Como funciona a bateria de silício-carbono para celulares?

No início da semana, a fabricante chinesa de smartphones Honor surpreendeu o público presente no auditório do Mobile World Congress (MWC) 2023, em Barcelona, ao anunciar a primeira bateria de silício-carbono para uso em dispositivos móveis. O novo componente promete uma densidade de energia 12,8% superior às tradicionais baterias de lítio.

A nova tecnologia pode já ter ultrapassado a fase de testes em laboratório e se tornado realidade, pelo menos na China, onde o novo Magic5 Pro está sendo listado pela Honor com uma bateria de 5.450 mAh. Isso representa capacidade cerca de 6,8% maior do que os 5.100 mAh do anúncio global do aparelho.

A substituição do ânodo (elétrodo positivo) das baterias de lítio por similares de silício e carbono pode ser o "santo graal" procurado pelas grandes indústrias, inclusive de carros elétricos, para melhorar a autonomia de suas baterias. A alemã Porsche, por exemplo, está fazendo investimentos multimilionários nessa tecnologia.

Por que uma bateria de silício-carbono é mais poderosa que as atuais?

Anúncio da nova bateria da Honor Fonte:  Honor

As atuais baterias de íon-lítio funcionam com dois elétrodos de metal submersos em um líquido condutor – o eletrólito – que usa sais de lítio com os íons necessários para gerar a reação química reversível entre o cátodo e o ânodo. Esses eletrodos, negativo e positivo, são os condutores elétricos que ficam em contato com um elemento não metálico do circuito.

A grande sacada das novas baterias de smartphone que a Honor está anunciando é apenas substituir o ânodo de grafite presente nas baterias de íon-lítio por um ânodo de silício e carbono. O elemento-chave da nova composição é o silício, pois, embora o grafite consiga armazenar grande quantidade de íons de lítio em um espaço relativamente pequeno, cada átomo do silício pode se ligar a quatro íons de lítio.

Essa reação química projeta um desempenho das baterias com ânodos de silício e carbono até dez vezes superior às cargas das baterias com ânodos de grafite. Embora isso não seja muito perceptível quando as duas baterias estão cheias, isso se torna crítico quando a tensão cai para 3,5 volts. Como explicou o CEO da Honor, George Zhao, nessas condições o silício-carbono tem 240% a mais de capacidade do que a bateria padrão atual.