伴随着5G网络、手机时代升级高刷新率屏幕、厂商成本复杂影像算法、加码AI(人工智能)应用等的硅碳普及,智能手机电池容量在过去数年间经历了持续增长。负极 7月30日,电池高清码免费看污免费官方版OPPO宣布新机OPPO A7 Pro Max搭载一万毫安级大电池,容量成为又一家将手机电池容量推向“万级”的迈入厂商。事实上,毫安从5000mAh到8000mAh,续航再到如今10000mAh级别电池,背后以及还有一些厂商着手研发12000mAh乃至更高容量的暗藏电池方案,智能手机电池正在进入新的重量容量竞争阶段。
“万级”毫安电池出现的考验背后,是手机时代升级硅碳负极技术逐渐走向规模化应用。
不过,大容量电池也带来了新的问题。电池容量增加意味着占用更多内部空间,同时整机重量也会上升,如何兼顾续航、轻薄、寿命和可靠性,正在成为手机厂商下一阶段竞争的91免费破解版关键。
手机厂商对硅碳负极技术追捧有一个重要原因:手机内部的空间非常宝贵。 过去几年,伴随多摄、潜望式镜头、面部识别等功能普及,各大组件不断侵占电池空间,传统通过简单增加电池体积提升容量的方式已经越来越难。 而AI手机的快速落地,则进一步提升了手机对于续航的需求。 随着端侧大模型、智能体等功能逐渐进入手机,终端算力需求增加,也意味着更高的功耗。 “在实际测试中,手机运行端侧模型已经展现出较高能耗需求。我们跑了一个4B的模型,2个小时,就把一个6000mAh的电池用完了。”OPPO电池研发负责人田晨认为,未来智能体运行需要更高效的供电体系。 硅碳负极的价值正在于,在有限空间内提升能量密度。糖心vlog官方版下载据悉,传统锂电池负极主要采用石墨,而硅负极理论比容量远高于石墨。通过提高硅比例,电池可以在相同体积下获得更高容量。 消费者渴望“续航无焦虑”,但技术从实验室到消费电子产品量产,中间仍存在巨大挑战。 硅最大的难题是膨胀。充电过程中,硅吸收锂离子后会产生明显体积变化,放电后又收缩。长期反复膨胀和收缩,会导致负极结构破坏,并引发固体电解质界面膜(SEI)反复破裂、重建,造成锂离子损耗,最终影响电池寿命。行业数据显示,部分硅碳负极电池的循环寿命仅为700至800次,约两年出头便可能出现明显衰减。 “电池用久了会鼓包,糖心免费官方版下载你不能让电池鼓包,那就要预留空间。一旦预留空间,电池容量就不够了。”田晨表示,对于手机厂商而言,如何控制膨胀,是硅碳电池应用过程中的核心挑战。 为了改善硅基材料稳定性,目前行业主要通过纳米化处理、碳包覆、多孔硅碳结构设计以及孔道优化等方式提升性能。其中,OPPO主要采用CVD多孔硅碳技术。“先用碳材料造一个内部全是‘纳米小房间’的多孔碳骨架,再将硅以极小的颗粒形态均匀沉积进入每一个‘小房间’中。碳骨架本身是优良的电子导体,而孔隙‘小房间’则为硅的体积膨胀预留了物理缓冲空间。充电时硅在孔隙内部膨胀,不会撑破整体结构;放电时硅收缩,骨架保持完好。通过这种‘预留缓冲空间’的幸福宝8008官方版下载设计,硅负极粉化问题从物理结构层面得到了有效抑制。”OPPO方面表示。 除此之外,为避免电池内部出现严重的缩涨循环,还有一些厂商会通过电池管理系统进行“锁容”。比如:通过电池固件将允许充放电的上限设置在电池物理容量的80%~90%左右。并且,在低电量时,会将软件“0”关机线设置在物理容量的10%左右。