前言
近年隨著AI的深入影響,智能手機也在逐漸走入“AI時代”。AI一方面帶給用戶簡便順心的愉快體驗。而另一方面,AI的強大算力,AI加持的多彩功能,也讓手機耗電愈發嚴重。即使在手機電池容量不斷增加,快充技術不斷迭代的情況下。“電量不夠用”這個問題依然是擺在很多消費者和廠商面前的一個坎。
基于此,硅碳負極技術成為近年最受歡迎的手機電池解決方案之一。硅碳負極技術顧名思義就是將傳統的石墨負極材料變成比容量更高的硅碳負極材料,從而大大提高電池能量密度和容量以解決在手機體積在不變,耗電變快的情況下,電量不夠用的問題。這項技術如今在業內從業人員不懈努力下,如今在各大頭部手機品牌遍地開花,甚至已經在向平板、穿戴設備等其他智能終端上推廣,下面來為大家盤一盤如今都有哪些碳硅負極電池。
硅碳負極電池技術
技術原理
硅碳負極電池技術是一種新興的電池技術,它通過結合硅材料和碳材料的優勢,旨在提高電池的能量密度和容量。以下是對硅碳負極電池技術的簡單概括:
硅碳負極電池技術的原理主要基于硅材料的高理論比容量和其獨特的合金化儲鋰機制。硅與鋰反應形成合金,其理論比容量高達4200mAh/g,遠高于傳統石墨材料的372mAh/g。在充放電過程中,硅負極通過與鋰形成Li12Si7、Li13Si4、Li7Si3、Li22Si5等多種合金相進行儲鋰。然而,硅在合金化/去合金化過程中會引起巨大的體積膨脹與收縮,導致電池性能衰減。
為了解決這一問題,硅碳負極技術通過納米化、碳包覆等手段改善硅基材料的體積膨脹問題,同時提高其導電性和循環穩定性。硅碳復合材料由于具有穩定性好、體積變化小和導電性優異等優點,成為產業化進展最為迅速的制備方法。
技術優勢
硅碳負極電池技術導入后,主要帶來以下優勢:首先,它顯著提升了電池的能量密度,硅材料的理論比容量高達4200mAh/g,約為石墨的10倍,從而大幅提高鋰電池的能量密度。其次,硅碳負極電池具有更高的安全性能,較低的脫嵌鋰電位避免了充電時表面的析鋰現象,減少電池短路風險。
此外,硅碳負極材料的應用還有助于降低電池成本,提升電動車續航里程。最后,硅碳負極電池技術的突破使得電池容量每年以約10%的速度增長,預計未來電池容量將普及至6000mAh,為用戶提供更長的續航體驗。
硅碳負極電池盤點
碳硅負極電池技術目前主要用于3C電子產品上,其中在智能手機領域已經有比較廣泛且深度的應用了,據不完全統計。包括榮耀、華為、小米、vivo、oppo、聯想、真我等近10家企業發布了六款硅碳負極電池,以下為詳情,排名不分先后,按品牌首字母排列。
HONOR 榮耀
青海湖硅碳負極電池
青海湖硅碳負極電池是榮耀公司自主研發的一種創新型電池技術,它首次被應用在榮耀Magic5系列手機上,特別是榮耀Magic5 Pro型號,提供了5450mAh的大電池容量。
這項技術充分利用了硅材料的理論克容量約為石墨材料10倍的優勢,通過采用多孔碳骨架與納米硅原位氣相沉積技術,有效提升了電池的能量密度和性能。具體來說,多孔碳骨架提供了一個三維導電網絡,可以吸收硅材料的體積膨脹,減輕充放電過程中的應力,保持電極結構的穩定性;而納米硅原位氣相沉積技術則將硅材料制備為納米級顆粒,進一步提升了電池的電化學反應效率。這些創新使得青海湖電池的負極能量密度比普通石墨負極電池提升了16%。
第二代青海湖電池技術在榮耀Magic6手機上得到了進一步的應用,不僅能量密度再次提升,還實現了行業低溫續航技術的新突破,使得用戶即使在惡劣環境和極限場景下也能正常使用。這表明青海湖硅碳負極電池技術在提升智能手機續航能力方面具有顯著的潛力和優勢。
HUAWEI 華為
華為高硅負極電池
華為在電池技術領域取得了顯著進展,特別是在高硅負極電池的研發上。這種電池采用硅材料作為負極,相較于傳統石墨負極,硅負極具有更高的理論比容量(高達4200mAh/g),遠超石墨的372mAh/g。華為通過優化材料配比和微觀結構,提高了硅負極的導電性和穩定性,同時解決了硅材料在充放電過程中體積膨脹的難題,提高了電池的穩定性和循環壽命。在華為Mate Xs 2典藏版上,華為應用了這種高硅負極電池,實現了在保持機身輕薄的同時,電池容量達到4880mAh。
華為的高硅負極電池因其技術創新和性能提升,受到了市場的積極評價。這種電池不僅提升了能量密度,而且在體積沒有較大改變的情況下,實現了電池容量的突破。華為通過碳包覆結構和創新柔性聚合物粘結劑來抑制膨脹和脫落;使用鋰箔補鋰,將首次充放電效率提升26%;在硅負極電池里使用納米碳管技術,將導電能力提升4倍,進一步提升硅負極電池的性能表現。
lenovo 聯想
星海電池
星海電池是聯想自研的高電壓硅碳負極電池技術,其能量密度達到了822Wh/L,這一數值超越了vivo S19直屏手機的809Wh/L,是目前業內折疊屏手機采用的最領先的技術解決方案之一。星海電池的高能量密度意味著在相同體積下可以存儲更多的電能,從而提供更長的續航能力。
