1. Что такое кремний-углеродные аккумуляторы (Si-C)

Кремний-углеродные аккумуляторы (Si-C) — это не радикально другой тип АКБ на фоне привычных Li-ion и Li-Pol, которые повсеместно встречаются в смартфонах. Правильнее будет сказать, что это новая разновидность литиевых элементов питания. Если кратко, то в Si-C все также есть литий, а вместо привычного графитового покрытия используется композитный материал из кремния и углерода. Как раз такие точечные доработки и призваны улучшить эксплуатационные свойства АКБ. Если вы не хотите вникать в технические тонкости, то можете перейти к следующему разделу, где речь идет о главных плюсах и минусах кремний-углеродных аккумуляторов. А ниже мы подробнее распишем конструктивные особенности Si-C.

Современный литиевый аккумулятор мобильных устройств предусматривает три ключевых компонента:

  • Катод. Состоит из металла с литиевым покрытием: чаще всего оксида литий-кобальта, реже — литий-марганца;
  • Электролит. Это сепаратор, то есть разделяющие вещество, пропускающее ионы лития. В Li-ion используется пористый электролит, а в Li-Pol — полимерный. Последний повышает общую надежность, но стоит дороже. В этом собственно и заключается главное отличие между двумя популярными технологиями;
  • Анод. Для него стандартом с 1991 года считалась медь с тонким слоем графита. Именно такую конструкцию сегодня имеет анод в Li-ion и Li-Pol. А вот в кремний-углеродных батареях внедрено новшество. Анод Si-C покрывается композитным материалом с наноструктурами кремния и углерода, то есть мельчайшими частицами этих двух веществ.

Упрощенная структура кремний-углеродного аккумулятора.

Отметим, что графитовый анод превратился в стандарт для литиевых АКБ не из-за идеальных свойств, а по причине отсутствия достойной альтернативы. Как минимум баланс емкости, надежности и цены долго оставался лучшим именно у графита. Но в последние годы привычные технологии (Li-ion и Li-Pol) достигли потолка развития: увеличить емкость можно лишь за счет прироста габаритов.

Попытки совершенствования анода в литиевых аккумуляторах предпринимались с середины 2000-х годов. Причем уже тогда начались разговоры о перспективах именно кремниевого покрытия, ведь теоретическая плотность энергии этого материала в 10 раза выше, чем у графита. Соответственно, его применение может позволить ощутимо увеличить емкость АКБ или же делать батареи компактнее без потери емкости.

Правда, сам кремний во время зарядного процесса набухает, а при разрядке — сжимается. Из-за этого он постепенно разрушается, а рабочий ресурс АКБ — крайне мал (от 20 до 50 циклов). Нивелировать этот недостаток позволило добавление в состав углерода. Именно так и возникли кремний-углеродные аккумуляторы.

Важно! На момент написания этой статьи точная структура и состав анода Si-C являются коммерческой тайной под защитой патента. Но известно, что ключевая фишка технологии и ее революционность заключается в отказе от графитового покрытия в пользу кремний-углеродной наноструктуры.

2. Плюсы и минусы Si-C

Кремний-углеродные аккумуляторы получают все более массовое распространение по причине наличия важных эксплуатационных преимуществ:

  1. Прирост емкости. В теории АКБ с кремнием по емкости могут в 10 раз превосходить аналоги с графитом. На практике пока цифры скромнее, в том числе из-за необходимости применения углерода и других технических ограничений. Но 20% прироста емкости без увеличения габаритов уже реальность, а значит вместо Li-ion аккумулятора на 5000 мАч в тот же корпус смартфона можно поставить батарею Si-C на 6000 мАч.
  2. Сокращение веса и габаритов. Еще одним позитивным следствием использования кремния является возможность делать смартфоны тоньше и легче без ущерба автономности. Яркий тому пример Honor Magic V3: его толщина в разложенном виде всего 4.4 мм, а емкость АКБ — 5150 мАч. Кстати меньшие габариты батареи позволяют инженерам не жертвовать другими важными компонентами «железа» мобильного устройства — объемом накопителя, элементами охлаждения и т.д.
  3. Поддержка сверхбыстрой зарядки. Кремний при зарядном процессе может захватывать больше ионов лития, чем графит. На практике это означает максимальную мощность 60 Вт на один элемент, а в современных смартфонах их два, то есть предел составляет 120 Вт (для сравнения у Li-Ion этот показатель редко превышает 60 Вт). И все это без учета фирменных технологий быстрой зарядки Пользователи смартфона смогут быстрее питать от 0 до 100% даже батареи увеличенной емкости.
  4. Стойкость к морозам. Аккумуляторы Si-C корректно работают при минусовых температурах до -20 °C. В подобных условиях стандартные батареи быстро теряют заряд и выключаются. Для зимы и других сложных обстоятельств эксплуатации — это тоже важный бонус.

