#317. 5 вопросов к кремний-углеродным батареям

Всем привет.

Не так давно жаловался на то, что отключения мобильной связи случаются спонтанно, и сетовал на отсутствие уведомлений. Теперь на телефон прилетают SMS, но как-то любопытно. Например, на «МегаФон» приходит SMS и о начале, и о завершении воздушной опасности, а вот на МТС и Билайне — только о завершении. Впрочем, ко всему постепенно привыкаешь, и отсутствие связи уже не вызывает таких негативных эмоций. Скорее делаешь в голове пометку, что на современные технологии лучше не рассчитывать. Так что я скачал офлайн-карту, перед выходом из дома заранее проглядываю и запоминаю маршрут поездки, снял в банкомате побольше наличных денег.

Впрочем, враги по-прежнему умудряются удивлять. Недавняя атака на «Аэрофлот» впечатляет своей возможностью. Казалось бы, такого можно было ожидать в 2022-2023 годах, но никак не в 2025. Тут уже нельзя сказать, что не знали и не готовились. Впрочем, «Аэрофлот» молодцы и быстро разобрались с ситуацией. И когда я улетал вечером в день взлома, в Пулково все уже было в целом спокойно, хоть и суматошно.

Короткой строкой

«Т-Банк» и Mile on Air не пускают в бизнес-зал

Приехав в аэропорт, сразу же пошёл сидеть в бизнес-лаунже. Ряду клиентов «Т-Банк» предоставляет несколько бесплатных проходок в зал. Однако на стойке администратора меня развернули, сказав, что бесплатных проходок у меня нет. Девушка-сотрудница посетовала, что у клиентов «Т-Банка» такое происходит регулярно.

Я написал в техподдержку банка, и за 25 минут со мной пообщались 3 сотрудницы, которые спрашивали, туда ли я жму и какой версии моё приложение. Проблему решила только сотрудница, которая подключилась в самом конце, когда я уже ушёл в другой лаунж, воспользовавшись проходкой от «Газпромбанка». И это было обидно, потому что в Питере у Mile on Air очень приятный новый зал.

Итак, если ходите в бизнес-залы от «Т-Банка», то наверняка пользуетесь приложением Mile on Air. И в какой-то момент это приложение может зависнуть и забыть, что у вас есть бесплатные привилегии. И тогда вас в бизнес-зал не пустят. Чтобы решить проблему, надо сделать следующее:

  1. Заходим в приложение Mile on Air и на домашнем экране нажимаем баннер “Привилегии”.
  2. На следующем экране в правом верхнем углу нажимаем на иконку карандаша.
  3. На следующем экране нажимаем в правом верхнем углу плюсик.
  4. На следующем экране видим свою авторизацию в «Т-Банке» и нажимаем на неё ещё раз. Тогда приложение Mile on Air повторно подтянет данные вашего аккаунта, и все будет замечательно работать.

Скажи, сколько ты зарабатываешь, и я скажу, сколько времени ты проводишь в смартфоне

Помните такую присказку, что у бедных людей дома большие телевизоры, а у богатых — большие библиотеки? С развитием электроники эта присказка слегка мутировала. Исследования последних 10 лет показывают, что бедные дети проводят значительно больше времени за экраном смартфона или планшета. При этом исследования на эту тему проводили и в Великобритании, и в США, и в Южной Корее. Везде ситуация схожая. Так, в Южной Корее дети из домохозяйств с невысоким доходом (для Кореи невысоким отмечен доход в размере менее 3400 долларов США) проводят за смартфонами и планшетами 5.05 часа, а дети из состоятельных семей — только 3.97 часа.

Ну и тут следует понимать, что вряд ли дети в телефоне смотрят что-то образовательное и полезное, скорее наоборот. На это исследование можно наложить другие исследования, которые подтверждают негативное влияние светящихся экранов с тик-токами на успеваемость, концентрацию внимания и ментальное состояние. Например, детям после залипания в смартфоне требуется до 20 минут, чтобы снова погрузиться в учебный процесс. А взрослым, кстати, требуется 10-15 минут, чтобы после скроллинга социальных сетей снова войти в рабочий процесс.

Так что, вероятно, правы те школы и законодатели, кто предлагает полностью ограничить использование смартфонов в школах. При этом, учитывая, как много полезной информации находится в Интернете и как много современным людям надо знать по компьютерной тематике, кажется, что время, проводимое перед дисплеем, будет только увеличиваться.

Почему Apple и Samsung не используют Si-C батареи

Кремний-углеродные батареи в смартфонах стали одним из наиболее заметных обновлений последних лет. Новая технология была принята с восторгом. Ещё бы, размеры и вес смартфонов остались прежними, а емкость батарей выросла на 20-30%. Производители, которые быстро взяли на вооружение новую технологию, оказались в выигрыше. Например, вот HONOR Magic V5 с батареей 5 850 мА*ч троллит смартфон с гибким экраном Samsung Galaxy Z Fold7, емкость батареи которого 4 400 мА*ч. Небольшая батарея аукается Samsung. Так, в тесте времени автономной работы в режиме браузера смартфон выдает всего 8 часов. Результатов HONOR пока нет, но для примера можно взять vivo X Fold3 Pro с батареей 5700 мА*ч, который в аналогичном тесте работает 12.5 часов.

