今年安卓发生了啥，电池怎么质的飞跃了?
手机电池容量提升，是因为所有电池都采用了同一种新技术--硅碳负极。这类电池虽然容量大，但寿命短。
随着2024年11月一系列使用骁龙8至尊版处理器的新手机上市，一轮卷电池容量的竞争开始了。这一波新旗舰机一水都是6000毫安时以上的电池，而之前的旗舰机基本都是4000-5000毫 安时的容量。
来看看今年这批手机的电池容量(单位：毫安时):
小米15Pro:6100
iQ0013:6150
一加13:6000
真我GT7Pro:6500
红米K80Pro:6000
红魔10Pro:7050
偏巧骁龙8至尊版这次能效极为出色，所以电池续航时间相比之前四五千毫安时的旗舰机直接提升了50%。很多手机如果不玩游戏，都可以坚持整整两天时间。这可能是自2007年苹果发布iPhone第一代后，时隔18年，人们第一次用上可以2天一充的智能手机。
这些手机会把大电池+低功耗的特点做到极致。有可能会出现几款轻度使用3天不用充电的产品，比如采用天玑8400处理器，或者骁龙8s至尊版的手机，配上7500毫安时的电池。
这个天玑8400处理器的综合性能和2022年底发布的骁龙8gen2是差不多的，看上去不起眼，但它有一个非常棒的局部特性，就是CPU功耗在4瓦以下时，能效超强，甚至超过了骁龙8至尊版。
这样的手机给到我这样的用户，说不准真能用上3天。一类完全不玩游戏、不刷抖音的用户，手机只用来看文字、看图片、回微信、听音频，这都是典型的低负载场合，再配7500毫安时的电池，真有可能连用3天不用充电。这个趋势之后会蔓延到平板电脑上，到时候12000毫安时以上的平板也会出现。
硅碳负极电池：容量大
这些大容量电池的都是来自同一个供应商的产品，也就是宁德新能源(ATL)的硅碳负极电池。
传统锂离子电池的负极使用石墨的层级结构，为锂离子打造了可以进出的小房间，但组成石墨的碳原子和锂离子的配比是“6个碳搭成的房间里面住1个锂离子”。如果房间全部由硅打造，是“5个 硅原子里可以住22个锂离子”,一下子多了26倍的空间，锂离子多了，能量密度自然也就大幅提 升。
但由硅打造的房间并不坚固，在锂离子进出房间后，体积会膨胀，负极的体积会变为原来的3倍，负极就会开裂。石墨搭成的“房子”在锂离子进入时虽然也会膨胀，但体积只会增大12%左右，再开三次方，实际一维长度上只拉伸了4%,房间结构并不会因此坍塌。所以电池的负极不能全部由硅打造，今天只能采用折中的办法--在以石墨为基础的负极里略微掺一点硅。
个别厂商在宣传中比较激进，声称掺了10%的硅，实际容量却只有5800毫安时。大家都在卷电池容量的竞赛中，明显的技术优势竟然没有转化为手机参数上的优势，于是真的掺10%的硅吗?这值得划一个问号!大部分厂商是比较保守的，宣传掺杂6%的硅。
想要在掺杂硅后，负极的体积不剧烈膨胀，就需 要尽量让硅颗粒细碎均匀的分布在碳颗粒周围。
工业界最初使用的是研磨方式。但这种方式的一致性很差，就算绝大部分硅颗粒直径都满足几十纳米的尺度，还是会有几百纳米直径的大颗粒混入其中，而这些又很难从量产的粉末中挑出去。
实际上在研发硅碳负极时，实验室用的普遍是化学气相沉积法，用硅烷气体参与化学反应，生成几纳米尺寸的硅颗粒，然后让硅颗粒均匀地附着在多孔的碳骨架里。
不过显而易见，这个过程是很难快速得到大量粉末的。为了研究，在实验室里做上百个电池是可行的，用来生产电子配件和新能源车电池的话，效率跟不上，价格特别高。
这种极细颗粒的硅粉末量产上的技术突破发生在 2021年，Group14公司第一个做出了可量产的化学气相沉积法硅碳负极电池，之后不久，宁德新能源也引进了这项技术。
以掺杂6%的硅为例，能量密度(体积)增加了大约15%。也就是说，原来手机上只能容纳一块5200毫安时电池的空间，现在可以塞进一个6000毫安时的电池了。
硅碳负极电池：寿命短
这样大的容量付出的代价就是，电池循环寿命明显减少。和没有添加硅的纯石墨负极电池相比，循环寿命大约会缩短40%。
所以开始用的时候会觉得续航真是不错，但在几个月之内，就会比从前更明显的感觉到电池不如最初那么禁用了，到2027年的时候，可能就开始觉得一天都挺不住了。
由于这一代骁龙8至尊版比上一代 骁龙8gen3的提升幅度非常大，而再下一代芯片的提升很可能是挤牙膏，很多人会跨代升级，于是这次的旗舰机是真的可以一下用2-3年的。于是，今天我们选哪些品牌的手机更好呢?
平时我们不太关注的手机电池售后服务就要纳入考量了。一些厂商还会借这项服务推出另外的盈利项目，比如换电池+后盖换新服务。
此外，那些号称大功率快充的特性也会开始"虚标”,比如说号称120瓦的快充，实际上这种用硅碳负极电池的手机买回去之后，只是最初的100个电池循环周期使用120瓦的最高功率，此后快充的峰值功率就不断下调，从120瓦降到100瓦，再降到80瓦。这就对应我们使用手机半年后，120瓦快充的充电器还是那个充电器，手机还是那个手机，但调控充电的过程，程序会强制降低充电功率，以此来保护电池。
从微观上说，为什么要限制充电功率去保护硅碳负极电池呢?
因为不论是传统锂离子电池，还是硅碳负极锂离子电池，在首次充放电(化成)过程中，负极表面会形成一层厚度约100-120nm的固体电解质界面膜(SEI膜)。这层SEI膜具有选择性透过的特性--允许锂离子通过，但阻止电子和溶剂分子通过。
这种特性使得锂离子能够顺利地在正负极之间往返迁移，同时也防止电解液进一步分解，对电池的正常工作起着至关重要的保护作用。
这层膜在传统石墨负极的锂离子电池中是相对比较稳定的。
但在硅碳负极电池里，虽然只掺杂了6%的硅，不算多，但SEI膜形成的过程中也会包含一些硅。充电时，这些硅体积膨胀效果更明显，之前的SEI膜就会零零星星出现鼓包式的破损。进行下一次充电时，在鼓包外就会重新生成SEI膜，而鼓包上新生成的那层SEI膜，依然有零零星星 的硅，于是破损的地方还会层层叠加新的SEI膜。
最终SEI膜不断变厚，电解液和锂离子不断地消耗，几百次后，通常容量就会降低到初始容量的80%以下。
如果充电功率降低，硅膨胀的速度没有那么快，SEI膜撑爆的概率就会降低，新的SEI膜生成速度也会下降，电池寿命下降得就不会那么快。
一个竞争方向一旦成为了赛道，各厂商会一路跑到黑，所以今天我们看到的6000毫安时只是起跑线，之后如果跑偏，还会出现8000毫安时但更不耐用的电池应用在手机里。想解决电池的制约，最终还得靠真正的全固态电池。
