„Kremíkové“ batérie mieria do smartfónov a spúšťajú technologickú revolúciu

Na začiatok si ujasnime, že nejde o žiadne „kremíkové“ a už vôbec nie o „silikónové“ batérie. Tak, ako SSB batérie nie sú „polovodičové“. Ale kremík tu zohráva dôležitú úlohu, hoci nie v podobe polovodiča.

Každú chvíľu médiá prinášajú bombastické titulky nad článkami o nových prevratných výskumoch v oblasti batérií, ktoré prinesú ohromujúcu kapacitu, životnosť alebo rýchlosť nabíjania, najlepšie „všetko v jednom“. Bohužiaľ, väčšina z týchto technológií je len v štádiu výskumu a správy sú obvykle iba marketingovou hmlou, ktorá má zaujať verejnosť a prilákať investorov. Nečudo, že každá novinka v tomto smere vzbudzuje istú nedôveru.

V prípade „kremíkových“ batérií Glacier, ktoré vyvinula čínska spoločnosť CATL, je to však naopak a realita potichu predbehla senzačné titulky. Aj keď isté informácie sa objavili už skôr a písali sme o nich aj na našich stránkach (viď odkaz nižšie).

Bežné lítium-iónové batérie používajú väčšinou grafitovú (teda uhlíkovú) anódu, napriek tomu málokoho napadne označovať ich ako „uhlíkové“. Batérie Glacier majú zápornú elektródu, teda anódu, z kremíka, respektíve z kombinácie kremíka a uhlíka, ale stále ide o Li-ion batérie. Inovovaná kremíková anóda im však poskytuje podstatne vyššiu energetickú hustotu. Napríklad 6100 mAh batéria v novom smartfóne OnePlus Ace 3 Pro dosahuje energetickú hustotu 763 Wh/l. Pre porovnanie Li-ion články NCM (niklovo-kobalt-mangánové) tretej generácie od spoločnosti CATL majú objemovú energetickú hustotu o 40% nižšiu (450 Wh/l).

Vysoká energetická hustota umožňuje vyrobiť pri zachovaní rovnakej veľkosti batérie s podstatne vyššou kapacitou, alebo naopak, pri zachovaní kapacity zmenšiť ich rozmery. To je pri nositeľnej elektronike ako sú smart hodinky, ale aj pri prenosných zariadeniach – smartfónoch, tabletoch a notebookoch – kľúčová výhoda. A bonusom je schopnosť extrémne rýchleho nabíjania. Dobrou správou je, že tu nejde o žiadne teoretizovanie. Kremíkové batérie debutovali v komerčných mobiloch už minulý rok a pridávajú sa ďalšie značky.

Kombinácia veľkokapacitnej batérie a rýchleho nabíjania v kompaktnom dizajne by mohla zmeniť pravidlá hry podobne, ako Nokia 6110 pred viac ako štvrťstoročím pri zavádzaní Li-ion batérií.

Prvým telefónom, ktorý ponúkol „kremíkovú“ batériu bol v roku 2023 HONOR Magic 5 Pro. Globálne verzie telefónu boli vybavené 5 100 mAh klasickou lítiovou batériou (to sa týka aj Slovenska), ale čínska verzia ponúkala 5 450 mAh batériu s kremíkovo-uhlíkovou anódou v rovnakom tele. HONOR Magic 6 Pro prináša 5 600 mAh batériu s rovnakou technológiou.

Kremíkovo-uhlíkové batérie medzitým dostali smartfóny OnePlus Ace 3 Pro, séria Xiaomi 13 a 14 a vivo X100 Ultra a X Fold 3 Pro. OnePlus Ace 3 Pro ponúka 6 100 mAh batériu a značka uvádza o 22% väčšiu kapacitu, ale so zmenšenou fyzickou veľkosťou v porovnaní s OnePlus Ace 2 Pro. Batéria s kapacitou 6 100 mAh veľkosťou zodpovedá bežnej batérii s kapacitou 5 000 mAh.

K šampiónom sa zaradí nový smartfón K12 Plus z dielne čínskej značky OPPO. Jedným z kľúčových prvkov OPPO K12 Plus je jeho masívna 6 400 mAh batéria, vďaka čomu ide o najväčšiu batériu, aká sa kedy v OPPO sérii K objavila. K12 Plus bude vybavený novou batériou OPPO Glacier, ktorá využíva pokročilú technológiu anódy z kremíka a uhlíka.

Kremíkové Li-ion batérie sú obzvlášť výhodné pre skladacie telefóny, pri ktorých umožňujú tenší dizajn bez obetovania kapacity batérie.

HONOR Magic V2 z roku 2023 získal uznanie za svoj super tenký dizajn s hrúbkou 9,9 mm, pričom ponúkal 5 000 mAh kremíkovo-uhlíkovú batériu. HONOR Magic V3 tento rok posunul latku s hrúbkou len 9,2 mm a 5 150 mAh kremíkovo-uhlíkovou batériu. Vivo X Fold 3 Pro tiež používa 5 700 mAh batériu s novou technológiou, pričom ponúka 11,2 mm dizajn. Tento trend sa rozširuje aj na skladacie véčka ako HONOR Magic V Flip a Xiaomi Mix Flip, ktoré ponúkajú batérie s kapacitou 4 800 mAh respektíve 4 780 mAh.

Táto technológia by mohla byť prínosom aj pre menšie prístroje, ako sú fitness náramky, smart hodinky a inteligentné domáce senzory, kde je priestor na prvom mieste. Napríklad hodinky HONOR Watch 5 sa už dodávajú so 480 mAh „kremíkovou“ batériou.

Li-ion batérie s kremíkovo-uhlíkovou technológiou zrejme poznamenajú ďalšiu vývojovú etapu mobilnej a nositeľnej elektroniky, aj senzorov v rámci IoT. Vďaka vyššej energetickej hustote a schopnosti rýchleho nabíjania však majú potenciál aj na zlepšenie elektromobilov a elektromobility všeobecne.

Panasonic, ktorý je jedným z lídrov v oblasti výroby článkov Li-ion batérií pre elektromobily, aktuálne ohlásil spustenie sériovej výroby „tučných“ článkov 4680. Jedná sa zatiaľ o bežnú chémiu s uhlíkovou anódou, ale v konečnom dôsledku aj tak umožnia zvýšenie celkovej kapacity batérie pri rovnakých rozmeroch. Dôvodom je zníženie objemu balastných materiálov a spojov.

Spoločnosť Panasonic však takisto podpísala dohodu o začatí používania vysokovýkonnej technológie kremíkovej anódy americkej spoločnosti Sila, ktorá sľubuje ďalšie 25% zvýšenie objemovej hustoty energie batérie. Ich sériová výroba by sa mohla spustiť do piatich rokov. Čínski výrobcovia vďaka svojmu náskoku môžu začať s komerčnými dodávkami výkonných batérií aj skôr, čo je dobrou správou pre mobily, aj elektromobily.