Преди капацитетът на батерията на смартфоните обикновено варираше между 4000 и 5000 mAh. През последната година обаче ситуацията се промени драстично: 6000 mAh се превърна в стандарт за флагманските модели, а някои производители започнаха да оборудват устройствата си с батерии от по 8000 и дори 10 000 mAh. 

Каква е причината за тези промени?

Промяна на потребителските навици

С нарастването на функционалността на смартфоните, зависимостта на потребителите от тях се е увеличила значително. Възпроизвеждането на видеоклипове с висока резолюция, стартирането на взискателни игри и използването на 5G мрежи – всичко това изтощава батерията бързо.

Средностатистическият потребител отключва телефона повече от 150 пъти на ден, а „тежките“ потребители почти никога не пускат устройството. С капацитет на батерията от 4000 mAh, времето пред екрана рядко надвишава 5 часа, а телефонът трябва да се зарежда няколко пъти на ден.

Допълнителните фактори включват разпространението на 5G и дисплеите с висока честота на опресняване. Въпреки че 5G предлага високи скорости на данните, той консумира повече енергия. А преходът от 60Hz към 120Hz увеличава консумацията на енергия от екрана с 20–30%.

Както отбелязват експертите — „потребителите искат да имат резерв от енергия – може да не го използват, но той трябва да е налице.“ Това искане се е превърнало в един от ключовите двигатели на растежа на капацитета на батериите.

Технологичен пробив: силициево-въглеродните аноди

Традиционно литиево-йонните батерии използват графитен анод, но теоретичният му капацитет е ограничен до 372 mAh/g. В търсене на алтернатива, учените насочиха вниманието си към силиция, чийто капацитет достига 4200 mAh/g — 11 пъти повече.

Силицият обаче има сериозен недостатък: когато се зареди, обемът му се увеличава три пъти, което може да доведе до повреда на батерията или дори до пожар. Решението беше да се създадат композитни материали, които комбинират силициеви наночастици с въглеродна матрица.

Въпреки че изследванията в тази област се провеждат от 70-те години на миналия век, масовото използване на силициево-въглеродни аноди започва едва през 2023 г. До 2025 г. делът на силиция в такива аноди достига 15%, което прави възможно значителното увеличаване на енергийния капацитет на батериите.

Други фактори на растежа

В допълнение към новите материали, следното изигра важна роля:

• Увеличение на плътността на елементите (приблизително 3% годишно)
• Подобряване на системите за управление на батериите (BMS)
• Разработване на бързо зареждане (до 120 W)

Бързото зареждане компенсира увеличеното време за презареждане поради увеличения капацитет. Например, смартфон с батерия от 7000 mAh и поддръжка на зареждане от 120 вата може да се зареди напълно по-бързо от по-старите модели с по-малка батерия.

Перспективи и проблеми

Експертите прогнозират появата на смартфони с батерии от 10 000 mAh и повече. Такива батерии обаче имат недостатъци:

• Повишено генериране на топлина
• Намален експлоатационен живот поради деградация на силициевия анод

Въпреки че капацитетът на батериите нараства, външните батерии няма да изчезнат — те ще останат полезни за туризъм или дълги пътувания. Напредъкът в технологиите изисква баланс между капацитет, безопасност и дълготрайност.