Производители смартфонов переходят на кремний-углеродные аккумуляторы

Для массового потребителя ситуация долгое время казалась безвыходной: увеличение ёмкости означало компромисс с эргономикой. Рост батареи приводил к увеличению веса, толщины корпуса и, как следствие, к ухудшению пользовательского опыта. Производители делали ставку на программную оптимизацию, внедряли энергоэффективные чипы и интеллектуальные алгоритмы управления питанием, однако это лишь незначительно продлевало срок работы без розетки.

Ситуация начала меняться с 2023 года, когда производители стали активно внедрять новые материалы и технологии аккумуляторов. В первой половине 2025 года уже более трети новых моделей на мировом рынке оснащены батареями ёмкостью 6000 мАч и выше, а в Китае их доля превышает 55%. Для сравнения: ещё три года назад стандартной считалась батарея 4500 мАч, а популярные флагманы вроде iPhone 12 обходились аккумулятором на 2815 мАч. Сегодня такой показатель встречается уже только в самом бюджетном сегменте.

Что сдерживало рост ёмкости аккумуляторов в смартфонах

Причины затянувшегося застоя в аккумуляторных технологиях кроются не только в экономике, но и в физических ограничениях материалов. За последние десять лет производители вкладывали значительные средства в научные исследования: по данным Asia Battery Report, только китайские компании инвестировали в НИОКР аккумуляторов свыше $2,3 млрд. В Китае и Южной Корее зарегистрировано около 1200 патентов, связанных с использованием кремния в анодах, однако до 2022 года прорывных результатов эти усилия не приносили — годовой прирост ёмкости ограничивался скромными 3–5%.

Технологические ограничения выражались не только в теории, но и на практике. Попытки внедрить более ёмкие батареи нередко приводили к появлению тяжёлых и не самых надёжных устройств. Так, Huawei Mate 20X в своё время стал символом смартфона с «монстробатареей» (5000 мАч), но весил 232 грамма и все равно быстро терял ёмкость. LG и Sony, экспериментируя с новыми составами анодов, столкнулись с массовыми отзывами устройств из-за вздутия и ускоренного износа батарей.

Плюсы и минусы кремний-углеродных аккумуляторов

Ситуация изменилась только после перехода к массовому производству кремний-углеродных композитов на фабриках ведущих азиатских производителей: CATL, BYD, Sunwoda и ATL. Наиболее впечатляющий рост произошёл на предприятиях провинции Гуандун и в Южной Корее: объёмы выпуска кремний-углеродных ячеек увеличились с 6,5 ГВт·ч в 2022 году до более чем 22 ГВт·ч в 2024-м. Это позволило за три года снизить стоимость аккумуляторов с добавлением кремния почти на треть, несмотря на колебания цен на сырьё и логистику.

Прорыв обеспечили новые технологические решения: инженеры заменили часть графита в аноде на кремний (обычно 5–15%), покрыли частицы кремния наноуглеродной оболочкой для компенсации расширения, а также использовали усовершенствованный электролит с защитными добавками. Такие подходы взяли на вооружение крупнейшие поставщики ячеек — CATL, BYD, Sunwoda, Samsung SDI, Amperex (ATL). Но только к 2023 году эта технология стала реально массовой благодаря снижению себестоимости и запуску крупных производственных линий.

Плотность энергии современных аккумуляторов для смартфонов выросла до 800–900 Вт·ч/л, в то время как ещё пять лет назад пределом было 600–650 Вт·ч/л.

Использование кремний-углеродистых анодов позволило увеличить ёмкость батареи на 20–25% без значимого увеличения габаритов.

Не менее важны инновации в компоновке и термоконтроле. Рост ёмкости сопровождается увеличением токов зарядки и, соответственно, дополнительным тепловыделением. Чтобы решить эту проблему, производители, прежде всего в Китае, внедряют многоячеечные схемы: двух- и трёхъячеечные аккумуляторы с независимыми цепями зарядки теперь становятся стандартом у Xiaomi, Nubia, Realme, Honor. Это позволяет безопасно использовать зарядку мощностью до 165 Вт даже в относительно компактных корпусах. Для охлаждения применяются испарительные камеры, специальные гели и жидкостные трубки. Контроль за температурой и состоянием батареи обеспечивают продвинутые системы на базе отдельных чипов — таких как Surge P1 у Xiaomi и Battery Health Engine у Vivo и Oppo.

Интересно, что успех массового внедрения кремний-углеродных технологий в смартфонах параллельно ускорил развитие аккумуляторов и для электромобилей. Проблемы с плотностью энергии, циклическим износом и требования к быстрой зарядке во многом схожи, а быстрый рынок мобильных устройств позволяет «обкатать» новые решения на больших тиражах прежде, чем переносить их в автомобили. Также активно идут исследования и в применении серы в качестве катода. Ученые также обращают внимание на натрий-ионные батареи, отмечая их экологичность

Влияние технологических изменений на цены и себестоимость аккумуляторов

Расширение использования кремний-углеродных технологий заметно повлияло на структуру себестоимости аккумуляторов. Несмотря на то, что новые батареи пока обходятся производителям на 2–7% дороже классических литий-ионных аналогов, разница стремительно сокращается. По данным Counterpoint Research, средняя себестоимость аккумулятора для массового смартфона с ёмкостью около 7000 мАч летом 2025 года составляет $7,5–9 против $6 за стандартную батарею 2022 года. Например, в смартфоне iQOO Z10 применяется аккумулятор емкостью 7300 мАч. Тем не менее, маркетинговый эффект и изменение пользовательского поведения часто компенсируют эти расходы: двухдневная автономность становится важнейшим аргументом для покупателей, снижая зависимость от внешних аккумуляторов и повышая привлекательность устройства на фоне конкурентов.

