Ces dernières années, avec l’influence profonde de l’IA, les smartphones entrent progressivement dans « l’ère de l’IA ». D’une part, l’IA apporte aux utilisateurs une expérience simple et agréable. D’autre part, la puissance de calcul puissante et les diverses fonctions de l’IA font que les téléphones portables consomment plus d’énergie. Même avec l’augmentation continue de la capacité des batteries des téléphones portables et l’itération continue de la technologie de charge rapide. Le problème du « manque d’énergie » reste un obstacle pour de nombreux consommateurs et fabricants. Sur cette base, la technologie de l’anode silicium-carbone est devenue l’une des solutions de batterie de téléphone portable les plus populaires ces dernières années.
Comme son nom l'indique, la technologie d'anode en silicium-carbone convertit les matériaux d'anode en graphite traditionnels en matériaux d'anode en silicium-carbone avec une capacité spécifique plus élevée. Elle améliore ainsi considérablement la densité énergétique de la batterie et sa capacité à résoudre le problème de l'insuffisance de puissance. Lorsque la taille du téléphone mobile reste inchangée et que la consommation d'énergie devient plus rapide. Grâce aux efforts incessants des praticiens de l'industrie, cette technologie est désormais en plein essor dans les principales marques de téléphones mobiles. Et elle a même été promue sur d'autres terminaux intelligents tels que les tablettes et les appareils portables. Voici les batteries à anode carbone-silicium les plus populaires disponibles actuellement.
Technologie de batterie à électrode négative silicium-carbone
Principe technique
La technologie des batteries à électrode négative silicium-carbone est une technologie de batterie émergente. Elle vise à améliorer la densité énergétique et la capacité en combinant les avantages des matériaux en silicium et en carbone. Voici un bref résumé de la technologie des batteries à électrode négative silicium-carbone :
Le principe de la technologie des batteries à anode de carbone repose principalement sur la capacité spécifique théorique élevée du silicium et sur son mécanisme unique de stockage du lithium par alliage. Le silicium réagit avec le lithium pour former un alliage dont la capacité spécifique théorique peut atteindre 4200 mAh/g. C'est bien plus élevé que les 372 mAh/g des matériaux graphite traditionnels. Pendant le processus de charge et de décharge, l'anode en silicium stocke le lithium en formant diverses phases d'alliage telles que Li12Si7, Li13Si4, Li7Si3 et Li22Si5 avec le lithium. Cependant, le silicium peut provoquer une expansion et une contraction de volume énormes pendant le processus d'alliage/désalliage, ce qui entraîne une dégradation des performances de la batterie. Pour résoudre ce problème, la technologie des anodes silicium-carbone améliore le problème d'expansion de volume des matériaux à base de silicium grâce à la nanotechnologie, au revêtement en carbone, etc. Cela peut améliorer sa conductivité et la stabilité du cycle. Les matériaux composites silicium-carbone sont devenus la méthode de préparation qui progresse le plus rapidement dans l'industrialisation. Car ils présentent des avantages tels qu'une bonne stabilité, un faible changement de volume et une excellente conductivité électrique.
Avantages techniques
Français Après l'introduction de la technologie de batterie à anode silicium-carbone, elle apporte principalement les avantages suivants. Tout d'abord, elle améliore considérablement la densité énergétique de la batterie. La capacité spécifique théorique du matériau silicium est aussi élevée que 4200mAh/g, soit environ 10 fois celle du graphite. Il améliore considérablement les performances des batteries au lithium. densité énergétique. Deuxièmement, les batteries à électrode négative silicium-carbone ont des performances de sécurité plus élevées. Le potentiel de désintercalation du lithium plus faible évite la précipitation du lithium à la surface pendant la charge et réduit le risque de court-circuit de la batterie. En outre, l'application de matériaux d'anode silicium-carbone peut aider à réduire les coûts de batterie et à augmenter l'autonomie de croisière des véhicules électriques. Enfin, les percées dans la technologie des batteries à anode silicium-carbone ont entraîné une croissance de la capacité de la batterie à un rythme d'environ 10% par an. On s'attend à ce que la capacité de la batterie atteigne 6000mAh à l'avenir, offrant aux utilisateurs une expérience de durée de vie de la batterie plus longue.
