折疊屏手機(jī)的戰(zhàn)爭(zhēng),正在進(jìn)入「毫米級(jí)」精度的白刃戰(zhàn)。
vivo X Fold5 與榮耀 Magic V5 的先后登場(chǎng),不僅拉高了大折疊屏旗艦的硬件上限,也讓人們?cè)俅误@嘆于輕薄之下的性能極限。尤其是在電池這個(gè)「短板」上,兩款機(jī)型罕見地實(shí)現(xiàn)了兼顧——不僅更薄了,而且容量更大。
更具體些,vivo X Fold5 在展開厚度 4.3mm、折疊厚度 9.2mm 的折疊機(jī)身中,塞入了等效 6000mAh 的藍(lán)海電池;而榮耀 Magic V5 則將 6100mAh 的「青海湖刀片電池」裝進(jìn)了展開厚度 4.35mm、折疊厚度 8.8mm 的折疊機(jī)身中。
這樣的數(shù)字,即便放在硅碳負(fù)極電池技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用的一年前,仍然有些不可思議。而它們背后共同的秘密,離不開一對(duì)新晉材料技術(shù)組合:硅碳負(fù)極和半固態(tài)電解質(zhì)。
圖/ vivo
我們都知道,智能手機(jī)的內(nèi)部空間一直在被相機(jī)模組、芯片模組和散熱結(jié)構(gòu)蠶食,而電池往往作為最「占地」的零部件,卻又不能妥協(xié)容量,否則就是用戶痛點(diǎn)。所以,在不犧牲續(xù)航的前提下做輕薄,必須從材料層面改寫游戲規(guī)則。
在 2024 年中就報(bào)道了這場(chǎng)由「硅碳負(fù)極」引爆的手機(jī)電池革命,并判斷出硅碳負(fù)極將從部分中端機(jī)型向旗艦機(jī)型覆蓋。但即便如此,也確實(shí)沒想到榮耀這么快在 Magic V5 上將硅含量從一年的 10%提升到了 25%,將電池能量密度突破到 901 Wh/L。
更是出乎我們意料的是半固態(tài)電池在手機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用速度,在上一代首發(fā)引入半固態(tài)電池技術(shù)后,vivo X Fold5 繼續(xù)引入了第二代半固態(tài)電池技術(shù),也將電池能量密度提高到了 866 Wh/L。
這些技術(shù)名詞聽起來(lái)也許復(fù)雜,但背后的核心其實(shí)很簡(jiǎn)單:這是一場(chǎng)由「材料創(chuàng)新」主導(dǎo)的靜悄悄革命。而這場(chǎng)革命的終點(diǎn),或許不只是更輕薄的折疊屏,而是整個(gè)消費(fèi)電子的下一個(gè)版本答案。
鋰電池的「翻身仗」,全靠材料升級(jí)
折疊屏手機(jī)續(xù)航變強(qiáng),電池更大、更薄,看起來(lái)像是一夜之間發(fā)生的「魔法」,但真正的變革,其實(shí)從電池材料的那一端悄然展開。要理解這場(chǎng)變革的底層邏輯,我們得先從一塊鋰電池的基本結(jié)構(gòu)說(shuō)起。
一塊典型的鋰離子電池,主要由三大要素構(gòu)成:
- 正極材料:一般為含鋰金屬氧化物,如三元(NCM)或磷酸鐵鋰(LFP),負(fù)責(zé)釋放鋰離子;
- 負(fù)極材料:傳統(tǒng)是石墨,負(fù)責(zé)吸附鋰離子;
- 電解質(zhì):在正負(fù)極之間傳導(dǎo)鋰離子,傳統(tǒng)是液態(tài)鋰鹽溶液。
