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电池技术新突破,小米11首发的硅氧负极电池真有那么强?

目前手机用的锂离子电池的负级多为碳基,如石墨、石墨烯等,不过碳材料的能量密度不高,理论比容量只有370mAh/g,目前实际量产能达到的最高值大约在300mAh/g,已经逼近极限。

如果把负极改为硅基,则理论比容量将有11倍以上的提升,达到4200mAh/g,所以业内一直在研发以硅材料为基础的新型高容量电池。

不过硅有一个明显问题,就是膨胀系数太高,达到300%(碳负极仅为10%),因此必须要在硅材料中掺入别的成分。

电池技术新突破,小米11首发的硅氧负极电池真有那么强?

第一代硅负极电池采用的是硅和石墨混合的硅碳负极,理论能量密度也能达到3000mAh/g,但硅碳的主要问题是循环寿命太低,仅能达到500次左右,无法作为动力电池(国标要求1000次以上循环),而且目前成本太高,是碳负极的20倍以上,因此用在3C市场上也缺乏竞争力。

第二代硅负极电池就是硅氧(氧化亚硅加石墨)负极了(两代硅负极电池各有优缺点,不是替代关系),硅氧材料的循环寿命可以突破1000次,可以作为动力电池,但理论比容量比硅碳要低一点,大概在2600mAh/g。

尽管硅氧负极把膨胀系数降低了一半,但和碳负极比仍然太高。并且无论是哪种硅负极,目前在安全性上都远低于碳负极,因而实际量产落地的电池还没有纯硅负极的案例,国内专业的硅氧电池生产商贝特瑞也仅仅是在碳负极中加入了10%的硅氧材料,比容量仅小幅提升到550mAh/g。

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小米的硅氧电池应该也脱离不了这个范畴,虽然理论比容量高,但实际用在小米11 Ultra上的电池能量密度大概也就只能提升个10%~20%。

这也是为什么小米11 Ultra的电池容量也不过5000mAh,并不比传统锂离子电池高多少。电池容量和安全性大幅提升的重任,还是得落到彻底去掉电解液的全固态电池的肩上。


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