Les batteries silicium-carbone : on vous explique tout sur la révolution discrète des smartphones

Plus puissants, plus gourmands : les smartphones d’aujourd’hui ne rigolent pas avec l’énergie. Et là, bam, les batteries silicium-carbone entrent en scène.

Cette innovation représente l’une des avancées les plus importantes de ces dernières années dans le domaine des batteries pour smartphones, et pas seulement, permettant d’augmenter l’autonomie sans sacrifier la finesse des appareils.

Pour aller plus loin
La sélection des smartphones avec la meilleure autonomie en 2025 : notre comparatif complet

Comment fonctionnent les batteries silicium-carbone ?

Les batteries silicium-carbone ne sont pas une technologie complètement nouvelle — nous en avions déjà vu dans les usines de Honor en 2023 –, mais plutôt une évolution des batteries lithium-ion traditionnelles. La différence fondamentale réside dans la composition de l’anode, l’électrode négative de la batterie.

Dans une batterie lithium-ion classique, l’anode est principalement constituée de graphite (carbone). Lors de la charge, les ions lithium quittent la cathode (électrode positive) et viennent se loger entre les couches de graphite.

Chaque atome de carbone peut accueillir un seul ion lithium, ce qui limite la capacité de stockage. La grande innovation des batteries silicium-carbone est de remplacer tout ou partie du graphite par du silicium.

Pourquoi ce changement est-il si important ? Tout simplement parce que le silicium peut accueillir beaucoup plus d’ions lithium que le graphite : sa capacité théorique atteint environ 4200 mAh par gramme, contre seulement 370 mAh/g pour le graphite, soit plus de 10 fois plus.

Le problème principal du silicium est qu’il gonfle énormément (jusqu’à 300 % de son volume initial) lorsqu’il absorbe les ions lithium pendant la charge. Ce gonflement répété au fil des cycles de charge-décharge finit par fragiliser et fissurer le matériau, rendant rapidement la batterie inutilisable. C’est la raison principale qui a limité son utilisation dans les batteries jusqu’à présent.

Pour contourner cet obstacle, les fabricants n’utilisent pas du silicium pur, mais un composite « silicium-carbone ». Des nanoparticules de silicium sont dispersées dans une matrice de carbone qui joue le rôle de structure tampon, limitant l’expansion et maintenant la cohésion de l’électrode. Cette solution ingénieuse permet de bénéficier de la haute capacité du silicium tout en préservant la durabilité de la batterie.

Les avantages concrets pour nos smartphones

Le principal atout des batteries silicium-carbone est leur densité énergétique plus importante.

En clair, elles peuvent stocker plus d’énergie dans un même volume. Honor a démontré un gain de +12,8% de capacité sur son Magic 5 Pro : la batterie passe de 5100 mAh à 5450 mAh sans changer de taille. Ces améliorations significatives permettent aux utilisateurs de profiter de leur appareil plus longtemps sans avoir à le recharger.

Le OnePlus Ace 3 Pro intègre une batterie de 6100 mAh là où son prédécesseur plafonnait à environ 5000 mAh, soit une amélioration de 22%. Le Redmi Note 14 Pro+ est équipé d’une batterie de 6200 mAh, contre 5000 mAh pour le Redmi Note 13 Pro+, avec une augmentation impressionnante de 24 %. Pour l’utilisateur, cela se traduit simplement par une autonomie prolongée de plusieurs heures au quotidien, réduisant considérablement l’angoisse de la batterie vide en fin de journée.

Cette technologie offre aux fabricants deux options stratégiques : soit créer des smartphones plus fins avec une autonomie équivalente, soit maintenir les dimensions actuelles mais avec une autonomie grandement améliorée. L’exemple le plus frappant est celui des smartphones pliables, où l’espace est particulièrement précieux. Le Honor Magic V3 n’est épais que de 9,2 mm une fois plié, tout en embarquant une batterie de 5150 mAh. Sans la technologie silicium-carbone, un tel tour de force serait impossible.

Un avantage moins connu mais tout aussi important concerne le comportement de la batterie lorsqu’elle est presque vide. Honor indique qu’à basse tension (3,5 V), la capacité restante de sa batterie silicium-carbone est 2,4 fois supérieure à celle d’une batterie lithium-ion classique. Concrètement, cela signifie que votre smartphone ne s’éteindra pas brusquement alors qu’il affiche encore quelques pourcentages de batterie, un problème fréquent sur les appareils âgés.

