中國(guó)粉體網(wǎng)訊 進(jìn)入2024下半年，國(guó)內(nèi)各大手機(jī)廠商紛紛開(kāi)始預(yù)熱發(fā)布自家新品旗艦手機(jī)�？v觀國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商發(fā)布的手機(jī)可以發(fā)現(xiàn)，每年各大廠商都會(huì)不約而同的升級(jí)手機(jī)的某項(xiàng)或多項(xiàng)功能當(dāng)做宣傳賣(mài)點(diǎn)。例如2023年開(kāi)始普及1.5K分辨率高刷新率的屏幕，2022年開(kāi)始普及超大底主攝和自研影像芯片等，再往前諸如雙揚(yáng)聲器、X軸線(xiàn)性馬達(dá)、VC均熱板、衛(wèi)星通信、電池快充等功能都升級(jí)了個(gè)遍。而今年手機(jī)升級(jí)的最大賣(mài)點(diǎn)是硅碳負(fù)極電池。
硅碳負(fù)極電池成手機(jī)廠商新寵
國(guó)內(nèi)各大手機(jī)廠商紛紛將目光投向硅碳負(fù)極電池技術(shù)。2023年以來(lái)，榮耀的青海湖電池、小米的金沙江電池、一加的冰川電池和vivo的藍(lán)海電池等一眾“水系電池”相繼推出，這些電池在體積沒(méi)有較大改變的情況下，實(shí)現(xiàn)了容量的突破。例如，小米14 Ultra金沙江電池容量為5300mAh，相比于上一代提升了300mAh，能量密度也來(lái)到了779Wh/L，體積還減少了8%；一加Ace 3 PRO的冰川電池，容量為6100mAh，比上一代增加了1100mAh。華為的三折疊手機(jī)Mate XT的電池厚度僅為1.9mm，電池容量卻做到了5600mAh。
今年剛剛發(fā)布的vivo X200系列手機(jī)中標(biāo)準(zhǔn)版電池容量5800mAh，Pro版電池容量6000mAh。最讓人驚喜的是X200 Pro mini，一款小屏旗艦手機(jī)塞入了5700mAh容量的電池，重量?jī)H185g，作為對(duì)比iPhone 16 Pro 199g的重量電池容量?jī)H為3582mAh。
不止vivo，即將發(fā)布的新機(jī)如小米15系列、OPPO Find X8系列、榮耀Magic 7系列、一加13等手機(jī)紛紛跟進(jìn)，開(kāi)始普及大容量硅碳負(fù)極電池。
硅碳負(fù)極電池的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)
（一）高能量密度
硅碳負(fù)極電池相比傳統(tǒng)石墨電池具有顯著的高能量密度優(yōu)勢(shì)。硅的克容量大約是石墨的十倍。理論上，若將傳統(tǒng)石墨負(fù)極電池全部換成硅材料，容量會(huì)大幅增長(zhǎng)。然而，由于硅在充電過(guò)程中體積膨脹系數(shù)高，目前手機(jī)廠商只能在石墨的基礎(chǔ)上添加少量硅。即便如此，含硅量在5%-6%左右的硅碳負(fù)極電池，也能讓電池能量密度提升超過(guò)20%。榮耀新發(fā)布的第三代青海湖電池，硅含量達(dá)到10%，能量密度實(shí)測(cè)值高達(dá)773Wh/L。這意味著原本只有5000mAh左右容量的電池，在加入硅碳負(fù)極材料后，可以增大到6000mAh左右，且體積還能縮小一些。
（二）低溫性能優(yōu)越
硅碳負(fù)極電池在低溫下具有更好的循環(huán)穩(wěn)定性。與石墨負(fù)極材料相比，硅碳負(fù)極材料能有效改善手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)在冬季常見(jiàn)的掉電問(wèn)題。在寒冷的環(huán)境下，傳統(tǒng)鋰電池的活性會(huì)下降，導(dǎo)致續(xù)航時(shí)間縮短，甚至無(wú)法正常工作。而硅碳負(fù)極電池的低溫性能更加優(yōu)異，能夠在更低的溫度下保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。例如，一些手機(jī)廠商在宣傳產(chǎn)品時(shí)，會(huì)將手機(jī)放在零下幾十?dāng)z氏度的環(huán)境中測(cè)試其耐用性和續(xù)航能力，這充分展示了硅碳負(fù)極電池在低溫環(huán)境下的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于生活在北方地區(qū)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，硅碳負(fù)極電池?zé)o疑是一個(gè)福音。
（三）體積小輕薄
