硅基负极电池是什么黑科技？为何成为小米、华为等手机头部厂商「新宠」

近几年，随着锂电池技术的不断发展，高端新能源汽车的续航焦虑得到了有效解决。其中，硅基负极材料发挥了至关重要的作用。应用这种技术的电池不仅实现了更高的容量，而且体积更小，因此成为了众多新能源汽车的首选。

自2021年开始，多家新能源汽车企业如特斯拉、蔚来和宁德时代等纷纷开始布局硅基负极电池领域。如今，硅基负极材料在智能手机领域的应用也逐渐受到关注。

在2021年3月29日，小米11 Pro成为首款搭载5000mAh硅氧负极电池的智能手机；2022年4月28日，华为在Mate Xs 2折叠屏手机上采用了4880mAh的高硅负极电池，这一技术虽然并非行业惯用名词，但根据华为的描述，它属于硅基负极电池的一种。

图片来源：小米官网

到了2023年3月6日，荣耀Magic 5 Pro发布，搭载了5450mAh的青海湖电池，荣耀表示这是首款将硅碳负极电池技术商用的智能手机产品。而在2023年11月13日发布的vivo X100 Pro所采用的蓝海电池，据传是由vivo和宁德新能源共同开发，采用了碳元重组、激光刻蚀、极片重塑等技术，容量达到了5400mAh。

据在智能手机大厂工作的李明透露，随着硅碳负极电池技术的加速普及，预计在2024年将有一大批容量高达6000mAh的智能手机上市。考虑到今年高通和联发科的SoC功耗表现都相当出色，这意味着智能手机用户或许从此可以彻底摆脱困扰多年的续航焦虑。

技术的改进，细节的博弈

图片来源：视觉中国

早在1990年，索尼公司就发明了第一块锂电池，这一基本架构至今仍在使用。锂电池由正极(Positive electrode)、负极(Negative electrode)、电解液(electrolyte)和隔膜(Separator)四个部分组成。

根据正极材料的不同，锂电池可以分为磷酸铁锂电池、钴酸锂电池和三元电池等类型。长期以来，锂电池的负极主要采用天然石墨或人造石墨。

其中，电池的能量密度，也就是电池容量与体积的比值，由正极和负极的材料共同决定。目前，天然石墨负极的实际克容量大约在360-370mAh/g，人造石墨负极的实际克容量大约在340-360mAh/g。而硅负极的理论克容量可达4200mAh/g，远远超过了石墨材料。

但实际上，由于硅负极在充放电过程中会发生体积膨胀，特别是当硅与锂反应时，体积膨胀可以达到300%，这在电池领域是无法接受的。因此，实际应用的电池负极通常采用10%左右含量的硅和碳的复合材料组成硅碳负极材料，其实际克容量大约在450-600mAh/g之间，约为传统石墨负极的1.3倍。

关于硅碳复合材料的具体形式，有多种技术和工艺路径，包括纳米化、改性、包覆等。这些技术的核心在于增加锂离子嵌入活性位点和扩散通道的数量，使膨胀后的硅不会导致整体电池的膨胀变形。

这样，硅基负极在保持较高克容量的同时，也能满足快充所需的倍率性能的要求。展望未来，随着技术的不断进步，硅在硅碳负极电池中的含量有望进一步提高，从而不断提升电池的实际克容量。

目前来看，硅碳负极材料存在两大缺点：一是寿命短，天然石墨负极循环寿命通常小于1000次，人造石墨负极循环寿命超过3000次，而硅碳负极材料只有300-500次；二是价格高，常见的石墨负极价格大约是150元每100g，而硅碳负极价格可以高达大几百元每100g。

不过，从技术角度来看，使用寿命不长的问题并不能阻止硅基负极电池的普及。

西南科技大学副教授万琦告诉钛媒体App，此前硅基负极电池的寿命表现较差，因此硅基负极在新能源汽车领域推广应用并不顺利。但对智能手机产业而言，由于本身的换机周期更短，更换电池更容易也更便宜，因此对于电池循环寿命要求相对宽松，扫清了硅基负极电池在智能手机领域普及的障碍。

大时代下的必然

图片来源：视觉中国

刚刚过去的2023年，对智能手机产业来说，是自诞生以来最具挑战性的一年。

根据IDC的数据报告，尽管2023年第四季度中国智能手机出货量结束了连续10个季度的下滑趋势，但全年的出货量同比下降了5.0%，降至2.71亿台，创近10年来新低。