Inventaire des batteries à anode silicium-carbone
La technologie de batterie à anode carbone-silicium est actuellement principalement utilisée dans les produits électroniques 3C. Elle a été largement et profondément utilisée dans le domaine des smartphones. Selon des statistiques incomplètes. Près de 10 entreprises, dont Honor, Huawei, Xiaomi, vivo, oppo, Lenovo et Realme, ont sorti six batteries à électrode négative silicium-carbone. Les détails sont les suivants, sans ordre particulier, répertoriés par la première lettre de la marque.
1. HONNEUR Gloire
Batterie à anode en carbone-silicium du lac Qinghai
La batterie à anode de silicium-carbone Qinghai Lake est une technologie de batterie innovante développée indépendamment par Honor. Elle a été utilisée pour la première fois dans la série de téléphones portables Honor Magic5, en particulier le modèle Honor Magic5 Pro, qui offre une grande capacité de batterie de 5450 mAh.
Cette technologie tire pleinement parti du fait que la capacité théorique en grammes du matériau silicium est environ 10 fois supérieure à celle du matériau graphite. En utilisant un squelette de carbone poreux et une technologie de dépôt en phase vapeur in situ de nano-silicium, elle améliore efficacement la densité énergétique et les performances de la batterie. Plus précisément, le squelette de carbone poreux fournit un réseau conducteur tridimensionnel qui peut absorber l'expansion volumique du matériau silicium, réduire la contrainte pendant la charge et la décharge et maintenir la stabilité de la structure de l'électrode ; tandis que la technologie de dépôt en phase vapeur in situ de nano-silicium prépare le matériau silicium en particules de taille nanométrique, ce qui améliore encore l'efficacité de la réaction électrochimique de la batterie.
Ces innovations ont permis d'augmenter la densité énergétique de l'électrode négative des batteries Qinghai Lake de 16% par rapport aux batteries à électrode négative en graphite ordinaires. La technologie de batterie Qinghai Lake de deuxième génération a été davantage appliquée au téléphone mobile Honor Magic 6. Non seulement la densité énergétique a été à nouveau améliorée, mais elle a également réalisé une nouvelle percée dans la technologie de durée de vie de la batterie à basse température dans l'industrie, permettant aux utilisateurs de l'utiliser normalement même dans des environnements difficiles et des scénarios extrêmes. Cela montre que la technologie de batterie à anode silicium-carbone Qinghai Lake a un potentiel et des avantages importants pour améliorer la durée de vie de la batterie des smartphones.
2. HUAWEI
Batterie Huawei à anode à haute teneur en silicium
Huawei a réalisé des progrès significatifs dans le domaine de la technologie des batteries, notamment dans la recherche et le développement de batteries à anode à haute teneur en silicium. Ce type de batterie utilise du silicium comme électrode négative. Par rapport aux électrodes négatives en graphite traditionnelles, l'électrode négative en silicium a une capacité spécifique théorique plus élevée (jusqu'à 4200 mAh/g), dépassant de loin les 372 mAh/g du graphite. Huawei a amélioré la conductivité et la stabilité de l'anode en silicium en optimisant le rapport des matériaux et la microstructure. Il a également résolu le problème de l'expansion volumique des matériaux en silicium pendant la charge et la décharge, et a amélioré la stabilité et la durée de vie de la batterie. Dans l'édition collector du Huawei Mate Xs 2, Huawei a utilisé cette batterie à électrode négative à haute teneur en silicium, atteignant une capacité de batterie de 4880 mAh tout en gardant le corps léger et fin.
La batterie à électrode négative à haute teneur en silicium de Huawei a reçu des critiques positives du marché pour son innovation technologique et l'amélioration de ses performances. Cette batterie améliore non seulement la densité énergétique, mais réalise également une percée dans la capacité de la batterie sans changement significatif de volume. Huawei utilise une structure de revêtement en carbone et un liant polymère flexible innovant pour inhiber l'expansion et la perte ; utilise une feuille de lithium pour compléter le lithium, ce qui augmente l'efficacité de la première charge et de la décharge de 26% ; utilise la technologie des tubes nano-carbone dans les batteries à électrode négative en silicium pour augmenter la conductivité de 4 fois, améliorant encore les performances des batteries à électrode négative en silicium.
