不知道為啥，今年的手機(jī)廠商也跟突然開悟了一樣，除了攝像頭都變大，電池好像也都變了。

看了幾場發(fā)布會，他們幾乎都跟約好了似的，扎堆在發(fā)各自的船新電池技術(shù)。

什么青海湖、金沙江，還有啥冰川、藍(lán)海，我勒個地理大發(fā)現(xiàn)啊。。。

有的老鐵可能覺得，電池那玩意不年年都升級嗎，這有啥稀奇的？

先別急，雖說電池容量確實每年都有一定程度的提升，我們也簡單做了一個表，是把這幾年主流旗艦的電量變化放一塊兒，寧再瞅瞅啊～

發(fā)現(xiàn)沒，特別是這兩年開始，各個廠商的旗艦機(jī)型電量都開始飆升， 22 年以前基本上都在 5000mAh 以下這個檔，但沒過兩年，現(xiàn)在都開始往 6000 去了。

就比如新出的米 15 ，電池容量就已經(jīng)到了 5400 毫安時，比米 14 多了將近 800 ，隔壁 vivo X200 更是做到了 6000 ，比路邊的共享充電寶都高了不少，榮耀甚至都搞到了 6600 。。。

一些網(wǎng)友們也注意到了這事，同尺寸的手機(jī)今年比往年容量能多出 20% 以上，太夸張了也。

皮褲套棉褲，那必定是有緣故，差評君也很好奇，這到底是怎么個事。

 差評君也去查了一下，發(fā)現(xiàn)這實際上是電池行業(yè)里技術(shù)進(jìn)步了，不過不是搞上了固態(tài)，而是鋰電池里的電極更新了。

圖源一加

這么說吧，把鋰電池做得又小又持久，其實一直都是電池行業(yè)奮斗的目標(biāo)。

就手機(jī)而言，一個個都跟精密儀器一樣，蓋板底下的每一點空間都是寸土寸金。

 想當(dāng)年為了省空間，廠商還把不少差友鐘意的機(jī)械式彈出攝像頭都給砍了，更別說現(xiàn)在普遍都搞折疊，還把攝像模組做辣么大。。。

所以要想滿足手機(jī)廠的小目標(biāo)，電池就得做的更厲害，這樣電量才多，還能省點空間干別的。

說實話，理論上這也不難，傳統(tǒng)鋰電池的電極這塊兒用的是石墨，目前看起來比較可行的方案，只需要把電極換成硅就可以了。

為啥呢，電池充放電的本質(zhì)，實際上就是離子在電池負(fù)極上進(jìn)進(jìn)出出的過程，所以只要這塊電極能裝更多離子，電量也就更大，而硅這玩意容納鋰離子的能力是石墨的 24 倍，提升一個數(shù)量級了都。

 實際上早在 1970 年代開始，就有科學(xué)家開始往硅基鋰電池上打主意了。

但效果嘛，都不太好。。。

原因比較怪，硅這玩意會跟鋰離子形成合金，完事體積會膨脹 300 倍以上，這要放電池包里，那都早就不是一般的鼓包了，搞不好手機(jī)都會炸，所以一直沒法落地。

于是科學(xué)家們想了個辦法，不妨把硅摻一點在碳里，主體還是碳，硅順便出出力就行，折衷一下嘛。

1995 年，加拿大團(tuán)隊就合成出了 Si-Carbon 復(fù)合電極；1999 年，中國工程院院士陳立泉也制備出來，每克容量甚至達(dá)到 1700 mAh ，相當(dāng)于純碳的 4 倍。

所以當(dāng)手機(jī)廠商們遇到空間和容量既要又要的選擇時，第一時間想到的也是硅碳電池。

2019 年，小米在概念機(jī) MIX Alpha 就首次采用了納米硅電池；同年華為也申請了一項名為 “ 硅碳復(fù)合材料及其制備方法和鋰離子電池 ” 的專利，其他廠商也紛紛跟進(jìn)。

這也就是為啥 2019 年前后，手機(jī)電量有一波迅猛上漲的原因之一。 ( 沒錯，最近這兩年的上漲已經(jīng)是第二波了 ) 

不過，上面也說了，硅碳電池的本質(zhì)其實就是把硅塞進(jìn)碳骨架之內(nèi)，這樣即使發(fā)生膨脹，也會被限制住。

所以就像把大象裝進(jìn)冰箱里一樣，要造出硅碳電池也有 “ 獲得碳骨架 ” 、 “ 獲得納米級硅顆粒 ” 、 “ 把納米硅塞進(jìn)去 ” 這三個步驟。

 而這段時間的第一代硅碳生產(chǎn)，靠的其實是研磨法，把硅和石墨烯放一起，通過機(jī)械外力研磨，一邊把硅磨到納米級別，一邊硬塞進(jìn)去，基本就屬于純純的大力出奇跡。

雖說這研磨法也不是不能用，但畢竟還是太糙了，磨出來的納米硅基本都在 100 納米內(nèi)這個級別。而硅這玩意越粗糙越大坨，膨脹起來也就更狠，所以這個級別做出來的硅碳電極，含硅量都在 4% 以下，不然就得撐炸了。

也正是這個原因， 19 年這波電量上漲看著雖然也不少，但在摻硅這點上其實是收著了，還有提升空間。

所以這幾年電池行業(yè)上游的廠商們，多數(shù)都在琢磨靠 CVD 氣象沉積來搞硅碳。

具體就是讓氣態(tài)的硅烷經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，然后產(chǎn)生納米硅顆粒，均勻鋪在碳骨架里，這樣完成填充。

