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电池技术新突破?小米硅氧负极电池有何玄机?

2021-4-4 13:26 来源: 中关村在线

在小米11 Pro/小米11 Ultra的预热期,小米官方放出宣传物料“这两款手机将会采用全新的硅氧负极电池”。一时间看的广大网友一头雾水:现在吃瓜太难了吧?知识储备跟不上小米点亮科技树的速度。本期,我们就来为大家全面解析下小米旗舰机型使用的“硅氧负极电池”到底是怎样一种技术。

01硅氧负极电池不能算是一种新技术

首先,硅氧负极电池并不能算是一项新技术。这项技术在电动汽车动力已经应用,如前段时间蔚来发布的固态电池技术创新中,其中就包含采用硅碳负极技术。

电池技术新突破?小米硅氧负极电池有何玄机?

蔚来发布的固态电池技术创新中,就包含硅氧负极技术

提升电池容量主要有三种途径,分别是更换能够提升能量存储密度的正极材料采用全新电池隔膜技术更换能够提升能量存储密度的负极材料。当前,充电电池的正极材料创新主要是石墨烯正极材料,这种材料的作用是提升电池充电速度,无法有效提升能量密度;对电池隔膜技术的改造主要是让电池隔膜越来越薄,不过,过薄的电池隔膜很容易造成危险。因此,更换全新负极材料是提升电池容量性价比最高的途径。

电池技术新突破?小米硅氧负极电池有何玄机?

采用硅碳负极材料能够有效提升电池能量存储密度。这主要是因为传统电池负极材料为碳材料,碳材料作为电池负极的特点是膨胀系数小(约10%),能量密度过低(理论克容量372mAh/g),虽是理想电池负极材料,但同体积下电池能量密度偏低;硅材料的理论克容量约4200mAh/g,但膨胀系数高(约300%);而硅氧化物理论克容量达到了2615mAh/g,膨胀系数约为160%。说人话就是,硅氧负极材料取得了电池能量密度与膨胀系数的平衡

采用硅氧负极电池,对智能手机提升很明显,这意味着同样体积下的电池会拥有更大的电池容量,亦或是控制电池容量将手机轻薄化设计。小米11 Pro/小米11 Ultra选择前者,将电池做到5000毫安,保障续航。

因此,硅氧负极电池不是一种新技术。但硅氧负极材料大规模量产,并不是一件容易的事情。

02硅氧负极电池量产难度大

上一部分我们对比了碳、硅和硅氧化物作为电池负极材料的理论克容量和膨胀系数,能够发现的是,碳材料的膨胀系数最小,为10%;而硅负极材料电池虽然能量密度高,这类电池很容易充电鼓包。上述三种电池负极材料安全性排名为,碳材料>硅材料>硅氧化物材料。我们总结下硅氧负极电池存在的问题:最主要的问题是充电过程中容易膨胀,不安全;其次是电池寿命短,能量密度下降快。

电池技术新突破?小米硅氧负极电池有何玄机?

硅氧负极电池的技术难点主要是控制负极材料的膨胀。而这就需要在包裹材料、加工工艺、粘合剂等方面做出突破,这些都会影响整块电池的最终成本。另外,为了让电池充电时更为安全,小米在配置快充时没有选择120W快充,选择67W快充保障充电安全。

总结

最后我们总结下硅氧负极电池的优缺点。优点:单位克容量大,可以让手机在同样的电池体积内具备更大的电池容量;缺点:负极材料膨胀系数大,充电安全需要控制。

将硅氧负极电池这类电动车技术应用在智能手机上,能够看出小米还是下了心思的,需要注意的是,电动车电池与手机电池是两种不太相同的技术,因此不能算是下放。虽然硅氧负极电池算不得新技术,但确确实实提升了智能手机电池使用体验。尽管当前电池技术很难有大突破,但是我们还是期待电池技术的革命尽早到来。

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发布者:科技君

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