Не все инновации проходили безболезненно. Рынок хорошо помнит примеры неудачных запусков и громких провалов. Так, в 2019 году попытка LG вывести на рынок смартфон G8X ThinQ с модульной батареей обернулась рекордным числом рекламаций: у 12% пользователей аккумулятор деградировал менее чем за год, а его замена обходилась почти в треть стоимости устройства. В 2021 году Samsung столкнулась с волной жалоб на батареи Galaxy Note 9 — ускоренная деградация после 400 циклов быстрой зарядки вынудила компанию сменить поставщика элементов и временно отказаться от дальнейших экспериментов. Только в 2024 году Samsung вернулась к инновациям, представив новую схему охлаждения и систему управления зарядом на базе искусственного интеллекта.

Производители и аналитики отмечают, что массовое внедрение двух- и трёхъячеечных схем — это реальный ответ на новые потребности рынка. Вице-президент по продуктам Nubia, Ху Сюнь, подчёркивает: «Пользователь больше не должен выбирать между тонким корпусом и долгой работой устройства — современные материалы позволяют совместить оба преимущества». Аналитики прогнозируют, что ближайшие годы основная борьба развернётся в технологиях быстрой зарядки, а премиальные устройства получат возможность полностью заряжать батареи ёмкостью 10 000 мАч всего за 10–12 минут.

Ведущие производители продолжают активно инвестировать в новые аккумуляторные технологии. Так, в марте 2025 года Samsung SDI объявила о выпуске облигаций на сумму 2 трлн корейских вон (примерно $1,38 млрд) для расширения разработок и запуска пилотных линий по производству твердотельных аккумуляторов. Компания уже представила прототипы твердотельных аккумуляторов с ресурсом свыше 2000 циклов, однако массовое внедрение таких решений в портативной электронике ожидается не ранее 2027–2028 годов. Представители Apple также отмечают, что автономность стала одним из главных факторов, влияющих на выбор смартфона пользователями за последнее десятилетие.

Перспективы развития аккумуляторов и влияние на рынок смартфонов

Сегодня именно китайские производители определяют темп развития аккумуляторных технологий для смартфонов, но глобальные бренды быстро сокращают отставание. Компании Samsung, Apple, Realme, Vivo, Oppo активно инвестируют не только в новые батареи, но и в интеллектуальные системы управления питанием (BMS), которые способны подстраивать заряд и разряд под привычки конкретного пользователя. Уже в этом году Vivo и Oppo заявляют о возможности четырёх лет работы батареи без заметной деградации, а Xiaomi тестирует модульные решения, позволяющие заменить аккумулятор за считанные секунды.

Параллельно развивается и экосистема «профессиональных» решений: смартфоны для экстремальных условий с модульными, съёмными или расширяемыми батареями (Doogee, AGM, Ulefone) выходят за пределы нишевого сегмента и становятся интересными для массового рынка. Это требует новых стандартов безопасности, а также пересмотра правил утилизации и логистики — в первую очередь на регулируемых рынках Европы и США.

В ближайшие годы тренд на рост автономности только усилится. К 2026–2028 годам смартфоны с батареями 8000–10 000 мАч станут стандартом не только для китайских, но и для мировых производителей в среднем и топовом сегменте.

На горизонте — первые коммерческие модели с твердотельными аккумуляторами, которые сейчас проходят стадию прототипирования (сначала в наушниках и носимой электронике, затем — в смартфонах и планшетах). Все больше компаний внедряют многоячеечные и гибридные схемы — для оптимального баланса между скоростью заряда, тепловыми нагрузками и реальной автономностью.

Программные решения и интеллектуальные BMS продолжают эволюцию: управление батареей становится адаптивным и ориентированным на стиль использования. Производители обещают несколько лет стабильной работы без заметной потери ёмкости, а пользователи получают всё больше свободы в выборе сценариев — от двухдневной автономности до быстрой замены или расширения аккумулятора под конкретные задачи.

Для обычного пользователя всё это означает, что внешний аккумулятор перестаёт быть ежедневной необходимостью. Powerbank превращается в аксессуар для поездок или форс-мажоров, а не постоянного спутника. Смартфон становится по-настоящему мобильным устройством: постоянное подключение к облаку, фоновая работа искусственного интеллекта, автономные модули спутниковой связи — все эти функции становятся доступными без компромиссов по времени работы.

Фундаментально меняется и сам подход к выбору смартфона: автономность выходит на первый план. Если раньше прогресс измеряли мегапикселями камеры и частотой процессора, то теперь в центре внимания — ёмкость батареи, скорость зарядки и долговечность. Cмартфон превращается в полноценный мобильный центр управления, связи, работы и досуга. Автономность теперь не одно из преимуществ, а стандарт рынка.