鋰離子電池已經為我們的設備提供動力超過三十年，並且自此以來不斷演變。然而，這項技術在充電容量方面幾乎達到了飽和點，因此是時候尋找替代方案了。矽碳電池應運而生。這些電池密度更高，能夠儲存更多的電量，為設備提供更長的使用時間，同時保持或甚至縮小這些設備的外形。以下是關於它們的一切資訊。
矽碳電池是什麼？
矽碳電池是便攜式電池供電設備中的最新創新，主要應用於智能手機。它們比鋰離子電池更密集，在陽極中儲存更多電量，尺寸幾乎與常規鋰離子電池相似，甚至更纖薄。
通過利用矽碳電池技術，製造商可以在不妥協設備整體外形的情況下，將更大容量的電池納入其設備中。由於其密度，這些電池可以儲存約25% 更多的電量。因此，從技術上講，與 5,000 mAh 鋰離子電池尺寸相同的矽碳電池可提供高達 6,200 mAh 的電力。
雖然鋰離子電池的最大理論密度約為 387 WH/kg，但矽碳電池可以遠超過這一門檻，達到600 WH/kg。純矽的儲存能力為 3500 WH/kg，但這會導致快速膨脹。因此，引入碳以穩定材料。
矽碳電池如何運作？
儘管名稱如此，矽碳電池的基本原理仍然沒有變化。它們仍然將鋰離子轉移到陰極以產生電荷。然而，這些電池使用的是矽碳複合材料，而不是石墨陽極。由於其密度更高並能儲存更多的電量，整體尺寸保持不變，而容量卻增加了。
矽碳電池密度更高的原因在於用於製作陽極的元素不同。在鋰離子電池中，鋰離子儲存在石墨陽極中，並在石墨烯層之間滑動。石墨烯能儲存的最大鋰離子數量的比例為 1:6。矽碳複合材料可以每 3 個矽原子儲存 15 個鋰原子。
如果不熟悉電池的工作原理，儲存在陽極中的鋰離子會移動到陰極，陰極通常由鋰基金屬氧化物製成，主要是鋰鈷氧化物。當使用設備時，這些離子從陽極移動到陰極，產生所有組件運行所需的能量。
然而，當插入手機進行充電時，充電器的電流會迫使陰極中的鋰離子移動到陽極。鋰離子電池和矽碳電池的整體特性保持不變——它們在沒有記憶效應的情況下可以持續超過一千次充電循環，並且重量輕便。
矽碳電池的優勢
主要優勢在於，由於矽碳複合材料的密度更高，製造商可以在相對纖薄的電池中儲存更多的電力。由於矽碳電池使用矽碳陽極，缺少石墨層意味著它們可以更快地充電，並以約 80W 或更高的效率進行充電，而無需多電池配置。
最後，由於密度更高的電池能儲存更多電量，製造商可以在具有更小或更纖薄外形的設備中製造更大或更高容量的電池。這確保用戶不必在設計動態上做出妥協。
OPPO Find N5 是一個很好的例子，該公司成功減少了設備的厚度，同時將整體電池容量提高了驚人的 15%（4,850 mAh 對 5,600 mAh）。
矽碳與鋰離子：有什麼不同？
矽碳和鋰離子之間的主要區別之一是陽極材料。鋰離子電池使用石墨，其充電儲存容量自鋰離子電池推出以來僅有所改善。然而，它的密度遠低於矽碳，而更快的充電需要多電池佈局。以下是一個表格以便理解它們之間的差異。
| 規格 | 矽碳 | 鋰離子（石墨） |
|---|---|---|
| 陽極材料 | 矽碳複合材料 | 石墨 |
| 理論密度 | 約 600 Wh/kg | 約 387 Wh/kg |
| 充電速度 | 更快 | 較慢，需要多電池配置以實現更快充電 |
| 電壓範圍 | 3.2V – 4.4V | 3.0V – 4.2V |
| 尺寸和重量 | 密度更高且可能更纖薄 | 標準尺寸 |
| 熱穩定性 | 更好 | 中等 |
| 循環壽命 | 超過 1,000 次循環 | 超過 1,000 次循環 |
| 充電儲存容量 | 比鋰離子多 20-30% | 標準 |
矽碳與碳化矽有何不同？
您可能見過人們將這些術語互換使用，如果他們對底層技術不熟悉，這是可以理解的。然而，看到 MKBHD 在他的 Galaxy S25 Ultra 評測中犯同樣的錯誤令人驚訝，尤其是他還評測電動汽車。儘管矽碳和碳化矽都與電池和充電有關，但它們本質上是不同的東西。
矽碳用於電池，而碳化矽主要用於電源供應，如充電器、逆變器和其他配件。碳化矽更接近於氮化鎵或 GaN，正如行業所稱的，主要用於智能手機充電器。現在將其擴展到滿足工業電源需求或汽車的快速充電器。這就是碳化矽的用途，因為它具有卓越的電壓處理能力和更好的熱導電性。
使用矽碳電池的手機
許多智能手機品牌，如 OnePlus、小米、Realme、OPPO 和榮耀，已經轉向矽碳電池。這包括最新的OnePlus 13（評測）儘管比其前身纖薄，但仍配備 6,000 mAh 的電池。同樣，Tecno 的 Spark Slim 設備擁有 5200 mAh 的電池，儘管厚度僅為5.75 mm，這要歸功於新技術。OPPO Find N5 是另一個很好的例子，該公司利用矽碳電池創造了一款極其纖薄的可折疊設備。
儘管中國製造商目前在這方面引領潮流，但至少還需要一到兩年時間，矽碳電池才能進入像 Pixel 和三星這樣的品牌。即將推出的 Galaxy S25 Edge 不會使用這項電池技術，這令人失望，理想情況下三星應該推遲發布以便使用這項技術。然而，報導顯示，韓國巨頭可能會在明年開始使用這些電池。
矽碳電池是否更環保？
雖然我們很想探討矽碳相對於鋰離子的環境好處，但並沒有足夠的信息來支持我們的說法。一方面，矽在地球上豐富且無處不在，這使其環保。但用於這些電池的二氧化矽必須是最純淨的形式，這需要大量的能量。
更不用說，這項技術仍然使用鋰和鈷，且提取這些元素需要大量的水。因此，儘管矽碳可能對環境略微更好，但它並不完全好。
對於矽碳電池，您有什麼看法？請在下面的評論中告訴我們。
矽碳電池有哪些缺點？
在消費者方面，矽碳電池並沒有任何重大缺點。大多數挑戰在於製造商方面，例如價格、潛在的膨脹問題、市場採用等。目前為止，它們的應對方式非常出色。
矽碳電池是否使用更長時間？
目前沒有足夠的實際證據表明矽碳電池的使用壽命比鋰離子電池更長。理論上，由於它們具有更好的熱穩定性，應該會更長。
為什麼三星不使用矽碳電池？
主要原因是這項技術相當新，三星因為銷售的智能手機數量較多而保持謹慎。該公司希望對技術進行充分測試，以確保安全。
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