电池技术重大突破锂电池技术重大突破

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试问5年前有谁想到2021年的手机将会是什么样子？
5G超高速通讯网络让人们随时可以接入互联网，将多年前仅限于通话的个人终端拓展出更多可能；强悍的处理器算力提供畅快的使用体验，甚至可以在手机上享受3A级游戏；影像部分更是达到前所未有的高度，抬手即拍的就拥有与相机一战之力的画质；屏幕更是从以前的3.5英寸最佳变成手机有多大屏幕就有多大。
唯独，默默无闻为这么多高科技部件提供运行电力的电池，却难以突破自身界限，能量密度难以提升。人们另辟蹊径，从提高电池的充电功率，从缩短电池的充电时间着手，也只能缓解容量不够大的窘迫，不能解决根本性容量密度低下的问题。
石墨材质负极制作的锂电池已使用多年，经过逐年发展容量提升已达到瓶颈状态，想要获得更长的续航只能依赖简单粗暴的“增加电池尺寸”来提升容量，在如今追求轻、薄、手感的旗舰机中电池已成为木桶里最大短板。
谁能站出来？
2021年3月29日-30日小米连开两场春季新品发布会，小米11 Pro、小米11 Ultra、小米折叠屏手机等重磅旗舰手机亮相，小米全球首发了硅氧负极电池，并成功量产搭载在小米11 Pro、小米11 Ultra身上，高能量密度、高寿命、高性能的硅氧负极电池相信会带动电池行业迈向新的篇章。
电池原理
电池从结构件来划分主要由三个部件组成：阳极、阴极、与隔膜，通过卷绕堆叠等方式装配，填充电解液后封入钢壳或者软性包装内，就变成人们常见的电池，钢壳电池一般用于电动汽车上，数码产品一般使用软性包装。
在充电过程中，外部电压通过极耳施加到电池内部，正极锂离子释放电子，在电场作用下穿过隔膜在电解液中迁移至负极，嵌入到负极石墨活性物质内部，电子被接收，完成充电储能过程。外部带载需要放电时，锂离子释放电子并从负极脱嵌，穿过隔膜向正极迁移，嵌入到正极，电子被正极活性物质接收，完成电能释放。
传统石墨负极电池瓶颈
锂电池正极材料有很多不同的配方，钴酸锂、镍钴锰、镍钴铝，这里暂不讨论正极。负极材质方面一般采用石墨配方制作，石墨易取得且价格便宜，并且性能还行，所以石墨负极作为电池负极主要材质已使用了几十年。
石墨材质负极电池多次循环后，架构开始不稳定，部分锂离子无法嵌入到负极内部只能停留在负极表面，慢慢堆积起来产生析锂现象，可用与迁移的锂离子越来越少，容量快速衰减，严重时会析锂会变成锂枝晶刺破隔膜，导致电池内部短路漏电甚至爆炸。容量方面传统石墨负极材质锂电池能量密度理论上限约为372mAh/g ，目前技术已迫近理论值难以再往上突破，寻求新材质配方势在必行。
小米每代旗舰电池发展
小米历代旗舰系列手机的电池容量发展，从上面的柱状图可以看到，小米历代旗舰机型的电池容量基本上随时间逐渐提升，但到达4000mAh之后容量增长开始放缓，电池容量最高为小米10的4780mAh ，主要提升容量密度的方法是增大电池体积，可以看出传统石墨负极电池能量密度已到达瓶颈状态。

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