为甚么iPhone不用矽碳电池?智能手机电量飙升原理与优缺点全拆解

撰文: 黄浩晋
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为甚么iPhone不用矽碳电池?矽碳电池是什么?矽碳电池的容量远超传统锂离子电池,部分采用该技术的手机甚至标榜能提供长达两天的续航力。矽碳电池逐渐成为亚洲手机的标准配置,这项技术未来也很可能会被广泛应用于欧美品牌的机型中。那么,矽碳电池究竟有何独特之处?它为何能大幅提升续航时间?又为什么可能会影响手机的使用寿命?即看下文了解!

智能手机电量飙升原理与优缺点全拆解。(AI生成)

矽碳电池到底是甚么?为什么能打破锂电池物理墙?

矽碳电池并非彻底颠覆锂离子电池的正极或电解液结构,而是将负极材料中的石墨,替换成“矽(Silicon)与碳(Carbon)”的复合材料。

传统锂电池在充电时,锂离子会嵌入石墨的层状结构中。石墨需要6个碳原子才能锁住1个锂离子。而矽材料则完全不同,1个矽原子理论上可以与4.4个锂离子结合。所以矽材料的理论比容量高达4,200mAh/g,是传统石墨的十倍以上。

将高容量的矽材料与导电性好、稳定性高的碳材料进行复合,利用碳材料来弥补矽材料的先天缺陷,从而发挥矽的强大潜能。(AI生成)

Gadget Hacks关于矽碳电池原理与膨胀率的深度报告中指出,将矽引入负极后,电池单位的体积能量密度可获得20%至50%的飞跃性提升。这正是为什么近一两年各大厂商能把6,000mAh甚至更高的电量,塞进厚度不足8毫米的纤薄机身中。厚度不变但电量暴增。

电池容量冲上6000mAh,为甚么Apple与三星不敢盲目跟进?

像荣耀(Honor)、vivo、小米等品牌,早已在旗舰与中阶机型上全面普及矽碳负极技术,甚至推出了配备超大电池的折叠屏幕手机。然而,苹果(Apple)与三星在这项技术的导入上却显得异常谨慎。关键在于“长期的物理稳定性”与“成本”。

荣耀Magic5 Pro采用矽碳负极电池技术,电池容量高达 5450mAh。(Honor)

虽然碳网络能缓和膨胀,但矽碳负极在数百次充放电后的累积微量膨胀,依然高于传统石墨。对于讲求全球统一品质、产品生命周期动辄4至5年的跨国巨头来说,电池衰减的潜在风险仍是考量重点。Beebom提到,纳米矽合成与化学气相沉积(CVD)的工艺成本较高,生产门槛依然显著高于传统锂电池。

三星在刚刚推出的Galaxy Z Fold8系列中首度采用矽碳电池。(三星)

端侧AI狂吃电,矽碳电池真的能彻底解决续航焦虑吗?

答案是:它大幅纾缓了物理限制,但无法单独“彻底解决”续航问题。

iPhone现行采用的核心电池技术为 可充电锂离子电池。(AI生成)

随著人工智能(AI)深度融入手机系统,本地端侧大模型的运算成为常态。根据东方财富网报导,研发人员实测在手机端连续运行4B参数等级的AI模型,仅2个小时就能耗尽一颗6,000mAh的电池。

矽碳电池确实为手机硬件争取到了宝贵的空间,让厂商可以在不增加机身重量与厚度的情况下,额外多塞进1,000mAh到2,000mAh的容量。

然而,更好的电池技术给了软件工程师狂加新功能与提高屏幕亮度的本钱。只要端侧AI运算需求与高刷新率屏幕的耗电持续攀升,单靠矽碳负极增加的电量,很快又会被日益高涨的功耗吞噬。

来源:EngadgetGadget Hacks、Beebom、东方财富网