智能手机发展至今，已经成为人类社会中不可或缺的一部分。而支撑手机运行的关键在于电池。随着应用和硬件功能的日益丰富，手机的能耗需求也在不断增加，因此对电池性能的要求也越来越高。
从最初的功能机到如今的智能手机，电池容量在不断增加，但续航时间却显著缩短。丰富的使用场景与更短的续航时间之间的矛盾，迫使厂商寻找有效的解决方案，以在竞争激烈的智能手机市场中脱颖而出。
多款手机电池容量将超7000mAh
续航是智能手机性能的重要一环。如何在更小的尺寸中实现更大容量电池，考验着各家厂商的技术水平。这不仅涉及到手机内部空间的最大化利用和散热系统的优化，还要求电池材料的持续创新。
近期发布的智能手机表明，电池容量越来越大已成为趋势。例如，11月发布的红魔10 PRO搭载了一块7050mAh电池，Redmi K80采用了6550mAh电池，iQOO Neo10系列配备了6100mAh电池。
12月，真我Neo7将搭载7000mAh电池；小米也将推出配备7000mAh电池的Redmi Turbo 4 Pro以及拥有7500mAh电池的更高端产品；荣耀X70系列也在测试7800mAh电池。
为了更直观地理解，举个例子，小米平板4的电池容量为6000mAh，华为MatePad Pro的电池容量为7250mAh。这意味着如今的手机电池容量已经可以比肩平板电脑。
据相关博主透露，明年的中高端手机电池容量将达到6500-7000mAh左右，全面进入7000mAh时代只是时间问题。
电池材料的革新
促使手机厂商大幅提升电池容量的主要原因在于当前电池材料的革新。传统手机电池负极材料通常采用石墨，尽管石墨具备产量丰富、价格低廉、安全性高且技术成熟等优势，但容纳锂离子的能力稍显不足。
硅的理论容量远高于石墨，能达到超4200mAh/g，是石墨的近十倍。硅碳负极电池通过在负极材料中添加硅，有效提升了电池的能量密度，从而为增大电池容量开辟了新路径。例如，某款手机电池中的含硅量为6%，电池容量从5000mAh增加到了6100mAh，体积还减少了3%。
由于硅比碳多了一层电子，1个硅原子可以容纳3.75个锂离子，因此加了硅之后，能量的存储密度能够提升一个数量级。
性能与安全的平衡
消费者对手机续航的重视与日俱增，加上智能手机屏幕分辨率和刷新率的提升、5G、AI以及高性能SoC的加入，使得智能手机的能耗居高不下，促使消费者优先选择大电池容量的机型。
硅碳负极电池在优化条件下，可使电池能量密度提升30%-50%。然而，由于硅与锂合金化反应的体积膨胀问题，尽管可以通过采用硅碳复合负极材料或其他改性手段来缓解，但这也增加了工艺复杂性与成本，并降低了理论效果，使实际容量提升幅度多在20%-40%之间。
尽管加入了硅碳负极材料，未来手机电池的容量仍然有上限，但旗舰手机电池容量达到7000mAh的水平是可以期待的。
在提升性能的同时，还需要注重安全。由于电池容量持续增加，加上体积限制，内部能量密度显著提升。这会使得电池在充放电过程中产生更多热量，传统散热技术难以有效控制，容易引发热失控，导致危险。
尤其在硅碳负极电池中，一旦硅含量过高，容易导致电池膨胀，进而致使电极材料结构变形、粉化与脱落，增加电池内短路风险，引发过热、鼓包甚至爆炸。
解决方案
目前的方法是将硅纳米化分散于碳基体形成复合材料，利用碳的柔韧性与导电性缓冲硅体积膨胀、增强电子传输，提升结构稳定性与导电性，抑制锂枝晶生长，降低内短路风险。
然而，现有的电池生产工艺与高硅含量电池材料匹配度不高，高硅材料对电极涂覆、干燥、压实等工序提出了新的要求，传统工艺参数需要进行调整优化。这需要研发适配新工艺，突破高硅负极材料量产瓶颈，实现更高硅含量应用与电池性能提升。
总结
随着硅碳负极材料的普及，手机电池容量在未来几年有望大幅提升，有效提高消费者的使用体验。然而，在提升电池容量的同时，如何保障电池的安全性仍是各大电池厂商需要重点关注的问题。
