硅碳负极克容量变薄还能更强硅碳负极电池藏着这些秘密硅碳负极克容量实际

alixixi在线原创技术解析咱们手机、电脑里的传统电池,负极大多用石墨,就像个小仓库,同样重量下,最多只能存372单位的电,现在技术快到顶了,再想多存5%都难。但硅不一样,它是个大仓库,同样重量的硅,能存4200单位的电,是石墨的10倍还多。

朝阳曾通俗解释:石墨是6个碳原子才能‘抱’住1个锂离子,而1个硅原子就能抱近4个锂离子。由此可见啥?同样大致的电池,用硅做负极能装更多电,而且冬天用的时候,它也不容易掉电,手机、笔记本在低温下也能撑更久。

技术破局:解决硅“膨胀”的麻烦

虽好,却有个大难题——充电时会长胖,体积最多能变大3倍,就像气球吹太大会破一样,反复胀缩会让电池失效,而且硅导电也没石墨好,电流传得慢。

在科学家用结构+工艺两招解决了这个难题。

一招:给硅做“缓冲外套”

么把硅做成纳米级的小颗粒,塞进像海绵一样的碳骨架里——碳很有弹性,能接住硅膨胀的力量,要么用硬碳当壳、软碳当垫,外面再裹一层保护膜,就像给硅穿了“硬壳防摔+软垫缓冲”的外套,既不让它胀破,又能减少电量浪费。

二招:改进生产工艺

如用化学沉积法,让硅变成tiny的颗粒,均匀长在碳的孔隙里,这样既保证电流传得快,又能通过碳骨架约束硅的膨胀。再通过负极石墨重构技术,超级极片冷压技术与微米级激光列阵蚀刻技术,最终实现了电池能量密度相较于上代提升,但厚度不变。

实际价格:手机变薄、续航还变长

些技术已经用到咱们的设备上了,第一代蓝海电池是vivo在2023年推出的大容量+轻薄电池技术,首发机型是vivoX100系列这款旗舰机装下等效5000mAh蓝海电池后,机身厚度没增加,实际续航却很能打。官方测试能连续听歌105小时,待机超过10天,重度使用一天后还剩不少电,配合天玑9300芯片的低功耗设计,玩游戏、拍视频时电量消耗比前代慢15%左右。

实际的测试结局来看,vivoX100Pro经过了五小时重度续航测试后还能剩余52%的电量。这个成绩在中关村在线续航模型中排名前列,足以见得蓝海电池的含金量。普通用户正常使用一天肯定是难题不大的,以后出门再也不用背着充电宝了。

在硅碳负极电池已经不是实验室里的稀罕物了,随着工艺越来越成熟,成本会慢慢降下来,现在不光旗舰机,中端手机也能用得上,最近发布的vivoY500系列机型就搭载了最新的蓝海电池技术,三天一充都不是梦想了。

产业加速:硅碳电池越来越普及

厉害的是,硅碳还能和固态电池搭配,当硅的比例超过30%,固态电池能存更多电,以后手机可能充一次用几天,甚至能给飞行汽车、人形机器人供电。从石墨到硅碳,这不是简单的升级,而是解决了咱们想让设备变薄,又怕续航变短的焦虑,还为以后更酷的智能设备铺路。