面对如此激烈的市场竞争，影像技术成为智能手机厂商的必争之地。尽管过去被认为是“费力不讨好”，且用户感知度低、教育成本高，但华为、荣耀、OPPO、vivo、小米等品牌在算法、影调和主摄长焦领域都展现出了各自的实力。

但是，在面对能够一个全新的、能被用户感知、且能够通过数字直接传达的新技术时，智能手机厂商似乎没有理由因为较高的成本拒绝硅基负极电池。

华经产业研究报告指出，随着我国锂电池产量的不断增长，对负极材料的需求也在持续增加。2016年，我国负极材料出货量达到11.8万吨，而到了2022年，这一数字增长至137万吨，期间年均复合增长率高达50.5%。

从市场份额的角度看，2022年前六大负极材料供应商分别为贝特瑞（26%）、上海杉杉（16%）、江西紫宸（璞泰来，11%）、中科星城（9%）、广东凯金（9%）以及尚太科技（8%），合计占据了79%的市场份额，显示出市场集中度较高。

在2000年以前，日本是全球主要的负极材料供应国，占据了超过95%的市场份额。然而，如今中国已经成为全球负极材料供应的主要国家，其供应量占比超过80%，并且这一比例仍在持续增长。

从宏观角度来看，中国的新能源战略推动了锂电池的国产化进程。在这个过程中，负极材料的创新突破首先应用于新能源汽车领域。随着产业成熟和技术进步，这一技术的应用逐渐普及到智能手机领域。

西南科技大学副教授万琦对钛媒体App表示，贝特瑞在硅基负极领域一度具有较大程度的领先，其售价曾高达35万元每吨。然而，随着竞争对手的加入和技术不断成熟，市场价格逐渐下降。目前，市场普遍的均价约在10-20万每吨。

目前来看，硅基负极电池技术正在进入高速发展期，智能手机虽然仍处于低谷期，但每年约12亿出货量的产业规模仍具有足够大的体量。随着技术的普及、均价的降低，每个人的手机都有6000mAh的大电池，每天只需要充一次电的日子，应该不远了。（本文首发钛媒体App 作者/吴泓磊 编辑/钟毅，文中李明为化名）

蓝海华腾：公司投资的高能时代是一家研发制造全固态锂电池的创新型高科技企业

证券之星消息，蓝海华腾(300484)04月02日在投资者关系平台上答复投资者关心的问题。

投资者： 董秘好，非常看好公司前景，特别是进入固态电池领域，必将成为公司未来盈利增长点，想问一下，去年投资高得时代，公司拥有高得时代多少股权？高得时代在固态电池行业内是否处于领先地位？

蓝海华腾董秘： 尊敬的投资者您好，公司投资的高能时代是一家研发制造全固态锂电池的创新型高科技企业。高能时代分别在日本横滨、中国深圳、珠海设立先进电池研究实验室。高能时代汇聚了来自中国、日本的资深专家团队，全力投身于硫化物全固态电池技术研发，立志成为国内首家全固态电池产品供应商。感谢关注！

投资者： 你好，深圳要建设低空经济天空之城，请问公司在深圳是否有飞行汽车低空经济相关业务？公司产品可以用于飞行汽车吗？公司是否获得过政府有关低空经济的补助？谢谢

蓝海华腾董秘： 尊敬的投资者您好，公司总部位于深圳市，具有地理优势。公司拥有十余年电控技术的积累，具备电动飞行器方面的技术基础，在电动飞行器方面公司早期已有相关布局，电动飞行器电机控制器项目作为公司未来重点发展项目，公司组建了相关团队重点负责电动飞行器电机控制器的研发，目前正在技术攻关阶段，产品可用于飞行器、飞行汽车；公司《重202317N101电动飞行器用协同容错构架高精准电机驱动控制器设计与开发》项目已作为科技重大专项项目向深圳市科技创新委员会申报，并取得了首笔政府资金资助。感谢关注！

投资者： 董秘您好！公司作为申请单位拿到的深圳市重大专项项目《重202317N101电动飞行器用协同容错构架高精准电机驱动控制器设计与开发》具体用途在哪方面，可以介绍一下吗？

蓝海华腾董秘： 尊敬的投资者您好，公司《重202317N101电动飞行器用协同容错构架高精准电机驱动控制器设计与开发》项目已作为科技重大专项项目向深圳市科技创新委员会申报，并取得了首笔政府资金资助。公司研发的电动飞行器电机控制器可应用于飞行器、飞行汽车。感谢关注！

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