所以要想满足手机厂的小目标，电池就得做的更厉害，这样电量才多，还能省点空间干别的。说实话，理论上这也不难，传统锂电池的电极这块儿用的是石墨，目前看起来比较可行的方案，只需要把电极换成硅就可以了。为啥呢，电池充放电的本质，实际上就是离子在电池负极上进进出出的过程，所以只要这块电极能装更多离子，电量也就更大，而硅这玩意容纳锂离子的能力是石墨的24倍，提升一个数量级了都。
实际上早在1970年代开始，就有科学家开始往硅基锂电池上打主意了。但效果嘛，都不太好。。。原因比较怪，硅这玩意会跟锂离子形成合金，完事体积会膨胀300倍以上，这要放电池包里，那都早就不是一般的鼓包了，搞不好手机都会炸，所以一直没法落地。
于是科学家们想了个办法，不妨把硅掺一点在碳里，主体还是碳，硅顺便出出力就行，折衷一下嘛。1995年，加拿大团队就合成出了Si-Carbon复合电极；1999年，中国工程院院士陈立泉也制备出来，每克容量甚至达到1700mAh，相当于纯碳的4倍。所以当手机厂商们遇到空间和容量既要又要的选择时，第一时间想到的也是硅碳电池。
2019年，小米在概念机MIXAlpha就首次采用了纳米硅电池；同年华为也申请了一项名为硅碳复合材料及其制备方法和锂离子电池的专利，其他厂商也纷纷跟进。这也就是为啥2019年前后，手机电量有一波迅猛上涨的原因之一。这两年的上涨已经是第二波了)
不过，上面也说了，硅碳电池的本质其实就是把硅塞进碳骨架之内，这样即使发生膨胀，也会被限制住。所以就像把大象装进冰箱里一样，要造出硅碳电池也有获得碳骨架、获得纳米级硅颗粒、把纳米硅塞进去这三个步骤。
而这段时间的第一代硅碳生产，靠的其实是研磨法，把硅和石墨烯放一起，通过机械外力研磨，一边把硅磨到纳米级别，一边硬塞进去，基本就属于纯纯的大力出奇迹。虽说这研磨法也不是不能用，但毕竟还是太糙了，磨出来的纳米硅基本都在100纳米内这个级别。而硅这玩意越粗糙越大坨，膨胀起来也就更狠，所以这个级别做出来的硅碳电极，含硅量都在4%以下，不然就得撑炸了。
也正是这个原因，19年这波电量上涨看着虽然也不少，但在掺硅这点上其实是收着了，还有提升空间。所以这几年电池行业上游的厂商们，多数都在琢磨靠CVD气象沉积来搞硅碳。具体就是让气态的硅烷经过化学反应，然后产生纳米硅颗粒，均匀铺在碳骨架里，这样完成填充
发表评论