马斯克点燃的这项技术,快被华为、荣耀等手机厂商卷疯了

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时间 2024年7月10日 预览 3

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2024-07-09 10:33·腾讯新闻深网·发布于北京

图片来源:视觉中国
作者 | 安然
编辑 | 叶锦言
出品?|?深网·腾讯小满工作室
近日,一加手机推出首款搭载“冰川电池”的手机Ace3 Pro,至此,国内头部手机厂商在硅碳负极电池上集合完毕。华为有巨鲸电池,荣耀有青海湖电池,vivo有蓝海电池,小米有金沙江电池,OPPO有冰川电池。
虽然各大手机厂商给自家电池取名各不相同,但都不约而同的指向了硅碳负极电池技术。这个技术可以拆解为两块——负极,锂离子电池的重要组成部分,与正极对应;硅碳,负极的“填充”材料。
现如今“卷”电池技术的手机厂商们,竞争早已进入存量市场。市场研究机构Counterpoint曾预测,智能手机的换机周期长达43个月,达到历史最高水平。而据IDC数据,2023年全年中国智能手机市场出货量约2.71亿台,同比下降5.0%,创近10年以来最低出货量。
围绕技术,手机厂商还可以讲什么新故事来拉动增长?这些年手机厂商围绕着处理器、影像、屏幕、续航甚至是OS系统的较量从未停止。近一年,国内手机品牌的宏大叙事,定格在了手机电池上。
“中国当下还在一个快速迭代和竞争的过程中,消费电子非常内卷,消费电子领域很多应用是中国来定义的,比如中国安卓手机的充电速度是苹果的5倍,需求是中国客户提出来的,逼着中国的公司要做到全球最好。”耀途资本创始合伙人杨光告诉《深网》。
华为率先商用碳硅负极技术
首次在手机圈落地硅碳负极电池是荣耀。2023年2月27日,荣耀在巴塞罗那世界移动通信大会上推出Magic5 Pro,其搭载的青海湖电池就使用了硅碳负极电池技术。
虽然荣耀在Magic5 Pro上首发青海湖电池,但用户对青海湖电池的感知更多来自其半年后发布的两款折叠手机——Magic V2和V Purse。其中,闭合形态厚度仅9.9mm的Magic V2带着折叠屏手机进入毫米级时代;而重214g的折叠手机V Purse比苹果15 Pro max和华为mate60 Pro还轻。
荣耀这两款折叠机之所以能解决折叠手机“太重太厚”的缺点,秘诀之一就是青海湖电池,其背后的碳硅负极电池技术不仅可以有效减小电池体积,还可以为屏幕和摄像头模组等腾挪出更多空间,让手机变得越来越薄。
反映在销量上,2024年Q1,荣耀在国内折叠手机市场的市占率为26.7%,与2023年第四季度17.7%的市占率相比,提升了9个点(IDC数据)。
从结果上看,荣耀吃到了硅碳负极电池技术商用的“头啖汤”,但有知情人士对《深网》透露,“最早将碳硅负极技术商用的是华为,只是当时华为没大规模宣传。荣耀青海湖电池一炮而红后,vivo、小米、OPPO等才相继使用硅碳电池。”
据公开资料显示,2019年7月31日,华为申请了一项名为“硅碳复合材料及其制备方法和锂离子电池”的专利,并于2021年2月2日公开,申请公布号为CN112310363A。这项专利涉及硅碳复合材料的使用,旨在延长电池的使用寿命并提高其性能。
对于青海湖电池技术和华为的关系,荣耀CEO赵明曾在接受《深网》采访时表示,“荣耀从华为独立出来后,就在布局智能手机的各个领域。电池是手机性能的根基,荣耀专门成立了电池团队,经过几十种方案对比,对硅的含量进行不同的测试,最终自研了青海湖电池解决方案。”
值得注意的是,虽然荣耀、vivo、小米、OPPO都宣称自家的电池技术是自研的,但有供应链人士对《深网》透漏,“硅碳电池的原始材料差别不大,又都是和ATL(宁德新能源)合作研发,所以各家在硅碳负极电池技术本身没有太高的壁垒,关键看如何在软件应用、芯片和电源管理等方面进行整体架构设计。”
对此,一加中国区总裁李杰告诉《深网》,“所有技术最终都是为了服务用户。不同手机厂商自研硅碳负极电池最大的区别是对用户体验的理解。比如电池密度、充电速度、安全性、电池寿命、电池稳定性等。不同厂商会根据用户不同的需求做取舍。”
快充向左,增容向右
2023年之前,国内手机厂商主要通过研发和迭代快充技术以解决用户的续航焦虑,具备30W以上充电功率的智能手机一般能在一小时里为耗尽电量的手机充满电。
据市场调研机构Counterpoint 数据显示,截至2023年第一季度,全球快充智能手机销售额占比80%,平均功率达34W,而2022年第一季度和2018年第一季度分别为30W和18W。
今年,头部手机厂商的闪充功率已经提升至100W以上。比如,vivo X100的120W双芯充电,仅需11分钟就可以充到50%。
问题是,快充技术在提高充电速度的同时,也会影响电池的使用寿命。比如,高功率快充产生的高热量是电池老化和性能衰退的主要原因之一。
有供应链人士对《深网》透露,“当电池通过快充技术充电至其容量的80%-90%左右,就会从快速充电模式切换到涓流充电模式,以延长电池的使用寿命。”
IDC中国研究经理郭天翔对《深网》分析,“快充效率在超过一定效能阈值后,消费者感知明显下降。快充还有散热、安全、重量等问题,当快充对续航的贡献率触及天花板后,手机厂商就把目标转向到提升电池容量上。”
此时,能提高“单位能量密度”的硅碳负极电池技术就进入了头部手机厂商的视野。
很长一段时间,电池负极材料的主流选择是碳元素,比如石墨。由于石墨具有良好的导电性和稳定的循环性能,很长一段时间,石墨负极是锂离子电池商业化初期的理想选择。
但石墨的理论容量(在理想条件下,材料可以达到的最大锂离子存储量)有限,在小巧的智能手机上,如何在不增加电池板面积的情况下提高手机电池的续航,一直是手机厂商研发的重点。
较早看到石墨负极会阻碍电池能量密度提升的是特斯拉创始人埃隆.马斯克。
特斯拉2012年生产和交付的Model S采用18650型锂离子电池,其负极材料主要是石墨。为推出价格更亲民的车型,特斯拉希望在提高电池能量密度的同时降低电池的制造成本。为此,特斯拉和松下合作研发了21700型电池单元,并用于特斯拉Model 3上。
公开资料显示,21700电池的能量密度之所以比18650电池提升约20%左右,原因之一是松下改进了该电池的化学成分,尝试使用硅作为电池的负极材料。天风证券曾测算,21700电池最初的硅基负极添加量为5%。
在电池负极
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