硅碳电池是什么,它能解决智能手机电池续航问题吗?
它可以让手机在单次充电上运行更长时间,但可能不如之前那么持久。伊戈尔·博尼法西克为Engadget报道。在过去的几年里,你可能注意到越来越多的智能手机搭载了硅碳电池。这项技术在中国主要制造商如荣耀、OPPO和小米的推动下变得越来越普及。现在,三星也加入了这一行列,在Galaxy Z Fold 8和8 Ultra的电池中使用硅碳技术。硅碳电池的容量通常远大于传统的锂离子电池,使用这种技术的手机实际宣称电池续航可达两天。很可能,随着这些电池成为亚洲手机的标准,我们会在西方手机中看到越来越多的它们。那么,让我们来看看硅碳电池的特别之处,了解为何它们能够显著提升电池续航,以及这可能以你的手机寿命为代价。但首先,简单介绍一下电池的工作原理。电池基本上由三个部分组成:阳极、阴极和位于其间的电解质。当电池充满电时,所有的电子都被锁在阳极中,随后慢慢释放到阴极。电子通过电解质的流动引发了一系列释放能量的电气和化学反应。在你手机中常见的电池单元中,你可以多次向阳极添加更多电子。但是,随着电解质耗尽反应所需的材料,能够存储的电量会随着时间而减少。想象一下电池就像在炎热的夏日水上乐园中的滑水道。有成千上万的孩子(电子)都排在顶部(阳极),他们都希望尽快滑到底(阴极)。滑水道上有水流动(电解质),这有助于这些孩子从顶部滑到底部。自然,那些孩子会争相返回顶部再来一次(充电),并会一次又一次地继续这种循环。但最终,水上乐园的水源耗尽,当水流干涸到无法滑行时,便无法再使用。锂离子电池 你很可能是在一台装备了锂离子电池的设备上阅读这篇文章,锂离子电池在过去二十年半的消费电子产品中已变得无处不在。它们之所以如此受欢迎,是因为与其他选择相比,它们轻便、能量密度高,并且可以多次充放电而不会快速降级。但这并不是说它们完美;它们的开发需要大量的努力,以便今天在我们的手机、平板电脑、笔记本、EV和家庭中能如此可靠地使用。一般而言,锂离子电池由石墨粉阳极、锂离子磷酸盐粉阴极和乙腈电解质组成。鲁思·塞耶斯博士是一位电池化学专家,曾在帝国理工学院和利物浦大学工作,最近成为AmpliSI公司的首席执行官,该公司专注于为硅碳电池内部使用的硅材料。她解释说,世界在过去二十年里花费了大量时间优化锂离子电池中的阴极和电解质。"其他部分都经过优化并尽可能开发了," 她说,"我们在锂离子电池中使用的石墨阳极已经有几十年历史了。" 她提到,目前这些石墨阳极是"限制电池性能的元素",并补充说"硅被视为对抗石墨的新挑战者。" 硅碳电池 将这些电池称为硅碳电池有点不准确,因为它仍会使用锂基材料作为阴极。事实上,它甚至不会将硅碳用于所有阳极,因为目前的物理条件不允许。因此,它只会使用一小部分硅碳,混合在你当前在这些电池中找到的石墨中。这正是三星和其他手机制造商目前正在做的。实际上,即使在Z Fold 8和Fold 8 Ultra的产品页面上,三星仍然将电池类型列为“锂离子”。该公司确实解释说,他们引入硅碳材料是为了提高能量密度,并指出这种材料在这方面具有显著优势。根据业内其他人所使用的定义,这就是硅碳电池。芬兰赛纳约基应用科技大学的研发负责人朱霍·海斯卡博士解释道:“添加硅并不是新鲜事。” “特斯拉在其一些NCA(镍钴铝电池)型号中已经使用过3到5个百分点的混合物,”他补充道。(据《洛杉矶时报》报道,特斯拉自2016年起至少就在其电池中添加硅碳。)变化的是,制造、工程和化学工艺的提高使得硅碳的混合度得到了进一步提升。海斯卡博士表示,许多制造商正在研发可以作为“直接替代”材料添加到电池中...
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