Durante más de tres décadas, los dispositivos han dependido de las baterías de iones de litio, las cuales han ofrecido un rendimiento constante en muchísimos aparatos. Pero, dado que su capacidad de retención se halla casi en su límite, aparecen las baterías de silicio-carbono que aumentan la autonomía sin alterar el diseño.
Esta tecnología se está implementando en teléfonos móviles con excelentes resultados. Al sustituir el tradicional ánodo de grafito por un compuesto de silicio y carbono, se logra almacenar alrededor de un 25 % más de energía. Así, un smartphone que contaría con una batería de 5000 mAh en una celda convencional, con la de silicio-carbono puede alcanzar hasta 6200 mAh sin aumentar sus dimensiones.
| Especificación | Silicio-Carbono | Iones de litio (grafito) |
|---|---|---|
| Material del ánodo | Compuesto de silicio y carbono | Grafito |
| Densidad teórica | Alrededor de 600 Wh/kg | Alrededor de 387 Wh/kg |
| Velocidades de carga | Más rápido | Más lento, necesita una configuración de múltiples celdas para una carga más rápida |
| Rango de voltaje | 3,2 V – 4,4 V | 3,0 V – 4,2 V |
| Tamaño y peso | Más denso y podría ser más delgado | Tamaño estándar |
| Estabilidad térmica | Mejor | Moderado |
| Ciclo de vida | Más de 1000 ciclos | Más de 1000 ciclos |
| Capacidad de retención de carga | 20-30% más que las baterías de iones de litio | Estándar |
Funcionamiento interno de las baterías de silicio-carbono
El funcionamiento de estas celdas es similar al de las baterías iones de litio. Durante el uso, los iones de litio se desplazan desde el ánodo hacia el cátodo, conformado en su mayoría por óxidos metálicos de litio, como el de litio y cobalto, proporcionando la energía necesaria para cada componente.
En el proceso de carga, la corriente induce el movimiento inverso de los iones, permitiendo recargar la celda eficazmente. Además, ambas tecnologías ofrecen más de mil ciclos de carga sin presentar efecto memoria y mantienen un peso reducido.
Pero, mientras que en las baterías de iones de litio los iones se acomodan entre las capas del grafeno en una proporción de 1 a 6, el compuesto de silicio-carbono puede retener 15 átomos de litio por cada tres átomos de silicio. Este factor permite que la densidad supere los 600 WH/kg, en comparación con los 387 WH/kg teóricos de las celdas convencionales. Aunque el silicio puro podría almacenar hasta 3500 WH/kg, su tendencia a expandirse rápidamente se controla mediante la incorporación de carbono, lo que estabiliza la estructura.
Además, gracias a la ausencia de las capas de grafito, facilita una carga más rápida y eficaz, alcanzando potencias de unos 80 W o superiores sin necesidad de recurrir a configuraciones multicelda.
¿Qué móviles las están usando?
Marcas como OnePlus, Xiaomi, Realme, OPPO y Honor han optado por utilizar esta tecnología en sus nuevos modelos. Por ejemplo, el OnePlus 13 integra una batería de 6000 mAh en un cuerpo mucho más delgado que sus predecesores, mientras que el Spark Slim de Tecno tiene una batería de 5200 mAh en un dispositivo de apenas 5,75 mm de grosor. También, el OPPO Find N5 demuestra la capacidad de crear teléfonos plegables con un perfil extremadamente fino, aprovechando las propiedades del silicio-carbono.
Asimismo, se espera que en uno o dos años esta tecnología se extienda a fabricantes como Pixels y Samsung. La lástima es que el próximo Galaxy S25 Edge no traiga esta mejora, ya que se anticipaba un retraso en su lanzamiento para poder incorporar celdas más eficientes. Pero fuentes indican que la firma surcoreana podría optar por estas baterías a partir del siguiente año.
Para finalizar, en materia medioambiental se han discutido cuestiones relativas al silicio-carbono frente a los iones de litio. Aunque el silicio se encuentra en gran cantidad y es de uso generalizado, su procesamiento para obtener la pureza necesaria demanda un elevado consumo energético. Además, la tecnología sigue requiriendo litio y cobalto, elementos cuya extracción utiliza grandes volúmenes de agua, lo que limita sus ventajas ecológicas.