从而导致手机电池的可用容量只是物理电容量的一部分,即消费者看到的标称容量,并不一定等于实际可长期使用容量,这种方式会导致消费者不能直接判断自己能用多少电量。 但田晨介绍称,目前“锁容”想解决的,现在用体系搭配、材料优化的方法就已经能够做到。“与其‘堵’,不如从材料技术上根本解决问题。我们通过参与上游材料研发、自建电池材料实验室、搭建供应链体系,菠萝tv免费版下载选定了新一代材料方案,可在电池容量提升的同时,将循环寿命增加500次。” 大容量背后的技术边界与成本压力随着硅碳负极技术逐渐成熟,手机电池容量正在迈向“万毫安时代”。 近日,OPPO公布了旗下首款搭载万毫安时级别电池的长续航机型。此前,荣耀已经推出两款搭载10000mAh级别电池的产品。 “容量到了10000mAh,续航以及体验肯定会有质的飞跃,待机时间可能达到一天半或者两天,并且会冲击移动电源市场。”欣旺达电池业务研发总监安建说道。另据他透露,目前12000mAh电池已经进入预研阶段。“从目前初步摸底来看,12000mAh的量产风险已经比较低,但考虑市场风险,会相对保守(所以目前只推出10000mAh)。” 对于手机电池而言,10000mAh并非终点。91破解版免费版下载随着万毫安时级电池逐渐走向量产,产业链正在进一步探索更高容量方案。田晨透露:“我们跟欣旺达合作的14000mAh、15000mAh的都有(预研),明年12000mAh电池有望实现出货。” 不过,从产业角度来看,电池容量并非一味追求更大。超过10000mAh之后,容量继续提升将面临重量增加、空间占用以及长期可靠性等新的挑战。 安建介绍称,电池容量越大,相应的重量也会增加,从而影响抗衰性等实际应用体验。因此,未来手机电池竞争并不会简单停留在容量数字比拼,而需要在容量、重量、寿命和可靠性之间寻找新的平衡。 除了电池容量,目前来看,羞羞动漫免费官方版硅比例提升同样存在技术边界。 安建认为,40%~50%的硅碳比例是一个重要节点。如果材料体系和工艺没有进一步突破,继续提升硅比例将面临挑战。如果继续向上突破,可能会从40%多直接提升到100%(纯硅路线)。 事实上,硅碳技术正在快速推进。安建介绍,硅碳路线最初从较低比例开始,随着材料技术突破快速提升,整体硅比例已经从早期约3%提升至目前30%左右。从产品出货情况来看,目前硅碳体系占比已经接近30%,预计明年这一比例至少达到50%以上。 与此同时,成本仍是硅碳负极大规模普及过程中无法绕开的现实问题。 相比传统石墨材料,硅碳材料价格明显更高。安建介绍,硅碳材料价格约为石墨的P站免费下载8倍,但由于其在电芯中的占比较低,最终成品电池成本预计提升10%~20%。 “掺硅比例越高,成本越高。”安建表示,硅碳路线虽然是目前行业的重要方向,但真正大规模普及,还需要解决成本问题。 对于手机厂商而言,这也是一个商业平衡问题。安建坦言,“手机市场本身已经进入存量阶段,目前又遭遇存储的冲击,蛋糕就这么大,怎么分这个蛋糕,就是另外一个学问”。 与此同时,硅碳电池背后的研发投入也在增加。田晨透露,OPPO从材料开发阶段已经投入了上千万元。 从产业发展路径来看,安建认为,快播官方版下载硅碳并不是手机电池的最终形态。“未来应该是固态电解质加上一个钢壳的壳体,再加一个叠片结构,其中阳极是纯的锂金属,不是碳,也不是硅。” 这意味着,硅碳负极正在成为传统锂电池向下一代能源技术过渡的重要路线,不过未来手机电池的竞争,不仅是材料性能的竞争,也将是成本控制以及整机系统优化能力的综合竞争。 |