硅碳負(fù)極電池體積小、輕薄的特點(diǎn)使其非常適用于折疊屏手機(jī)等電子設(shè)備。在硅碳負(fù)極電池出現(xiàn)之前，若想實(shí)現(xiàn)更高的續(xù)航，往往采用堆積電池的方式，拿體積換容量。而當(dāng)需要給其他配置騰空間時(shí)，又不得已犧牲電池容量。硅碳負(fù)極電池的出現(xiàn)改變了這一局面，它可以大幅減小體積，使手機(jī)更加輕薄。例如，華為發(fā)布的全球商用三折折疊屏手機(jī)Mate XT，采用全新架構(gòu)硅負(fù)極大容量電池，厚度壓縮至1.9毫米，容量卻能達(dá)到5600mAh。這為其他器件提供了更多空間，比如影像模組。同時(shí)，也使得折疊屏手機(jī)在保證續(xù)航的同時(shí)，越來(lái)越輕薄。
硅碳負(fù)極電池制備方法及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展
硅碳負(fù)極材料的制備方法主要有物理混合法、化學(xué)氣相沉積法、溶膠-凝膠法和水熱法等。物理混合法工藝簡(jiǎn)單，但材料均勻性較差；化學(xué)氣相沉積法盡管成本較高，但制備出的材料均勻性好、性能優(yōu)異，寧德時(shí)代從中長(zhǎng)期提升能量密度的角度，鼓勵(lì)材料廠商發(fā)展硅碳負(fù)極，尤其是化學(xué)氣相沉積法；溶膠-凝膠法可以精確控制材料組成和結(jié)構(gòu)，工藝相對(duì)復(fù)雜；水熱法在較低溫度下可制備高性能材料，但對(duì)設(shè)備要求較高。
目前，硅碳負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)鏈正在快速發(fā)展，從2023年初到今年9月，已有超過(guò)40萬(wàn)噸的硅碳負(fù)極材料產(chǎn)能規(guī)劃項(xiàng)目上馬，涉及的投資金額超過(guò)200億元。貝特瑞、杉杉股份、璞泰來(lái)等頭部廠商皆有布局。硅碳負(fù)極材料已從實(shí)驗(yàn)室階段邁向產(chǎn)業(yè)中試階段，顯示出巨大的規(guī)�；a(chǎn)潛力和市場(chǎng)前景。
安徽邦德銳納米級(jí)硅碳負(fù)極材料及漿料導(dǎo)電項(xiàng)目首批產(chǎn)線(xiàn)投產(chǎn)，該項(xiàng)目總投資約60億元，建成后可年產(chǎn)5萬(wàn)噸納米級(jí)硅碳負(fù)極材料及20萬(wàn)噸配套新型導(dǎo)電劑。
杉杉股份已突破硅基負(fù)極材料前驅(qū)體批量化合成核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)硅基負(fù)極批量供貨，且該公司已布局寧波4萬(wàn)噸一體化硅基負(fù)極產(chǎn)能基地，一期項(xiàng)目預(yù)計(jì)今年下半年陸續(xù)投試產(chǎn)。
貝特瑞目前擁有硅碳負(fù)極產(chǎn)能為5000噸/年，且該公司還投資50億元建年產(chǎn)4萬(wàn)噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，一期項(xiàng)目預(yù)計(jì)將會(huì)在2024年陸續(xù)建成投產(chǎn)，預(yù)計(jì)到2028年其將擁有約5萬(wàn)噸/年硅基產(chǎn)能。
璞泰來(lái)CVD沉積硅碳負(fù)極產(chǎn)品面向消費(fèi)類(lèi)客戶(hù)導(dǎo)入順利，中試線(xiàn)產(chǎn)能已供不應(yīng)求，正加快推進(jìn)安徽紫宸1.2萬(wàn)噸/年硅基負(fù)極材料項(xiàng)目的產(chǎn)能建設(shè)進(jìn)度，預(yù)計(jì)2025年初將形成首批產(chǎn)能。
硅碳負(fù)極電池在動(dòng)力電池領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)和消費(fèi)者對(duì)續(xù)航里程要求的提高，對(duì)高能量密度電池材料的需求不斷增加。硅碳負(fù)極材料作為提升電池能量密度的關(guān)鍵材料之一，市場(chǎng)需求隨之?dāng)U大。預(yù)計(jì)到2025年，硅碳負(fù)極在圓柱動(dòng)力電池和方形動(dòng)力電池的滲透率將分別達(dá)到35%和20%，測(cè)算2025年全球電池用硅碳負(fù)極出貨量為20萬(wàn)噸。
參考來(lái)源：
各大手機(jī)廠商官網(wǎng)，中金研究院，中研網(wǎng)等
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