相比研磨法， CVD 的工藝更加復(fù)雜，直到 2022 年底，美國 Group14 公司才實現(xiàn)了技術(shù)突破；國內(nèi)像天目先導(dǎo)這樣的新銳廠家，也是在 23 年上半年左右實現(xiàn)了 CVD 量產(chǎn)，這家公司核心團(tuán)隊正是來自上面提到的陳立泉院士。

 所以說，到了 2023 年前后，硅碳電極的含硅量開始提升到 6% 以上，大規(guī)模穩(wěn)定量產(chǎn)也基本解決了，于是手機(jī)廠商們也開始有了電池容量的暴漲。

雖然量產(chǎn)可能得益于供應(yīng)鏈中的技術(shù)突破，但手機(jī)廠商們也有一些自己的創(chuàng)新，或是和電池供應(yīng)商聯(lián)合起來的發(fā)明。

比如榮耀的青海湖電池，在碳骨架上采用的就是碳納米管而非石墨烯；小米的金沙江電池除了把硅含量做到 6% ，還搞了一個仿生自修復(fù)彈性薄膜來預(yù)防膨脹；還有 vivo 的藍(lán)海電池，用上了半固態(tài)電解液啥的。

這也就是為啥這兩年開始，手機(jī)廠的電池會不斷變大了。

而從網(wǎng)友們的實際使用體驗上來說，這幾家新出的手機(jī)確實表現(xiàn)都比較持久，特別是在傳統(tǒng)鋰電池的弱點——低溫情況下。

但作為一項新技術(shù)，看起來確實是不錯，可代價又會是什么呢？

 我們在一份硅碳行業(yè)內(nèi)部的會議報告中看到，雖然現(xiàn)在大家擱手機(jī)上用的挺好，但這玩意在生產(chǎn)中，比如材料、工藝啥的上面，還是存在一些問題。

首先硅碳電池的成本就比傳統(tǒng)鋰電池高，比如說碳骨架這塊兒就比較講究，要讓納米硅塞進(jìn)去碳骨架里，最好的原料得是多孔碳。

而報告中提到，在整個硅碳電極中，多孔碳是成本最高的地方。

圖為天目先導(dǎo)的多孔碳 - 硅結(jié)構(gòu)

行業(yè)內(nèi)原先做多孔碳，原材料都是椰殼之類的，這種來自生物的多孔碳好處是便宜量大，但問題在于生物形成的多孔結(jié)構(gòu)并不均勻，孔的分布和大小都不好控制；

現(xiàn)在雖然多數(shù)廠家都轉(zhuǎn)向樹脂炭了，但這玩意并不便宜，制作成本高、工藝還要改進(jìn)，每噸的價格在 30-50 萬元，是椰殼的好幾倍。

另一方面，即便造出來樹脂炭，還要另外再安排造孔，也就給它打孔才能變成多孔碳。

但這造孔環(huán)節(jié)里又有各種專利保護(hù)，所以一些廠家干脆直接買國外的。

除此之外，硅碳電池的壽命還短，通常在 500 到 600 次循環(huán)之間，這遠(yuǎn)低于石墨電池的 1000 次以上。

原因還是膨脹的問題，負(fù)極表面的 SEI （ 固體電解質(zhì)界面 ）膜會因為硅的膨脹給撐裂，完事新暴露出來的硅又會持續(xù)生成新的 SEI 膜，然后繼續(xù)破裂、產(chǎn)生，從而不斷消耗鋰離子和電解液。

 而這個問題到現(xiàn)在也并沒有出現(xiàn)徹底的解決方案。

也正是因為這個原因，硅碳電池在大電流情況下的性能也會變差，或許這也是現(xiàn)在手機(jī)快充給人感覺變慢了的原因。

所以不少專家覺得，硅碳電極這個技術(shù)方向在手機(jī)上確實可以搞搞，但在更高壓，更需要穩(wěn)定的場景（ 比如動力電池 ）上，可能還是需要時間去改進(jìn)。

拿特斯拉來說，特斯拉的小圓柱電池良率可以達(dá)到 98% 到 99% ，但在大圓柱電池中想達(dá)到同樣的能量密度，良率就降到了 80% 多。

 因為硅碳負(fù)極材料會導(dǎo)致負(fù)極變薄，如果要做大容量，負(fù)極在圓柱電池中卷繞圈數(shù)就會增加，但工藝暫時又提不上來，所以會影響良率。

所以像寧德時代新一代的麒麟動力電池，走的就是硅氧路線而非納米硅。

不過歸根結(jié)底，就跟屏幕、解鎖、人臉識別啥的一樣，各個手機(jī)廠的新電池技術(shù)，本質(zhì)上都來自供應(yīng)鏈技術(shù)的成熟，只有行業(yè)內(nèi)的基礎(chǔ)問題得到解決，終端上才能迅速跟進(jìn)，并把這些創(chuàng)新帶來到大家面前。

而對我們吃瓜群眾來說，這其實不影響大家買硅碳電池的手機(jī)。

畢竟這玩意雖說還有點問題，但手機(jī)的使用年限實際上就那三四年，等到電池壽命快不行的時候，手機(jī)也到了要換的時候了，正好買個新的。

雖然咱也不知道廠商們是不是也是這么想的，作為一個新技術(shù)，它原生的問題肯定也會有，但體積小容量大的電池，目前確實還是大勢所趨，也沒啥別的好辦法。

 所以說，該享受還是先享受著。

當(dāng)然，如果你是釘子戶，換塊電池那也還能接著用。