鋰電池充放電過(guò)程,圖/美國(guó)能源部
充電時(shí),鋰離子從正極「搬家」到負(fù)極并嵌入其中;放電時(shí)則反向遷移,釋放能量。這個(gè)過(guò)程聽起來(lái)很簡(jiǎn)單,但決定一塊電池好不好用的,往往是它「單位體積/單位重量能儲(chǔ)多少電」——也就是我們常說(shuō)的能量密度(Wh/kg 或 Wh/L)。
而想要提升電池的能量密度,其實(shí)核心就是:更高容量的電極材料 + 更緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) + 更安全的電解質(zhì)體系。
過(guò)去鋰電池基本都使用石墨作為負(fù)極材料,其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定、安全、成本低,但也幾乎把性能榨干了,理論比容量只有 372 mAh/g,幾乎到了「天花板」。而硅卻擁有高達(dá) 4200 mAh/g 的理論容量,是石墨的十倍以上。
挑戰(zhàn)不是沒有。硅太「激進(jìn)」了,在充放電過(guò)程中體積膨脹可達(dá) 300%,極易造成粉化、容量衰減,難以量產(chǎn)使用。所以,硅碳負(fù)極的關(guān)鍵就是「折中」:把納米級(jí)硅顆粒包裹在碳基骨架里,形成「既能高容量、又有彈性」的結(jié)構(gòu)。
在 vivo X Fold5 上,vivo 采用了第四代硅碳負(fù)極材料,在保持穩(wěn)定性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 12% 的硅含量,大幅提升電池的單位比容量。而榮耀 Magic V5 則更進(jìn)一步,直接將硅含量拉升到 25%,創(chuàng)下手機(jī)行業(yè)新高。這就是它們能在超輕薄的機(jī)身中容納 6000mAh 以上大電池的核心原因之一。
圖/榮耀
而除了負(fù)極的升級(jí),電解質(zhì)的進(jìn)化同樣關(guān)鍵。
傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電性能雖強(qiáng),但存在安全性差、易泄漏、易起火等問(wèn)題,而且占據(jù)空間較大,不利于做得輕薄。而固態(tài)電解質(zhì)則更安全、能更緊湊布置,但目前的導(dǎo)電性和量產(chǎn)工藝還不成熟。
這時(shí),半固態(tài)電解質(zhì)就成了一個(gè)理想的「中間解」。它在傳統(tǒng)液態(tài)中引入部分固態(tài)成分(如聚合物或無(wú)機(jī)氧化物),既保留了導(dǎo)電性,又提升了安全性和結(jié)構(gòu)支撐能力。更關(guān)鍵的是,它可以讓整個(gè)電芯的封裝更加緊湊、薄型化,為高能量密度電池騰出空間。
vivo 就在 X Fold5 上采用了第二代半固態(tài)電池結(jié)構(gòu),電解質(zhì)從正極延伸到負(fù)極,形成「雙極固態(tài)保護(hù)」結(jié)構(gòu),讓電池在 -30°C 的低溫下依然穩(wěn)定放電,還把能量密度提升到 866 Wh/L,實(shí)現(xiàn)極寒環(huán)境+輕薄堆疊+大容量共存的技術(shù)突破。
從汽車到手機(jī)再到眼鏡,半固態(tài)才是未來(lái)?
