Ecco come Samsung rende più sicure le nuove batterie al silicio-carbonio

Samsung ha deciso di puntare sulle batterie al silicio-carbonio per i suoi nuovi smartphone pieghevoli, ma senza limitarsi a sostituire semplicemente parte della grafite presente nell’anodo. Per il Galaxy Z Fold8 e il più grande Galaxy Z Fold8 Ultra, l’azienda ha infatti riprogettato diversi elementi dell’architettura della batteria con l’obbiettivo di sfruttare la maggiore densità energetica del silicio senza comprometterne stabilità e sicurezza nel tempo.

La tecnologia ha permesso a Samsung di aumentare la capacità della batteria fino a 5.000 mAh mantenendo uno spessore simile a quello del precedente modello. Si tratta di un miglioramento importante per una famiglia di dispositivi in cui lo spazio interno è particolarmente prezioso, anche se Samsung continua a essere più prudente rispetto ad alcuni concorrenti che hanno già adottato batterie al silicio di capacità superiore.

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Il silicio aumenta la densità energetica, ma presenta un problema

Per capire le scelte di Samsung bisogna partire dal funzionamento delle batterie al silicio-carbonio. In questo tipo di soluzione, una parte del materiale dell’anodo viene sostituita con una componente a base di silicio e carbonio, aumentando la quantità di energia che può essere immagazzinata a parità di spazio.

Il silicio, infatti, può offrire una densità energetica molto più elevata rispetto alla grafite, arrivando teoricamente a valori circa dieci volte superiori. Il problema è che questo materiale tende a espandersi e contrarsi durante i cicli di carica e scarica, un comportamento che, se non viene adeguatamente controllato, può avere conseguenze negative sulla stabilità e sulla durata della batteria e aumentare il rischio di rigonfiamento nel lungo periodo.

Per questo motivo i produttori non utilizzano semplicemente un anodo completamente composto da silicio-carbonio, il materiale viene invece combinato con altri componenti per ottenere un compromesso tra densità energetica, stabilità meccanica e conduttività elettrica.

Samsung non ha rivelato quale percentuale di silicio utilizzi nelle batterie dei nuovi pieghevoli, come riferimento, molti produttori utilizzano circa il 10% di silicio in peso nell’anodo, mentre alcune soluzioni arrivano a percentuali superiori.

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Samsung ha riprogettato l’intera batteria

La strategia dell’azienda sudcoreana non si limita quindi all’utilizzo del nuovo materiale, Samsung ha spiegato di aver riprogettato il sistema delle batterie proprio per gestire le caratteristiche del silicio-carbonio e garantire che le batterie ad alta densità possano mantenere un livello di sicurezza paragonabile a quello delle tradizionali batterie agli ioni di litio.

Nell’anodo è presente un sottile rivestimento in carbonio che serve a controllare la reattività delle particelle di silicio-carbonio, in questo modo Samsung punta a ridurre le variazioni improvvise di volume durante i cicli di carica e scarica, contribuendo alla stabilità della batteria nel lungo periodo.

Interventi specifici sono stati effettuati anche sul catodo, l’azienda utilizza infatti un sistema di rivestimento e drogaggio che dovrebbe contribuire a mantenere stabile la superficie del materiale e l’integrità della struttura anche quando la batteria viene sottoposta a tensioni più elevate.

Non è però tutto, Samsung ha modificato anche l’elettrolita introducendo specifici additivi pensati per favorire la formazione di uno strato protettivo sulla superficie del silicio. Questo strato contribuisce a ridurre la reattività del materiale e, di conseguenza, a migliorare la stabilità della cella durante l’utilizzo prolungato.

Un ulteriore modifica riguarda il separatore, ovvero il sottile elemento in polimero che si trova tra anodo e catodo. Nei nuovi dispositivi presenta una struttura ad alta porosità progettata per facilitare il movimento degli ioni, mantenendo allo stesso tempo una buona resistenza meccanica e stabilità termica.

Galaxy Z Fold 8 e Fold 8 Ultra possono ricaricarsi a 45 W

Samsung ha inoltre adottato un’architettura di ricarica differente sui suoi pieghevoli, Galaxy Z Fold8 e Galaxy Z Fold8 Ultra utilizzano infatti un sistema a doppio percorso che distribuisce l’energia in maniera più efficiente all’interno del sistema di batterie.

L’obbiettivo è duplice: da una parte aumentare la velocità di ricarica, dall’altra gestire meglio il calore generato durante il processo. Entrambi i dispositivi arrivano così a una ricarica cablata a 45 W, combinando la maggiore capacità della batteria con un sistema progettato per mantenere sotto controllo temperature e stabilità.

Samsung ha invece seguito un approccio differente con il Galaxy Z Flip8. Nel pieghevole compatto, l’azienda ha ottimizzato separatamente il sistema di ricarica tenendo conto dei limiti di spazio e delle esigenze termiche del dispositivo, mantenendo sostanzialmente invariati capacità della batteria e tecnologia di ricarica rispetto alla generazione precedente.

Samsung procede con cautela

La scelta di Samsung appare dunque piuttosto conservativa, l’azienda ha deciso di sfruttare i vantaggi delle batterie al silicio-carbonio senza spingersi verso capacità estreme già raggiunte da alcuni concorrenti nel settore dei pieghevoli.

Dispositivi come Motorola Razr Fold, vivo X Fold 5 e OPPO Find N6 utilizzano infatti batterie al silicio da 6.000 mAh, mentre l’azienda coreana si ferma a 5.000 mAh; la capacità rimane comunque superiore rispetto alla generazione precedente e rappresenta un passo avanti importante per la serie Fold.

La vera novità però, non è soltanto nella capacità. Samsung sembra voler dimostrare che il silicio-carbonio può essere utilizzato anche in dispositivi sottili e complessi come gli smartphone pieghevoli, intervenendo sull’intera architettura della batteria per gestire i problemi legati alla maggiore densità energetica.

Per ora l’azienda preferisce quindi procedere con cautela, ma il debutto di questa tecnologia sui nuovi pieghevoli potrebbe rappresentare il primo passo verso batterie ancora più capienti sui futuri dispositivi Galaxy, dove il silicio-carbonio potrebbe assumere un ruolo sempre più importante.