Почему емкость аккумуляторов в смартфонах растет, а размеры телефонов — нет?
Александр Грициенко
Любит большие объемы
Ожидается, что в 2025 году стандартом для флагманских смартфонов станет емкость аккумулятора около 7000 мА·ч. К этому уровню автономности уже приблизился, например, недавно вышедший Honor X9c с батареей на 6600 мА·ч.
Производители постоянно ищут способы увеличить емкость аккумуляторов, сохраняя смартфоны тонкими и легкими. Разбираем, как современным устройствам удается стать еще выносливее в рамках привычных габаритов.
Первая причина: новые подходы к конструкции
Современные смартфоны — это чудеса инженерии, где буквально каждый миллиметр пространства использован с максимальной эффективностью. В устройствах все чаще используется технология stacked PCB — многослойных печатных плат, где компоненты буквально «наслоены» друг на друга. Это сокращает горизонтальную площадь платы, освобождая место внутри корпуса — чаще всего именно для увеличения батареи.
Так, Apple активно использует stacked PCB в iPhone начиная с моделей iPhone X (2017), где чип A-серии и память буквально стэкируются. Это решение позволило освободить место для увеличенной батареи и других компонентов в следующих смартфонах от Apple — без существенного изменения их габаритов.
Гибкие платы можно укладывать в сложные формы, повторяя изгибы корпуса смартфона, и освобождать место для увеличения аккумулятора
Стоит упомянуть и гибкие печатные платы (Flexible Printed Circuit Boards), которые изготовлены из гибких материалов, таких как полиимид или полиэстеровая пленка. В отличие от традиционных жестких плат, FPCB могут сгибаться, скручиваться и даже складываться — это дает возможность инженерам максимально эффективно использовать внутреннее пространство корпуса. Гибкие платы есть в смартфонах Samsung Galaxy Z Fold и Z Flip, Xiaomi 14 и Poco X7 5G FPC и других.
Устройство объективов в Pixel 7 Pro. Источник: X.com
Уменьшаются и камеры: инженеры делают модули более компактными, размещая объективы и сенсоры так, чтобы они занимали меньше места, но при этом не теряли в качестве. Например, технология periscope lens (перископическая линза) позволяет складывать элементы внутри корпуса горизонтально, экономя вертикальное пространство.
Еще одно важное изменение в конструкции современных смартфонов — отказ от съемной батареи. Раньше устройства часто имели съемные аккумуляторы, для которых требовались дополнительные отсеки. Сейчас почти все смартфоны оснащены встроенными батареями — это позволяет убрать лишние компоненты, такие как пластиковые оболочки и крепления, и увеличить полезную площадь для самой батареи (и добавить пространства для улучшенной системы охлаждения и сложных сенсоров).
Вторая причина: новые виды аккумуляторов
Сегодня большинство смартфонов используют литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы. Эти батареи обеспечивают хорошую емкость, не имеют эффекта памяти и обладают длительным сроком службы. Однако возможности литий-ионной технологии уже близки к своему пределу. На смену ей приходят кремний-углеродные батареи — новый шаг в развитии аккумуляторов.
Их ключевое отличие от традиционных литий-ионных батарей заключается в использовании кремний-углеродного анода вместо графитового. Кремний способен удерживать значительно больше ионов лития — практически в 11 раз (плотность энергии до 4200 мА·ч/г против 372 мА·ч/г у графита). Это позволяет либо повысить емкость батареи при тех же размерах, либо сделать аккумулятор компактнее при сохранении прежней емкости.
Углерод помогает сохранить стабильность батареи, предотвращая ее разрушение при циклах заряда и разряда. В итоге ресурс кремний-углеродных батарей может достигать 5–7 лет (1000–1500 циклов зарядки с сохранением 80% емкости). Это значительно больше, чем могут предложить литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы.
Флагманы Honor оснащены кремний-углеродными батареями второго поколения. Источник: Android Police
Пока смартфонов с кремний-углеродными аккумуляторами немного. Компания Honor стала пионером в этом направлении, оснастив такими батареями свои модели Magic 6 Pro (5600 мА·ч), 200 Pro (5200 мА·ч) и X9c. Последняя в тонком корпусе — с аккумулятором на 6600 мА·ч. Honor заявляет, что их кремний-углеродные батареи второго поколения сохраняют работоспособность даже после экстремальных тестов, включая многочасовое испытание с проигрыванием видеороликов в морозилке при –20 °C, и поддерживают сверхбыструю зарядку (до 80 Вт), которая раньше ускоряла деградацию Li-Ion.
Другие производители также начали внедрение новой технологии. Например, Oppo представила модели Find X8 и Find X8 Pro с «карбоновыми» аккумуляторами емкостью до 5910 мА·ч. Еще один пример — OnePlus Ace 3 Pro с батареей на 6100 мА·ч.
Третья причина: оптимизация аппаратной начинки
Программные улучшения — важная причина того, почему батареи кажутся (и на самом деле становятся) более мощными. Новые функции в iOS и Android активно используют алгоритмы энергосбережения:
- Адаптивное энергопотребление — свежие версии iOS и Android используют ИИ для анализа использования приложений, приостанавливая фоновые процессы (например, обновление соцсетей в режиме сна).
- Сон для приложений (Doze Mode в Android) — редко используемые приложения автоматически «замораживаются», чтобы не расходовать заряд в фоне. По сути, это работает, как спящий режим в ноутбуках. Когда телефон остается определенное время без активности, у него не просто гаснет и блокируется экран, но и ПО уходит в более глубокий сон.
- Режимы экономии энергии — например, в Android можно гибко настроить, какие приложения могут получать доступ к сети, когда батарея на исходе.
В настройках смартфонов на Android можно ограничивать фоновую активность ненужных процессов и управлять другими параметрами энергосбережения
Энергоэффективные процессоры тоже вносят свою лепту: так, современные чипы, изготовленные по 3-нанометровому техпроцессу, содержат больше транзисторов, что повышает производительность при меньшем энергопотреблении. Иными словами, процессор работает быстрее, но экономнее расходует батарею. Например у Samsung 3-нанометровые процессоры потребляют до 45% меньше энергии, чем предыдущее поколение 5-нм.
Экраны смартфонов теперь тоже используют меньше заряда аккумулятора. Известно, что дисплей — один из самых прожорливых компонентов. Новые технологии (LTPO 2.0 и выше) позволяют изменять частоту обновления экрана от 1 до 120 Гц в зависимости от того, что вы делаете. Например, во время динамичных игр экран может поднимать частоту до 120 Гц, чтобы обеспечить плавную анимацию и отзывчивость. При видеозвонке частота держится на уровне 40–60 Гц, а при чтении статичного текста снижается до 1–10 Гц.
Что в итоге
Смартфоны становятся все более автономными (но остаются компактными):
- благодаря использованию многослойных плат;
- гибких печатных схем;
- отказу от съемных батарей;
- внедрению кремний-углеродных типов аккумуляторов.
Программные оптимизации и продвинутые процессоры также играют важную роль в повышении энергоэффективности. В итоге производители создают устройства с более продолжительным временем работы без жертв в размерах и удобстве. И в ближайшем будущем автономность смартфонов продолжит расти.
У нас ещё много всего интересного
Оставьте почту и получайте подборку лучших материалов от главного редактора раз в две недели.
