیریت این مسئله زمانی سخت‌تر می‌شود که مشتریان خواهان گوشی‌های باریک‌تر با عمر باتری طولانی‌تر هستند.
چگونه باتری‌های سیلیکون کربن می‌توانند معادله را تغییر دهند؟
سیلیکون خالص از نظر تئوری ظرفیت ویژه بالایی در حدود ۴۲۰۰ میلی‌آمپر ساعت بر گرم را دارد که ده برابر بیشتر از ظرفیت گرافیت (۳۷۲ میلی‌آمپر ساعت بر گرم) است. با این‌حال، این ظرفیت بیشتر معایبی نیز داشته باشد. سیلیکون می‌تواند حدود ۳۰۰ درصد متورم شود که این موضوع منجر به ترک خوردن، بی‌ثباتی الکتریکی و خرابی زودهنگام باتری خواهد شد. برای مقابله با این مسئله، سیلیکون با کربن مخلوط می‌شود تا ساختار مقاوم‌تری داشته باشد.
درواقع، باتری‌های سیلیکون کربن (Si/C) سلول‌های لیتیوم یونی باقی می‌مانند اما آنچه که تغییر می‌کند، متریال آند است. به جای گرافیت خالص، آند ترکیبی از سیلیکون و کربن است که موجب می‌شود ذخیره انرژی افزایش یابد و در عین حال، انبساط سیلیکون در حین شارژ شدن کنترل شود. این ترکیب باعث کاهش انبساط تا حدود سه برابر در سلول‌های گرافیتی می‌شود که در بدنه گوشی‌های امروزی به‌طور قابل توجهی قابل کنترل‌تر است.
آیا باتری‌های سیلیکون کربن بهتر از مدل‌های لیتیوم یونی هستند؟
سیلیکون می‌تواند ده برابر بیشتر از گرافیت یون‌های لیتیوم را در خود جای دهد. در دنیای واقعی، آندهای سیلیکون کربن می‌توانند چگالی انرژی را افزایش دهند که این ویژگی به تولیدکنندگان گوشی‌های هوشمند اجازه می‌دهد انرژی بیشتری را در همان فضا جای دهند. آن‌ها همچنین می‌توانند ضخامت دستگاه‌های خود را بدون کاهش عمر باتری، باریک‌تر کنند.
باتری‌های سیلیکون کربنی به لطف رسانایی بهبودیافته، از شارژ سریع‌تر پشتیبانی می‌کنند و عملکرد بهتری در دماهای پایین ارائه می‌دهند. گوشی‌های تاشو و سایر دستگاه‌های کامپکت شاید بیشترین بهره را از این نوع باتری‌ها ببرند. باتری‌های با چگالی بالاتر به این دستگاه‌ها اجازه می‌دهند بدون نیاز به بدنه ضخیم‌تر یا سنگین‌تر، یک روز کامل شارژدهی داشته باشند.
اولین گوشی‌های مجهز به باتری‌های سیلیکون کربن کدامند؟
اولین گوشی هوشمندی که به باتری سیلیکون کربن (Si/C) مجهز شد، آنر مجیک ۵ پرو بود. با این‌حال، آند سیلیکون کربن تنها در نسخه‌های چینی آن وجود داشت. نسل بعدی این گوشی، یعنی آنر مجیک ۶ به‌صورت جهانی با باتری سیلیکون کربنی عرضه شد. این محصول که اولین‌بار در سال ۲۰۲۴ در چین عرضه شد، دارای یک باتری ۵۶۰۰ میلی‌آمپر ساعتی بود. در آن زمان، این باتری بدون افزایش ضخامت یا وزن، بزرگ‌تر از بیشتر رقبا بود.
شرکت‌هایی مانند وان پلاس، اوپو، شیائومی و ریلمی نیز از باتری‌های سیلیکون کربنی در برخی از گوشی‌های خود استفاده کرده‌اند. برای مثال، وان پلاس ۱۳ از یک باتری ۶۰۰۰ میلی‌آمپرساعتی سیلیکون کربنی بهره می‌برد. این دستگاه از شارژ سریع ۱۰۰ واتی نیز پشتیبانی می‌کند که تنها ۳۰ دقیقه برای شارژ کامل آن از صفر تا ۱۰۰ درصد نیاز است. دستگاه‌های تاشو حتی بیشتر از فناوری باتری‌های مذکور بهره می‌برند.
آنر مجیک V5، یکی از باریک‌ترین گوشی‌های تاشو تا به امروز است که از باتری سیلیکون کربنی برای حفظ عمر باتری و در عین حال، کاهش ضخامت بدنه برخوردار است. طبق گزارش خبرگزاری کره‌ای FNNews، سامسونگ و اپل در حال بررسی این فناوری هستند. با این وجود، تحلیلگران می‌گویند ممکن است مدتی طول بکشد تا باتری‌های سیلیکون کربن در دستگاه‌های پرچمدار آن‌ها استفاده شوند.
باتری‌های سیلیکون کربن هنوز راه‌حل کاملی نیستند!
اگرچه فناوری سیلیکون کربن (Si/C) امیدوارکننده به نظر می‌رسد، اما باتری‌های مجهز به آن راه‌حل کاملی نیستند. تولید آندهای سیلیکون کربن گران‌تر از گرافین است که این مسئله شاید موجب افزایش قیمت دستگاه شود. یکی دیگر از نگرانی‌های فعلی در مورد باتری‌های مذکور، دوام طولانی‌مدت آن‌ها است.
اگرچه مهندسان مشکل تورم آن‌ها را کمتر کرده‌اند، اما سیلیکون هنوز بیشتر از گرافیت منبسط می‌شود که می‌تواند بر طول عمر باتری در طی چندین سال استفاده روزانه تاثیر بگذارد. افزایش تولید برای پاسخگویی به نیاز جهانی نیز یک مانع مهم است. خطوط تولید فعلی برای گرافیک بهینه شده‌اند و تجهیز مجدد آن‌ها برای کامپوزیت‌های سیلیکون کربنی به زمان و سرمایه‌گذاری نیاز دارد.
شارژدهی باتری می‌تواند دیگر برای کاربران نگران‌کننده نباشد
باتری‌های سیلیکون کربن (Si/C) برای کاربران گوشی‌های هوشمند به معنای دستگاه‌هایی هستند که دوام بیشتری دارند، سریع‌تر شارژ می‌شوند و در دست باریک‌تر به نظر می‌رسند. از سوی دیگر، سازندگان چگالی انرژی را افزایش می‌دهند زیرا کاربران بیشتر از نوآوری در دوربین‌ها، نمایشگر و پردازنده‌ها، به دنبال عملکرد باتری بهتری هستند. اگر هزینه‌ها کاهش و تولید افزایش یابد، سیلیکون کربن می‌تواند ظرف دو تا سه سال آینده به استانداردی در گوشی‌های پرچمدار تبدیل شود. تا آن زمان، این ویژگی تنها در تعداد کمی از دستگاه‌های منتخب وجود خواهد داشت.