3. Lenovo
Batterie Xinghai
La batterie Xinghai est une technologie de batterie à électrode négative silicium-carbone haute tension développée par Lenovo, avec une densité énergétique de 822 Wh/L, ce qui dépasse les 809 Wh/L du téléphone mobile à écran droit vivo S19. Il s'agit de l'une des solutions techniques les plus avancées actuellement utilisées dans les téléphones mobiles à écran pliable de l'industrie. La densité énergétique élevée de la batterie Xinghai signifie que davantage d'électricité peut être stockée dans le même volume, ce qui prolonge la durée de vie de la batterie.
En termes de paramètres spécifiques, le moto razr 50 Ultra est équipé d'une batterie Xinghai de 4000 mAh et prend en charge la technologie de charge rapide de 68 W. La version standard du moto razr 50 est équipée d'une batterie Xinghai de 4200 mAh, qui prend en charge la charge rapide filaire de 30 W et la charge sans fil de 15 W. Ces paramètres montrent que la batterie Xinghai a non seulement une densité énergétique élevée, mais a également la capacité de se charger rapidement, offrant aux utilisateurs une expérience d'alimentation pratique et une durée de vie de la batterie plus longue.
4. Oppo
Batterie de glacier
La batterie Glacier est une technologie de batterie haute performance développée conjointement par OPPO/OnePlus et CATL, conçue pour les smartphones qui recherchent une expérience haute performance. Cette technologie utilise une nouvelle génération de technologie de batterie à électrode négative en silicium-carbone. Elle présente les caractéristiques d'une densité énergétique élevée, d'une petite taille, d'une puissance de sortie stable, d'une longue durée de vie de la batterie et d'une charge rapide. La teneur en silicium-carbone de l'électrode négative de la batterie Glacier atteint le 6% le plus élevé de l'industrie. La densité énergétique est aussi élevée que 763 Wh/L et la capacité de la batterie atteint 6100 mAh. Il s'agit de la plus grande capacité pouvant être atteinte dans la batterie à électrode négative en silicium-carbone de l'industrie. De plus, le volume de la batterie Glacier est 3% plus petit que celui d'une batterie graphite ordinaire de 5000 mAh. Elle réalise une percée en offrant une plus grande capacité dans un volume plus petit.
Glacier Battery a non seulement une grande capacité de batterie, mais prend également en charge la version longue durée de charge ultra rapide de 100 W, qui peut charger complètement une batterie de 6 100 mAh en 36 minutes. C'est également le seul téléphone mobile du secteur à atteindre « une batterie de 6 000 mAh + une charge rapide de 100 W ». En termes de durée de vie, Glacier affirme qu'après quatre ans d'utilisation, la durée de vie de la batterie est d'au moins 80%. Il adopte une nouvelle « conception de structure en nid d'abeille bionique » et un « algorithme de durée de vie de l'anode en carbone silicium » développés par ses soins, ainsi qu'un certain nombre de technologies de durée de vie de la batterie. Ces caractéristiques permettent à Glacier Battery d'atteindre le niveau de pointe du secteur en termes de durée de vie de la batterie et de vitesse de charge, offrant aux utilisateurs une expérience de durée de vie de la batterie ultra longue.
5. Realme
Batterie à énergie collectée
La batterie concentrée realme est un point fort du téléphone mobile realme GT6. Elle utilise une nouvelle génération de technologie de batterie à anode silicium-carbone avec une teneur en silicium allant jusqu'à 6%. Cette technologie augmente la densité énergétique de la batterie de 8%. Cette technologie de batterie améliore non seulement la densité énergétique, mais améliore également considérablement la durabilité de la batterie grâce à l'algorithme de longévité de l'anode silicium-carbone développé par nos soins. Elle prétend pouvoir maintenir une durée de vie de quatre ans service vie et a obtenu la première certification SGS de batterie négative au silicium-carbone à haute efficacité énergétique de l'industrie.
De plus, la batterie Realme Energy intègre une grande capacité de 5800 mAh dans un corps fin et léger de 8,4 mm, prend en charge la charge flash ultra-100 W de 120 W et peut être chargée à 50% en 12 minutes. Il prend également en charge les protocoles de charge multi-rapide UFCS/PPS, offrant aux utilisateurs une solution de charge pratique.
