Nowa technologia akumulatorów zapewnia większą gęstość energii i zauważalnie szybsze ładowanie, ale wiąże się to z krótszą żywotnością ogniw.
Baterie krzemowo-węglowe stanowią nowy etap w rozwoju technologii magazynowania energii i szybko zyskują na popularności w branży smartfonów, a także są istotne dla przyszłości pojazdów elektrycznych. Podstawą tej technologii jest dodanie niewielkiej ilości krzemu do tradycyjnej anody grafitowej, co radykalnie zwiększa pojemność, ponieważ krzem może absorbować nawet dziesięciokrotnie więcej energii niż grafit (którego pojemność wynosi około 330 mAh na gram). Tesla od dawna stosuje tę mieszankę w mniejszych proporcjach (od 3 do 5%) w swoich bateriach, a producenci urządzeń z powodzeniem zwiększają udział krzemu dzięki bardziej zaawansowanym procesom produkcyjnym i chemicznym.
Największą zaletą zastosowania krzemu w anodzie jest jego wyjątkowa gęstość energetyczna, która umożliwia projektowanie mniejszych i lżejszych akumulatorów, a jednocześnie znacznie bogatszych w energię. Oprócz zwiększonej pojemności, nowa konstrukcja chemiczna zapewnia znacznie szybsze ładowanie, ponieważ jony litu wiążą się z krzemem łatwiej i szybciej niż podczas przepływu między warstwami klasycznego grafitu. Ponieważ krzem jest tani, powszechnie dostępny i nie jest obciążony złożonymi ryzykami geopolitycznymi, stanowi strategicznie ważny surowiec do redukcji kosztów zarówno w sektorze elektroniki użytkowej, jak i motoryzacyjnym.
Pomimo wyjątkowej wydajności, technologia ta wiąże się z poważnym kompromisem technologicznym pod względem długoterminowej trwałości i ograniczonej liczby cykli ładowania. Główny problem polega na fizycznym odkształceniu materiału podczas ładowania; podczas gdy grafit rozszerza się o skromne 10% pod wpływem ładunku elektrycznego, krzem rozszerza się aż o 400%. Te naprężenia materiału znacznie skracają żywotność takich ogniw, co znajduje już odzwierciedlenie w praktyce w skróceniu technicznie gwarantowanej liczby cykli ładowania ze standardowych 2.000 do zaledwie 1.200, po których akumulator traci swoją optymalną pojemność.
