手机电池容量获将迎来6000mAh新时代 ，7款硅碳负极电池盘点
文摘
2024-10-31 00:10
广东
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近年随着AI的深入影响，智能手机也在逐渐走入“AI时代”。AI一方面带给用户简便顺心的愉快体验。而另一方面，AI的强大算力，AI加持的多彩功能，也让手机耗电愈发严重。即使在手机电池容量不断增加，快充技术不断迭代的情况下。“电量不够用”这个问题依然是摆在很多消费者和厂商面前的一个坎。基于此，硅碳负极技术成为近年最受欢迎的手机电池解决方案之一。硅碳负极技术顾名思义就是将传统的石墨负极材料变成比容量更高的硅碳负极材料，从而大大提高电池能量密度和容量以解决在手机体积在不变，耗电变快的情况下，电量不够用的问题。这项技术如今在业内从业人员不懈努力下，如今在各大头部手机品牌遍地开花，甚至已经在向平板、穿戴设备等其他智能终端上推广，下方来为大家盘一盘如今都有哪些碳硅负极电池。硅碳负极电池技术是一种新兴的电池技术，它通过结合硅材料和碳材料的优势，旨在提高电池的能量密度和容量。以下是对硅碳负极电池技术的简单概括：硅碳负极电池技术的原理主要基于硅材料的高理论比容量和其独特的合金化储锂机制。硅与锂反应形成合金，其理论比容量高达4200mAh/g，远高于传统石墨材料的372mAh/g。在充放电过程中，硅负极通过与锂形成Li12Si7、Li13Si4、Li7Si3、Li22Si5等多种合金相进行储锂。然而，硅在合金化/去合金化过程中会引起巨大的体积膨胀与收缩，导致电池性能衰减。为了解决这一问题，硅碳负极技术通过纳米化、碳包覆等手段改善硅基材料的体积膨胀问题，同时提高其导电性和循环稳定性。硅碳复合材料由于具有稳定性好、体积变化小和导电性优异等优点，成为产业化进展最为迅速的制备方法。硅碳负极电池技术导入后，主要带来以下优势：首先，它显著提升了电池的能量密度，硅材料的理论比容量高达4200mAh/g，约为石墨的10倍，从而大幅提高锂电池的能量密度。其次，硅碳负极电池具有更高的安全性能，较低的脱嵌锂电位避免了充电时表面的析锂现象，减少电池短路风险。此外，硅碳负极材料的应用还有助于降低电池成本，提升电动车续航里程。最后，硅碳负极电池技术的突破使得电池容量每年以约10%的速度增长，预计未来电池容量将普及至6000mAh，为用户提供更长的续航体验。碳硅负极电池技术目前主要用于3C电子产品上，其中在智能手机领域已经有比较广泛且深度的应用了，据不完全统计。包括荣耀、华为、小米、vivo、oppo、联想、真我等近10家企业发布了六款硅碳负极电池，以下为详情，排名不分先后，按品牌首字母排列。青海湖硅碳负极电池是荣耀公司自主研发的一种创新型电池技术，它首次被应用在荣耀Magic5系列手机上，特别是荣耀Magic5 Pro型号，提供了5450mAh的大电池容量。这项技术充分利用了硅材料的理论克容量约为石墨材料10倍的优势，通过采用多孔碳骨架与纳米硅原位气相沉积技术，有效提升了电池的能量密度和性能。具体来说，多孔碳骨架提供了一个三维导电网络，可以吸收硅材料的体积膨胀，减轻充放电过程中的应力，保持电极结构的稳定性；而纳米硅原位气相沉积技术则将硅材料制备为纳米级颗粒，进一步提升了电池的电化学反应效率。这些创新使得青海湖电池的负极能量密度比普通石墨负极电池提升了16%。第二代青海湖电池技术在荣耀Magic6手机上得到了进一步的应用，不仅能量密度再次提升，还实现了行业低温续航技术的新突破，使得用户即使在恶劣环境和极限场景下也能正常使用。这表明青海湖硅碳负极电池技术在提升智能手机续航能力方面具有显著的潜力和优势。华为在电池技术领域取得了显著进展，特别是在高硅负极电池的研发上。这种电池采用硅材料作为负极，相较于传统石墨负极，硅负极具有更高的理论比容量（高达4200mAh/g），远超石墨的372mAh/g。华为通过优化材料配比和微观结构，提高了硅负极的导电性和稳定性，同时解决了硅材料在充放电过程中体积膨胀的难题，提高了电池的稳定性和循环寿命。在华为Mate Xs 2典藏版上，华为应用了这种高硅负极电池，实现了在保持机身轻薄的同时，电池容量达到4880mAh。华为的高硅负极电池因其技术创新和性能提升，受到了市场的积极评价。这种电池不仅提升了能量密度，而且在体积没有较大改变的情况下，实现了电池容量的突破。华为通过碳包覆结构和创新柔性聚合物粘结剂来抑制膨胀和脱落；使用锂箔补锂，将首次充放电效率提升26%；在硅负极电池里使用纳米碳管技术，将导电能力提升4倍，进一步提升硅负极电池的性能表现。