6. Vivo
Batterie Blue Ocean
Blue Ocean Battery est une technologie de batterie développée conjointement par vivo et CATL. Sa principale caractéristique est qu'elle permet une optimisation complète de la capacité de la batterie, de la vitesse de charge et de la durée de vie de la batterie grâce à des matériaux de batterie et une conception structurelle innovants.
Cette technologie utilise la technologie de reconstruction de graphite à électrode négative, la technologie de pressage à froid de pièces super polaires et la technologie de gravure laser au niveau du micron pour améliorer la densité énergétique de la batterie, ce qui permet au vivo X100 Pro d'avoir une capacité ultra-large équivalente à 5400 mAh et de prendre également en charge la technologie de charge flash double cœur de 100 W. La technologie Blue Ocean Battery permet de stocker plus d'énergie dans le même volume grâce aux trois principales stratégies « open source, limitation et amélioration de l'efficacité », et permet une augmentation de 9% de la densité énergétique par rapport aux batteries graphite traditionnelles.
La technologie Blue Ocean Battery accorde également une attention particulière aux performances dans les environnements à basse température. Grâce à la technologie de batterie semi-solide, des électrolytes solides sont ajoutés aux électrolytes liquides pour former un réseau conducteur supplémentaire. Il assure le transport normal de l'énergie et offre une expérience de durée de vie de la batterie qui ne craint pas les basses températures. En outre, la batterie Blue Ocean améliorée de la série vivo X Fold3 est équipée d'une batterie Blue Ocean. Le matériau de l'électrode négative utilise du silicium de deuxième génération et la densité énergétique atteint 780 Wh/L. Elle est donc 15,41 TP3T supérieure à la génération précédente.
7. Moi
Batterie de Jinshajiang
La batterie Jinshajiang est une batterie haute performance développée par Xiaomi et utilisée pour la première fois dans le téléphone mobile Xiaomi 14 Ultra. Cette batterie est connue pour sa densité énergétique élevée, atteignant 779 Wh/L, ce qui représente la densité énergétique la plus élevée de l'histoire de Xiaomi. La batterie Jinshajiang utilise la dernière génération de technologie d'électrode négative silicium-carbone. Sa teneur en silicium peut atteindre 61 TP3T et prend en charge une durée de vie de la batterie de 801 TP3T après 1 600 cycles. En termes de volume, la batterie Jinshajiang est 81 TP3T plus petite que la génération précédente. Et la capacité de la batterie est augmentée à 5 300 mAh et la durée de vie de la batterie est augmentée de 171 TP3T.
La batterie Jinshajiang forme également une barrière élastique bionique auto-réparatrice en ajoutant des composés polymères organiques et une technologie de formation de film in situ, ce qui améliore considérablement la ductilité du film et répare rapidement les fissures de particules générées au cours de plusieurs cycles. La batterie utilise également une feuille de cuivre à haute résistance et un adhésif à haute ténacité pour garantir ses excellentes performances. En termes de technologie, la batterie Jinshajiang utilise la technologie du réservoir d'énergie pour former 2376 canaux d'écoulement à la surface de la pièce polaire. Cela augmente la surface de contact entre l'électrolyte et la pièce et améliore la densité énergétique de la batterie. L'application de ces technologies a considérablement amélioré la capacité, la durabilité et la sécurité des batteries Jinshajiang.
Résumé
Les smartphones sont de plus en plus riches en fonctionnalités et puissants, mais ils sont également confrontés au défi de l'autonomie insuffisante de la batterie. La technologie de batterie à anode silicium-carbone est devenue une solution efficace à ce problème grâce à sa densité énergétique et à sa capacité élevées. Cette technologie améliore considérablement les performances de la batterie en combinant la capacité spécifique théorique élevée des matériaux en silicium avec la stabilité du matériau en carbone. Elle peut réduire à la fois les coûts et améliorer la sécurité et la durée de vie de la batterie. Selon les statistiques, la technologie de batterie à anode silicium-carbone a été appliquée à près de 10 marques de smartphones. Elle montre sans aucun doute son énorme potentiel pour améliorer la capacité et l'endurance de la batterie. À mesure que la technologie continue de s'optimiser, la capacité de la batterie devrait augmenter à un rythme d'environ 10% par an à l'avenir. Elle peut offrir aux utilisateurs une expérience de durée de vie de la batterie plus longue.
