电池容量大了iPhone快一倍，国产手机有啥新突破？

国产手机电池容量大增背后的硅碳技术

一、电池容量的显著提升

近年来国产手机电池容量大增，2022年以前多数旗舰机电池在5000mAh以下，如今不少已达6000mAh甚至更高，同尺寸手机电池容量相比以前多出20%以上。

二、硅碳技术助力电池发展

1. 技术原理

- 传统锂电池电极用石墨，硅容纳锂离子能力是石墨的24倍，理论上用硅做电极可提升电池容量。但硅与锂离子形成合金时体积膨胀300倍以上有危险，于是采用硅碳复合电极，将硅掺入碳中。

2. 技术发展历程

- 1995年加拿大团队合成Si - Carbon复合电极，1999年中国工程院院士陈立泉制备出相关电极。2019年小米、华为等厂商开始跟进采用硅碳电池相关技术，这是当时手机电量一波上涨的原因之一。

- 第一代硅碳生产靠研磨法，比较粗糙，含硅量在4%以下。后来多数厂商开始研究CVD气相沉积法，2022年底美国公司实现突破，2023年上半年国内天目先导实现CVD量产，之后硅碳电极含硅量提升到6%以上，手机厂商电池容量开始暴涨。

三、手机厂商的创新举措

手机厂商有自己的创新或与供应商联合发明，如荣耀青海湖电池采用碳纳米管，小米金沙江电池有仿生自修复弹性薄膜，vivo蓝海电池用上半固态电解液等，这使得新手机电池表现更持久，尤其在低温环境下。

四、硅碳电池存在的问题

1. 成本较高

- 硅碳电池中多孔碳成本最高，原材料从椰壳转向树脂炭，树脂炭每吨30 - 50万元，比椰壳贵，而且制作成本高、工艺需改进，造孔环节还有专利问题。

2. 寿命较短

- 硅碳电池寿命通常在500 - 600次循环，低于石墨电池的1000次以上。因为硅膨胀会撑裂SEI膜，导致锂离子和电解液不断消耗，大电流性能也会变差，这可能影响手机快充速度。在一些高压、需要稳定的场景如动力电池方面还需改进。

尽管硅碳电池存在问题，但对普通用户来说，手机使用年限有限，新技术下体积小容量大的电池仍是大势所趋。