Морозостойкость Honor Magic 6 Pro для рекламного ролика проверяли в криокамере.
Затем и на практике это свойство подтвердилось.

Минусы кремний-углеродных аккумуляторов:

  1. Цена. Si-C — запатентованная технология, а держатели прав установили высокие лицензионные сборы за использование разработки. В результате возрастает и стоимость смартфонов. Пока чаще всего кремний-углеродными батареями оснащают флагманские и около флагманские решения.
  2. Надежность. В силу новизны технологии и «ошибок роста» вопросы к сроку службы и безопасности Si-C весьма актуальны. Инженеры работают над тем, чтобы эти батареи стали надежнее и долговечнее, но сейчас их средний срок службы уступает традиционным аналогам — Li-ion и Li-Pol: они, как правило, рассчитаны на 1000 циклов зарядки-разрядки без деградации (серьезной потери емкости).

Отметим, что дороговизна — это временный минус кремний-углеродных батарей. Технология изготовления Si-C не сложнее, чем у стандартных АКБ, то есть по истечению срока действия патентов произойдет выравнивание цен.

Фактор надежности также в перспективе из минуса способен превратиться в плюс. Так, кремний не только лучше переносит низкие температуры, но и благодаря углеродным частицам работает стабильнее и меньше подвержен нагреву в ходе зарядного процесса и активной эксплуатации гаджета. По идее это позволит инженерам довести работоспособность АКБ до 5 – 7 лет, то есть ресурс батареи будет близок к жизненному циклу самого смартфона.

Популярные смартфоны с очень быстрой зарядкой

3. Сравнение Si-C и привычных аккумуляторов смартфона

Кремний-углеродные аккумуляторы могут предложить увеличенную емкость при меньших (или тех же) размерах и весе, чем у литий-ионных и литий-полимерных батарей. Еще Si-C лучше работают при морозах и поддерживают высокую мощность зарядки, но пока стоят дороже и уступают в долговечности.

В Xiaomi 14 Ultra используется кремний-углеродная АКБ. Ее емкость больше, а размеры меньше, чем у 14 Pro и 13 Ultra.

Для наглядного сравнения мы свели ключевые отличия Si-C от Li-ion и Li-Pol в таблицу:

Параметр сравнения Li-ion Li-Pol Si-C
Конструктивные особенности литиевый катод, графитовый анод, пористый электролит литиевый катод, графитовый анод, полимерный электролит литиевый катод, анод с кремнием и углеродом
Максимальная плотность энергии, мАч/г 372 372 4200
Типичная емкость АКБ, мАч 5000 5000 6000+
Морозостойкость низкая низкая высокая
Размеры средние средние минимальные
Рабочий ресурс, циклы 1000 1000+ около 600
Цена низкая средняя высокая
Популярные смартфоны с очень емким аккумулятором

4. Смартфоны-первопроходцы с кремний-углеродной батареей

Первым массово выпускать смартфоны с аккумулятором Si-C начал бренд Honor. Он является одним из обладателей патента на технологию и активно развивает ее. Дебют серийного производства кремний-углеродных батарей первого поколения пришелся на 2023 год. Их устанавливали в смартфоне Honor Magic 5 Pro, но только в версии для китайского рынка. У нас он идет с АКБ на 5100 мАч, а в Китае — на 5450 мАч. Правда, эти АКБ продемонстрировали крайне малый рабочий ресурс: деградация началась еще до конца однолетней гарантии.

Аккумуляторы с кремнием идеально подходят для ультратонких смартфонов.

Honor исправили огрехи и предложили Si-C второго поколения в следующих смартфонах Magic — 6 Pro, 7 (Lite и Pro версии), V2 и V3. Они поставлялись уже и для международного рынка, а рабочий ресурс АКБ ощутимо подрос. Также в 2024 году бренд предложил смартфоны с кремний-углеродной батареей в среднем ценовом сегменте, например, в Honor 200.

Успех дебютанта подхватили и другие ведущие китайские производители, в том числе Xiaomi. Первым смартфоном с Si-C на местном рынке стал флагман 14 Ultra, а на глобальном — 15 Ultra. Также модели с кремний-углеродным аккумулятором на момент написания статьи предлагает Vivo и iQOO, OnePlus, Realme, Poco и OPPO. Ассортимент смартфонов с Si-C активно расширяется. Можно ожидать, что эта тенденция продолжится.

Первые смартфоны с кремний-углеродной АКБ в серийном производстве от ведущих брендов представлены в таблице:

Смартфон Емкость АКБ, мАч
Honor Magic 5 Pro (только Китай) 5450
Honor Magic6 Pro 5600
Xiaomi 14 Ultra (только Китай) 5300
Xiaomi 15 Ultra 6000
Vivo X200 Pro 6000
iQOO 13 6150
OnePlus 13 6000
Realme P3 Pro (только Китай) 6000
Realme GT7 Pro 6500
Poco X7 Pro 6000
(6500 в Китае)
OPPO Find X8 Pro 5910

Отметим, что у большинства моделей в таблице емкость батареи составляет около 6000 мАч, тогда как толщина корпуса находится в диапазоне от 8 до 9 мм (чаще всего до 8.5 мм).