在具體參數方面,moto razr 50 Ultra搭載的星海電池容量為4000mAh,并支持68W快充技術。而moto razr 50標準版則內置了4200mAh的星海電池,支持30W有線快充和15W無線充電。這些參數表明星海電池不僅具有高能量密度,還具備快速充電的能力,為用戶提供了便捷的電體驗和較長的續航時間。
oppo 歐珀
冰川電池
冰川電池是oppo/一加與寧德新能源科技共同研發的高性能電池技術,專為追求高性能體驗的智能手機設計。這項技術采用全新一代硅碳負極電池技術,具有高能量密度、小體積、功率輸出穩定、電池壽命長以及快速充電等特點。冰川電池的負極硅碳含量達到行業最高的6%,能量密度高達763Wh/L,電池容量更是達到6100mAh,是行業硅碳負極電池中能做到的最大容量。此外,冰川電池在體積上相比5000mAh的普通石墨電池減小了3%,實現了在更小體積內提供更大容量的突破。
冰川電池不僅擁有超大的電池容量,還支持長壽版100W超級快充,能在36分鐘內將6100mAh的電池充滿,這也是行業唯一實現「6000+mAh電池+百瓦快充」的手機。電池壽命方面,冰川電池號稱使用四年后,電池健康度仍然大于等于80%,采用了全新自研的「仿生蜂巢結構設計」和「硅碳負極壽命算法」以及多項電池壽命技術。這些特性使得冰川電池在續航能力和充電速度上都達到了行業領先水平,為用戶帶來了超長續航體驗。
realme 真我
聚能電池
真我聚能電池是真我GT6手機的一大亮點,它采用了新一代硅碳負極電池技術,含硅量高達6%,這一技術提升了電池的能量密度8%。這種電池技術不僅提高了能量密度,還通過自研的硅碳負極長壽算法,使得電池耐用性得到顯著提升,宣稱能夠保持四年的使用壽命,并獲得了行業首個SGS高能效硅碳負極電池認證。
此外,真我聚能電池在8.4mm的輕薄機身中集成了5800mAh的大容量,支持120W超百瓦閃充,能夠在12分鐘內充至50%的電量,同時支持UFCS/PPS多快充協議,為用戶提供了便捷的充電解決方案
vivo 維沃
藍海電池
藍海電池是vivo與寧德新能源共同研發的電池技術,其核心特點在于通過創新的電池材料和結構設計,實現了電池容量、充電速度以及電池壽命的全面優化。
這項技術采用負極石墨重構技術、超級極片冷壓技術與微米級激光列陣蝕刻技術,提升了電池能量密度,使得vivo X100 Pro擁有等效5400mAh的超大容量并且還支持100W雙芯閃充技術。藍海電池技術通過“開源、節流、增效”三大策略,實現了在相同體積下存儲更多電能,相比傳統石墨電池,能量密度上實現了9%的增長。
藍海電池技術還特別注重在低溫環境下的性能表現,通過半固態電池技術,在液態電解液中加入固態電解質,形成額外的導電網絡,從而保障了能量的正常運輸,提供了無懼低溫的續航體驗。此外,vivo X Fold3系列中全新升級的藍海續航系統,搭載藍海電池,負極材料運用了二代硅,能量密度達到780Wh/L,相比上代提升了15.4%。
MI 小米
金沙江電池
金沙江電池是小米公司開發的一種高性能電池技術,首次應用于小米14 Ultra手機中。這種電池以其高能量密度而著稱,達到了779Wh/L,是小米史上能量密度最高的電池。金沙江電池采用最新一代硅碳負極技術,硅含量高達6%,支持1600次循環后仍保持80%的電池壽命。在體積上,金沙江電池比上一代產品縮小了8%,而電池容量提升至5300mAh,續航能力提升了17%。
此外,金沙江電池還通過添加有機高分子化合物和原位成膜技術,形成了仿生自修復彈性屏障,極大地增強了薄膜的延展性,并對多次循環中產生的顆粒裂紋進行及時修復。電池還采用了高強銅箔和高韌性粘結劑,以保障其優異性能。在工藝上,金沙江電池使用能量槽技術,在極片表面形成了2376個流道,增大了電解液和片的接觸面積,提高了電池的能量密度。這些技術的應用使得金沙江電池在容量、耐用性和安全性方面都有顯著提升。
電池交易網總結
智能手機在功能愈發豐富,且愈發強大的情況下,但同時也面臨著電池續航能力不足的挑戰。而硅碳負極電池技術以其高能量密度和容量,成為解決這一問題的有效方案。這項技術通過結合硅材料的高理論比容量和碳材料的穩定性,顯著提升了電池的性能,同時降低了成本,并提高了電池的安全性和循環壽命。
根據統計情況來看,硅碳負極電池技術已經在近10個品牌的智能手機中得到應用,這無疑展現出其在提升電池容量和續航能力方面的巨大潛力。隨著技術的不斷成熟和優化,預計未來電池容量將以每年約10%的速度增長,為用戶提供更長的續航體驗。


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