Nos últimos anos, cada vez mais smartphones estão sendo lançados com o uso de baterias de silício-carbono. Esta tecnologia ganhou popularidade depois que começou a ser aplicada por fabricantes chineses, como Honor, Oppo e Xiaomi. Agora, a Samsung entrou neste grupo, utilizando silício-carbono nas baterias de seus modelos Galaxy Z Fold 8 e Z Fold 8 Ultra.
De acordo com o Engadget, tais baterias podem ter uma capacidade significativamente maior em comparação com as tradicionais de íon-lítio. Alguns dispositivos equipados com esta tecnologia são capazes de funcionar por até dois dias com uma única carga.
Como funciona a bateria?
A bateria consiste em três componentes principais: um ânodo, um cátodo e um eletrólito que fica entre eles. Quando a bateria está totalmente carregada, todos os elétrons permanecem no ânodo, que os libera lentamente em direção ao cátodo. O fluxo de elétrons através do eletrólito causa uma série de reações elétricas e químicas que liberam energia. Em smartphones comuns, é possível adicionar elétrons ao ânodo várias vezes. No entanto, com o tempo, a quantidade de energia armazenada diminui porque o eletrólito perde os materiais necessários para a reação.
Baterias de Íon-Lítio
As baterias de íon-lítio são populares devido à sua leveza, alta densidade de energia e capacidade de suportar muitos ciclos de carga e descarga antes do início da degradação. Geralmente, uma bateria de íon-lítio inclui pó de grafite como ânodo, pó de fosfato de lítio como cátodo e carbonato de etileno como eletrólito.
O que são baterias de silício-carbono?
Chamar estas células de baterias de silício-carbono é parcialmente incorreto: elas ainda utilizam material de lítio no cátodo. Além disso, a física atual não permite criar um ânodo inteiramente de silício-carbono. Na verdade, apenas uma pequena porcentagem de silício-carbono é misturada com o grafite já existente nessas células.
A Samsung se posiciona como o maior fabricante de smartphones a incorporar células de silício-carbono. A empresa declarou que não pretende produzir células com capacidade muito alta, como visto em alguns dispositivos chineses. A nova linha de telefones Z Fold utiliza uma pequena quantidade de silício para reduzir o tamanho das baterias e, consequentemente, de todo o hardware. Em documentos regulatórios apresentados à União Europeia, a Samsung informou que a vida útil dessas células seria de apenas 1200 ciclos de carga, o que representa uma redução notável em comparação com os 2000 ciclos declarados para a geração anterior.
Vantagens das baterias de silício-carbono
As vantagens incluem:
- Excelente capacidade de armazenamento: O silício possui a capacidade de reter até dez vezes mais energia por grama em comparação com o grafite tradicional.
- Maior densidade de energia (menor volume): Isso permite a criação de baterias com capacidade significativamente maior mantendo o formato fino e compacto do dispositivo sem aumentar a espessura.
- Carregamento mais rápido: A reação do silício garante um processo de integração de íons de lítio mais rápido em comparação com a lenta penetração nas camadas de grafite, acelerando assim a velocidade de recarga.
- Disponibilidade e baixo custo: O silício é uma matéria-prima barata, amplamente disponível e fácil de obter.
- Redução de riscos geopolíticos: O uso de um recurso abundante e amplamente distribuído reduz a dependência de cadeias de suprimentos e materiais sujeitos a tensões e conflitos internacionais.
Desvantagens das baterias de silício-carbono
As desvantagens incluem:
- Menor vida útil da célula: As baterias demonstram uma durabilidade e ciclo de vida ligeiramente menores em comparação com as tecnologias tradicionais.
- Grande expansão volumétrica (deformação física): O silício expande cerca de 400% durante o ciclo de carga (contra apenas 10% no grafite), criando tensão mecânica no componente e impedindo o uso de silício puro.
- Necessidade de equilíbrio entre capacidade e durabilidade: Existe um desafio técnico em determinar a proporção entre silício e grafite para alcançar maior densidade de energia sem comprometer excessivamente a vida útil.