在過(guò)去一年中,硅碳負(fù)極技術(shù)的「實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)」已經(jīng)得到了相當(dāng)充分的驗(yàn)證。所有主流手機(jī)品牌都在旗下機(jī)型引入了硅碳負(fù)極電池,實(shí)現(xiàn)了手機(jī)電池容量的「集體升級(jí)」。從這個(gè)角度看,硅碳負(fù)極電池技術(shù)已經(jīng)向整個(gè)市場(chǎng)證明了:新一代高能量密度材料,確實(shí)能夠在手機(jī)這種極致壓縮的內(nèi)部空間中落地。
而相比之下,半固態(tài)電池的普及曲線則明顯更「陡峭」一些。vivo 是目前唯一在量產(chǎn)手機(jī)中連續(xù)使用半固態(tài)電池的廠商——從 X Fold3 Pro 的第一代技術(shù),到今年 X Fold5 的第二代升級(jí),這條技術(shù)路徑的持續(xù)推進(jìn)并不容易。但同時(shí),半固態(tài)電池的潛力和價(jià)值反而變得更加清晰。
vivo X Fold5,圖/
不論是硅碳負(fù)極還是半固態(tài)電池技術(shù),它們都有一個(gè)共同的「前世」—— 都是從新能源汽車電池演化而來(lái)。
在電動(dòng)車領(lǐng)域,提升能量密度的訴求非常直接:多跑一點(diǎn),就要多裝一點(diǎn)電。寧德時(shí)代、比亞迪、特斯拉等玩家早在多年前就投入硅基負(fù)極的研發(fā),后來(lái)也開始嘗試在電芯結(jié)構(gòu)中引入固態(tài)組分。消費(fèi)電子產(chǎn)品雖然體量小得多,但核心問(wèn)題一樣:空間有限、功耗上升、續(xù)航焦慮始終存在。
因此,當(dāng)手機(jī)、電動(dòng)車這兩條賽道在電池瓶頸前「殊途同歸」,新技術(shù)的擴(kuò)散便成為水到渠成的結(jié)果。但手機(jī)不是擴(kuò)散的終點(diǎn)。如果我們把視野拉得更廣,會(huì)發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多的新興品類——比如智能眼鏡、耳機(jī)等可穿戴設(shè)備,正在同步走向「高性能+小體積」的路徑,而這恰恰是傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池最難適配的場(chǎng)景。
以智能眼鏡為例,它不僅要控制重量,還要支撐 AI 運(yùn)算、藍(lán)牙連接、攝像頭模組等多個(gè)高功耗元件。眼鏡內(nèi)部空間極為有限,且佩戴場(chǎng)景涉及面部皮膚、眼周神經(jīng),對(duì)安全性提出了比手機(jī)更高的要求。
雷鳥 V3 AI 拍攝眼鏡,圖/
在這種背景下,硅碳負(fù)極雖然提供了能量密度的躍升,但由于體積膨脹、循環(huán)應(yīng)力等因素,其在極小尺寸產(chǎn)品中的應(yīng)用仍面臨一定門檻。而半固態(tài)電池則具備安全性高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐高低溫等優(yōu)勢(shì),在輕度柔性、異形封裝方面也具備更高的適配彈性。
換言之,它比硅碳負(fù)極電池技術(shù)更適合引入智能眼鏡這樣的產(chǎn)品。這種趨勢(shì)也初見端倪,在與多家智能眼鏡廠商交流時(shí),都談到了續(xù)航和電池上的挑戰(zhàn),廠商也普遍將半固態(tài)電池視為「關(guān)鍵」,甚至表示將于最早能在明年發(fā)布的產(chǎn)品上看到。
這一切都在指向一個(gè)可能:半固態(tài)電池很可能不只是手機(jī)之后的下一個(gè)「版本答案」,而是消費(fèi)電子全線產(chǎn)品升級(jí)的新起點(diǎn)。正如電池技術(shù)從汽車滲透到手機(jī),未來(lái)它也將從手機(jī)繼續(xù)向下滲透到更小、更精密的產(chǎn)品形態(tài)中。
寫在最后
如果說(shuō)芯片決定了設(shè)備能做什么,那電池則決定了它們能做多久、能做到哪里。過(guò)去這些年,我們見證了手機(jī)影像、屏幕、AI 計(jì)算能力的飛躍,但續(xù)航始終像是一個(gè)被忽略的變量,總是在「夠用」與「不夠用」之間徘徊。
但現(xiàn)在,硅碳負(fù)極和半固態(tài)電池技術(shù)的逐漸成熟并進(jìn)入量產(chǎn),正在重新定義這個(gè)變量。無(wú)論是對(duì)于智能眼鏡、AI 耳機(jī),還是其他計(jì)算終端,電池的這些變化都有望帶來(lái)顯著的體驗(yàn)改善。對(duì)用戶來(lái)說(shuō),也意味著個(gè)人設(shè)備將變得更持久、更可靠、更貼近生活的節(jié)奏。