Популярные ультратонкие смартфоны

5. История и перспективы Si-C

Технология кремний-углеродных аккумуляторов в 2025 году находится лишь в начале своего пути. Чтобы оценить перспективы Si-C, предлагаем краткую хронологию ее развития:

  • 1970-е годы — первые лабораторные эксперименты с аккумуляторами на базе лития и кремния;
  • 2002 г. — создание батареи с кремний-углеродным анодом;
  • 2014 – 2018 гг. — активные исследования в области Si-C, которые проводятся учеными Стенфорда, других учебных заведений, инженерами различных технологических стартапов;
  • 2020 г. — начало лабораторных испытаний Honor, нацеленные на коммерческое использование кремний-углеродных аккумуляторов в смартфонах;
  • 2023 г. — дебют Si-C первого поколения в серийном производстве смартфонов;
  • начало 2024 г. — выпуск и коммерческий успех смартфонов Honor с кремний-углеродными батареями второго поколения;
  • 2024 г. — активное производство мобильных устройств с Si-C популярными китайскими брендами (Xiaomi, Vivo, OnePlus и др.);
  • январь 2025 г. — появление первых слухов, что Samsung и Apple уже работают над выпуском смартфонов с кремний-углеродными аккумуляторами. В том же месяце информационный ресурс FNNews предположил, что в Samsung Galaxy S26 может быть использована батарея Si-C;
  • февраль 2025 г. — выпуск смарт-часов OnePlus Watch 3, в которых установлен кремний-углеродный аккумулятор. Отметим, что Honor Watch 5 анонсированы раньше, но пока доступны не везде.
  • март 2025 г. — появление новости, что в iPhone 17 Air, вероятно, будет использована батарея Si-C;
  • апрель 2025 г. — активные слухи, что в Samsung Galaxy S25 Edge может быть установлен кремний-углеродный аккумулятор. Также многие инсайдеры ожидают дебюта Si-C в мобильных гаджетах Google (Pixel и Watch нового поколения).

Кремний-углеродные АКБ уже дебютировали в смарт-часах.

Слухов и утечек о применении кремний-углеродных аккумуляторов становится все больше. Доходит до того, что если анонсируется тонкий смартфон или почти любой флагманский носимый гаджет (часы, фитнес-браслет и т.д.) в 2025 году, то техно-эксперты ждут наличия в них аккумулятора Si-C.

Говоря о перспективах развития технологии кремний-углеродных АКБ, можно предполагать, что в ближайшее время все больше премиальных смартфонов и полуфлагманов будут оснащаться такой батареей. В 2025 и 2026 годах использование Si-C станет маркетинговым трендом и данью техно-моде. Так, первый iPhone, Samsung Galaxy и Pixel с этим аккумулятором, конечно же, вызовет серьезный ажиотаж, подкрепленный рекламными кампаниями в духе «еще тоньше, еще автономнее».

Эксперты ожидают, что в среднем ценовом сегменте активно предлагать кремний-углеродные смартфоны смогут китайские бренды и прежде всего Honor, как один из патентообладателей. В остальном в этой категории, а также среди бюджетных мобильных гаджетов еще не менее 5 лет доминировать будут литий-ионные АКБ.

6. Выводы

С технической точки зрения кремний-углеродные аккумуляторы — это эволюционный шаг в развитии литиевых источников питания. Прирост емкости в 20% при сокращении или сохранении размеров батареи пользователями воспринимается со сдержанным оптимизмом, а не как техническая революция. Но для индустрии мобильных устройств — это действительно серьезный качественный скачок. Активный переход на Si-C китайскими производителями и слухи об их использовании лидерами рынка (Apple и Samsung) лишь подтверждает такое мнение.

По слухам ультратонкий iPhone 17 Air получил батарею Si-C.

Пока кремний-углеродная технология не лишена недостатков. Но это лишь второе поколение АКБ, тогда как литий-ионные и полимерные аналоги дорабатывались десятилетиями, а коммерческий успех Si-C — уже факт.

Перспективы дальнейшего совершенствования весьма оптимистичны, в том числе роста емкости, сокращения габаритов, повышения надежности, снижения цены. Даже если выше 20% прироста емкости АКБ при тех же или меньших размерах достичь в ближайшие годы не выйдет, но долговечность станет сравнимой (или даже выше), чем у аналогов Li-ion и Li-Pol, то кремний-углеродные батареи однозначно превратятся в новый стандарт рынка смартфонов и не только.