星海电池是联想自研的高电压硅碳负极电池技术，其能量密度达到了822Wh/L，这一数值超越了vivo S19直屏手机的809Wh/L，是目前业内折叠屏手机采用的最领先的技术解决方案之一。星海电池的高能量密度意味着在相同体积下可以存储更多的电能，从而提供更长的续航能力。在具体参数方面，moto razr 50 Ultra搭载的星海电池容量为4000mAh，并支持68W快充技术。而moto razr 50标准版则内置了4200mAh的星海电池，支持30W有线快充和15W无线充电。这些参数表明星海电池不仅具有高能量密度，还具备快速充电的能力，为用户提供了便捷的电体验和较长的续航时间。冰川电池是oppo/一加与宁德新能源科技共同研发的高性能电池技术，专为追求高性能体验的智能手机设计。这项技术采用全新一代硅碳负极电池技术，具有高能量密度、小体积、功率输出稳定、电池寿命长以及快速充电等特点。冰川电池的负极硅碳含量达到行业最高的6%，能量密度高达763Wh/L，电池容量更是达到6100mAh，是行业硅碳负极电池中能做到的最大容量。此外，冰川电池在体积上相比5000mAh的普通石墨电池减小了3%，实现了在更小体积内提供更大容量的突破。冰川电池不仅拥有超大的电池容量，还支持长寿版100W超级快充，能在36分钟内将6100mAh的电池充满，这也是行业唯一实现「6000+mAh电池+百瓦快充」的手机。电池寿命方面，冰川电池号称使用四年后，电池健康度仍然大于等于80%，采用了全新自研的「仿生蜂巢结构设计」和「硅碳负极寿命算法」以及多项电池寿命技术。这些特性使得冰川电池在续航能力和充电速度上都达到了行业领先水平，为用户带来了超长续航体验。真我聚能电池是真我GT6手机的一大亮点，它采用了新一代硅碳负极电池技术，含硅量高达6%，这一技术提升了电池的能量密度8%。这种电池技术不仅提高了能量密度，还通过自研的硅碳负极长寿算法，使得电池耐用性得到显著提升，宣称能够保持四年的使用寿命，并获得了行业首个SGS高能效硅碳负极电池认证。此外，真我聚能电池在8.4mm的轻薄机身中集成了5800mAh的大容量，支持120W超百瓦闪充，能够在12分钟内充至50%的电量，同时支持UFCS/PPS多快充协议，为用户提供了便捷的充电解决方案蓝海电池是vivo与宁德新能源共同研发的电池技术，其核心特点在于通过创新的电池材料和结构设计，实现了电池容量、充电速度以及电池寿命的全面优化。这项技术采用负极石墨重构技术、超级极片冷压技术与微米级激光列阵蚀刻技术，提升了电池能量密度，使得vivo X100 Pro拥有等效5400mAh的超大容量并且还支持100W双芯闪充技术。蓝海电池技术通过“开源、节流、增效”三大策略，实现了在相同体积下存储更多电能，相比传统石墨电池，能量密度上实现了9%的增长。蓝海电池技术还特别注重在低温环境下的性能表现，通过半固态电池技术，在液态电解液中加入固态电解质，形成额外的导电网络，从而保障了能量的正常运输，提供了无惧低温的续航体验。此外，vivo X Fold3系列中全新升级的蓝海续航系统，搭载蓝海电池，负极材料运用了二代硅，能量密度达到780Wh/L，相比上代提升了15.4%。金沙江电池是小米公司开发的一种高性能电池技术，首次应用于小米14 Ultra手机中。这种电池以其高能量密度而著称，达到了779Wh/L，是小米史上能量密度最高的电池。金沙江电池采用最新一代硅碳负极技术，硅含量高达6%，支持1600次循环后仍保持80%的电池寿命。在体积上，金沙江电池比上一代产品缩小了8%，而电池容量提升至5300mAh，续航能力提升了17%。此外，金沙江电池还通过添加有机高分子化合物和原位成膜技术，形成了仿生自修复弹性屏障，极大地增强了薄膜的延展性，并对多次循环中产生的颗粒裂纹进行及时修复。电池还采用了高强铜箔和高韧性粘结剂，以保障其优异性能。在工艺上，金沙江电池使用能量槽技术，在极片表面形成了2376个流道，增大了电解液和片的接触面积，提高了电池的能量密度。这些技术的应用使得金沙江电池在容量、耐用性和安全性方面都有显著提升。智能手机在功能愈发丰富，且愈发强大的情况下，但同时也面临着电池续航能力不足的挑战。而硅碳负极电池技术以其高能量密度和容量，成为解决这一问题的有效方案。这项技术通过结合硅材料的高理论比容量和碳材料的稳定性，显著提升了电池的性能，同时降低了成本，并提高了电池的安全性和循环寿命。根据统计情况来看，硅碳负极电池技术已经在近10个品牌的智能手机中得到应用，这无疑展现出其在提升电池容量和续航能力方面的巨大潜力。随着技术的不断成熟和优化，预计未来电池容量将以每年约10%的速度增长，为用户提供更长的续航体验。