Ces batteries acceptent généralement mieux les courants de charge élevés, ce qui permet des charges ultra-rapides sans compromettre la durée de vie. De nombreux smartphones équipés de batteries silicium-carbone supportent des puissances de 100 W ou plus. Par exemple, l’iQOO 13 avec sa batterie de 6150 mAh se recharge entièrement en seulement 30 minutes grâce à une charge 120 W, un gain de temps considérable?

De plus, ces batteries ont tendance à chauffer moins lors des usages intensifs comme les jeux ou lors de la charge, ce qui améliore à la fois le confort d’utilisation et la longévité de l’appareil. Cette meilleure gestion thermique est particulièrement appréciable sur les smartphones gaming, où la chaleur peut parfois devenir inconfortable après de longues sessions de jeu.

Quels smartphones utilisent déjà cette technologie ?

La technologie silicium-carbone équipe déjà plusieurs smartphones haut de gamme, principalement de marques chinoises pour l’instant. Le OnePlus 13 intègre une batterie de 6000 mAh avec charge 100 W, tandis que le Vivo X200 Pro propose une batterie de même capacité avec charge 90 W. Ces deux modèles représentent parfaitement les avantages de cette nouvelle technologie.

Le Redmagic 10 Pro, conçu spécifiquement pour le gaming, repousse les limites de l’autonomie grâce à son impressionnante batterie silicium-carbone de 7050 mAh, une capacité jusqu’ici plutôt réservée aux tablettes qu’aux smartphones.

Les séries Xiaomi 14 et 15 bénéficient également de batteries à haute densité énergétique grâce à cette technologie. Du côté des smartphones pliables, le Honor Magic V3 intègre une batterie de 5150 mAh dans un châssis ultra-fin, tandis que le Realme GT 7 Pro utilise une batterie de 6500 mAh comportant 10 % de silicium dans l’anode. Même chose pour le Xiaomi 15 Ultra, avec 15 % de silicium.

Il est important de noter que certains de ces modèles ne sont disponibles qu’en Asie pour le moment, et que les versions internationales peuvent parfois embarquer des batteries lithium-ion classiques. Cette différence s’explique notamment par les chaînes d’approvisionnement et les contraintes de production à grande échelle.

Et demain ?

Malgré ses avantages indéniables, cette technologie présente encore quelques défis. Le principal reste la gestion à long terme de l’expansion du silicium. Même avec les composites actuels, le pourcentage de silicium dans l’anode reste limité (souvent entre 5% et 15%) pour garantir une durée de vie satisfaisante. Les fabricants continuent néanmoins d’améliorer leurs compositions pour augmenter progressivement cette proportion, et donc la capacité des batteries.

Le coût de production représente un autre obstacle. L’intégration de silicium et les procédés de fabrication plus complexes rendent ces batteries plus coûteuses que les modèles lithium-ion standards. C’est pourquoi on les trouve principalement sur des appareils haut de gamme pour l’instant. Cependant, avec l’augmentation des volumes de production, ces coûts devraient progressivement diminuer, permettant une adoption plus large.

Selon diverses sources, Samsung et Apple s’intéressent de près à cette technologie et pourraient l’intégrer dans leurs prochains modèles phares. Des rumeurs suggèrent que le Galaxy S26 pourrait embarquer une batterie approchant les 7000 mAh grâce à cette avancée, un bond énorme par rapport aux 5000 mAh actuels. L’adoption par ces géants signerait l’entrée définitive de cette innovation sur le marché mondial, y compris en Europe et aux États-Unis.

Les batteries silicium-carbone ne sont qu’une étape dans l’évolution des batteries. D’autres technologies comme les batteries à l’état solide / solides (solid-state) ou les batteries sodium-ion sont également en développement, avec des promesses encore plus grandes. Cependant, contrairement à ces innovations qui pourraient mettre des années à atteindre le marché grand public, les batteries silicium-carbone sont déjà une réalité.

Pour aller plus loin
Quels sont les meilleurs smartphones en mars 2025 ?