Однако думаю, что Samsung, как и Apple, вполне обоснованно не торопятся использовать новый тип батарей. Во-первых, разумеется, они экономят деньги. Но главная причина заключается в том, что и Samsung, и Apple производят продукцию, которая с точки зрения потребителей обязана служить многие годы. Не меньше 7–8 лет (именно столько лет компании обещают выпускать обновления). Понятно, что батарея — это расходный материал и за жизненный срок устройства её 2-3 раза придется заменить. И это нормально. А вот если батарея вздуется, то это уже скажется на восприятии бренда. В случае с Si-C батареями есть вероятность как вздутия, так и ряда других проблем. Давайте их последовательно разберем.

Одна из первых Si-C батарей. Тогда их представила компания HONOR.

Механические проблемы

На самом деле кремний-углеродные (Si-C) батареи не так сильно отличаются от литий-ионных. В Si-C графитовый анод заменили на кремниевый. Исследования показывают, что кремниевый анод может удерживать до 10 раз больше ионов лития, чем графит. Однако это же приводит и к тому, что в процессе использования батарея меняется в размерах. Анод из чистого кремния может увеличиваться в 3-4 раза. Именно по этой причине в батареи добавляют углерод. Углеродная матрица не дает кремнию безудержно увеличиваться. Однако все равно аноды кремниевых батарей расширяются до 20%, в то время как графитовые аноды увеличиваются только на 10%. Это приводит к постепенному нарастанию механических повреждений на границе с твердым электролитом.

Твёрдый электролит, или SEI, это слой, который образуется на поверхности анода в литий-ионных аккумуляторах в результате взаимодействия электролита с анодом в процессе зарядки. Этот слой критически важен для стабильной работы батареи, так как он предотвращает дальнейшее разложение электролита и обеспечивает стабильный транспорт ионов лития. В Si-C батареях этот слой постоянно разрушается и создаётся заново. А это уже, в свою очередь, ведёт к постоянному избыточному потреблению лития. Попутно это приводит к низкой кулоновской эффективности на начальном этапе. Кулоновская эффективность — это отношение фактического заряда, полученного от аккумулятора, и заряда, который был введен в аккумулятор. В идеале кулоновская эффективность равна 100%, то есть насколько зарядили, столько и извлекли. У обычных графитовых батарей потери на уровне 5-10%, а вот у Si-C батарей потери могут достигать 30% на начальном этапе. Начальный этап – это этап, когда формируется SEI. Это объясняет тот факт, что иногда Si-C батареи как будто разряжаются быстрее, чем обычно. Обращал на это внимание, когда проводил тесты времени автономной работы. Разницу в 30%, конечно, не видел, но 15-20% вполне.

Количество циклов

И все это нас приводит к тому, что Si-C батареи способны выдержать меньшее количество циклов без значительной деградации. Например, обычные графитовые батареи у Xiaomi или Oppo должны сохранять более 80% ёмкости спустя 1600 циклов перезарядки.

Сейчас Si-C батареи уже достигли третьего поколения. Данных от производителей смартфонов я не нашел, но в научной работе 2023 года утверждается, что батареи третьего поколения сохраняют 93% ёмкости после 300 циклов. Также там приводится информация, что ограничение заряда (например, многие смартфоны можно настроить так, что заряд батареи не будет превышать 80%) продлевает срок до 160-190 циклов перед заметным износом.

Так что сейчас жизненный цикл Si-C батареи составляет до 600 циклов перезарядки до существенного падения емкости.

Высокие температуры

Низкие температуры не так сильно оказывают влияние на Si-C батареи, как высокие. Начиная с 50 градусов кремний-углеродные батареи демонстрируют повышенную скорость разряда. При этом в исследовательских работах отмечается, что таким батареям вредна температура начиная с 45 градусов. Помимо разряда, высокие температуры приводят к расширению батарей и механическим повреждениям. Это вынуждает производителей смартфонов ставить в смартфоны усиленные системы охлаждения, а также в целом следить за температурным режимом устройства. У Xiaomi, например, есть отдельный процессор, который следит за температурой батареи в автономном режиме. А есть процессор, который контролирует температуру в процессе зарядки.

Заключение: что впереди

Учитывая все вышесказанное, легко предположить, что Samsung и Apple предпочитают перестраховаться. С одной стороны, классно, если у батареи будет объем 6-7 тысяч мА*ч. С другой — покупатели потом припрут к стенке, возмущаясь, что батареи быстро теряют емкость.

Понятно, что проблемы Si-C батарей будут решаться по мере развития технологии. Например, на подходе уже 4-е поколение. В академических работах 2024 года пишут, что новые батареи на 21% более устойчивы к высоким температурам. Можно ожидать, что смартфоны с батареями 4-го поколения поступят в продажу в 2027 году. А может, и в 2026 году. Сейчас китайские производители, стремясь опередить конкурентов, частенько что в электронике, что в автомобилях сразу внедряют новые технологии.

Например, сейчас перспективной идеей считается создание для батареи стального корпуса, чтобы лучше отводить тепло.

Напоследок отмечу, что батареи считаются расходником и подразумевают регулярную замену. Так что это вполне себе стратегия — покупать смартфоны с Si-C батареями, чтобы на какое-то время получить увеличенное время автономной работы.

vminin@mobile-review.com
наверх