提起上周剛剛發(fā)布的三星 Galaxy Z Fold7,拋開 13999 起的價(jià)格不談,有兩個(gè)數(shù)據(jù)熱度最高:
8.9mm 的厚度,大家都鼓掌;4400mAh 的電池,留言吵翻天。
放眼中國本土智能手機(jī)品牌,6000mAh 已經(jīng)幾乎成為旗艦標(biāo)配,甚至電量很快要趕上一些充電寶了。
然而望向蘋果和三星這兩大品牌,一邊引領(lǐng)和定義著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),一邊卻在充電和續(xù)航方面瘸一條腿,最后全都演變成了一句話:
很好,可惜是 4400mAh。
事情真的只是看上去這么簡(jiǎn)單嗎?蘋果和三星每年在研發(fā)領(lǐng)域的投資合計(jì)超過 500 億美元,難道真的只是因?yàn)椤覆幌胱龃箅姵亍箚幔?/p>
——當(dāng)然不是。在愛范兒的調(diào)研下,我們認(rèn)為這件電池容量這件事,在近幾年的情況是這樣的:
- 國內(nèi)市場(chǎng)劇烈的參數(shù)競(jìng)爭(zhēng)、消費(fèi)者的高要求,以及完善的電池產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)成果落地,三者共同促成了以硅碳電池為代表的高密度、大容量電池在國產(chǎn)手機(jī)上的普及。
- 但美國等在內(nèi)的國際主要市場(chǎng),卻把手機(jī)電量卡死在了「單電芯 20 瓦時(shí)」。一旦超過,物流和合規(guī)成本就會(huì)顯著提升,所以洋品牌以及國產(chǎn)品牌的國際版機(jī)型,大多只能止步于 20 瓦時(shí)的上限。
- 而國產(chǎn)品牌由于主要在境內(nèi)銷售,可以承受因大電池帶來的額外物流和時(shí)間開銷(比如無法空運(yùn)只能陸運(yùn))。
- 硅碳負(fù)極電池雖然可以達(dá)成超高的能量密度,但是其耐久性與安全性仍然需要等待時(shí)間的驗(yàn)證。
最近一年多時(shí)間里,電池技術(shù)在國產(chǎn)手機(jī)上實(shí)現(xiàn)了「大躍進(jìn)」。僅今年上半年,我們就見證了華米 OV 四家的影像旗艦同時(shí)逼近或達(dá)到 6000mAh、小折疊跨過 5000mAh 門檻,中低端機(jī)型的電池更是開始向 7 字頭發(fā)起挑戰(zhàn),堪稱能打電話的充電寶。
毫無疑問,今年的國內(nèi)消費(fèi)者們,用的是全世界最強(qiáng),且最大電量的手機(jī),傲視任何其它國家。
圖|小米官網(wǎng)
這樣勃勃生機(jī),萬物競(jìng)發(fā)的境界,背后的功臣自然是迅猛進(jìn)步的高密度硅碳負(fù)極鋰電池。天風(fēng)證券于今年初發(fā)布的一篇電池行業(yè)報(bào)告中指出:
手機(jī)電池?fù)焦柃厔?shì)明顯,比例在5-10%,不局限于高端機(jī)型。今年以來華為、vivo、OPPO、榮耀、一加、小米等企業(yè)均發(fā)布了 使用硅基負(fù)極材料電池的手機(jī),且從旗艦型手機(jī)下探到中低端手機(jī)趨勢(shì)明顯,帶來的硅碳負(fù)極使用量將大幅增加。
在目前石墨負(fù)極鋰電池比容量已經(jīng)接近理論極限時(shí),硅負(fù)極可以將理論上限從石墨的 372 mAh/g 提升近十倍,達(dá)到 4200 mAh/g。
理論比容量能夠?qū)崿F(xiàn)十倍的進(jìn)步意味著什么呢?
意味著每一塊電芯的能量密度飆升,這種進(jìn)步對(duì)于手機(jī)這種小尺寸電子產(chǎn)品來說至關(guān)重要。而這些進(jìn)步的毫安數(shù)字又可以轉(zhuǎn)化為營銷數(shù)據(jù),對(duì)于國內(nèi)已經(jīng)變成「白刃戰(zhàn)」的手機(jī)市場(chǎng),更是舉足輕重。
圖|IDC
中國的好東西,外國為什么不用?
你以為每年研發(fā)幾百億的蘋果和三星,不知道大電池好,或者缺乏大電池的技術(shù)嗎?
顯然不是的。
硅碳電池并沒有被中國企業(yè)壟斷。事實(shí)上,比如日本信越化學(xué)、3DC 株式會(huì)社,韓國 SK 集團(tuán)下屬 SK Materials、浦項(xiàng)硅解決方案等日韓企業(yè),均手握許多硅碳負(fù)極相關(guān)的技術(shù)專利,在研發(fā)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有著相當(dāng)?shù)脑捳Z權(quán):
SK Materials 與美國硅碳材料公司 Group14 合資成立的韓國尚州市硅碳負(fù)極材料工廠
那我們?yōu)槭裁丛?iPhone 和 Galaxy 上看不到五六千毫安時(shí)的大電池呢?
事實(shí)上,卡住蘋果和三星脖子的另有其人:聯(lián)合國《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書》。更具體的說,是其中的第 188 號(hào)特殊規(guī)定(UN Special Provision 188)。
該規(guī)定指出:
- 如果鋰電池的單顆電芯的容量小于 20 瓦時(shí),則被視為「小型電池」,可以遵循簡(jiǎn)化的低成本運(yùn)輸規(guī)則。
- 一旦單顆電芯的超過 20 瓦時(shí),這塊電池就會(huì)被歸類到「危險(xiǎn)品」的范疇,在國際物流中必須遵循非常嚴(yán)格的包裝、標(biāo)簽、申報(bào)和防護(hù)運(yùn)輸規(guī)格,運(yùn)輸成本激增。
從左到右:鋰電池貨物代碼 UN3480,貨物種類 9「其他危險(xiǎn)品」,只能通過貨機(jī)運(yùn)輸|Epec
而受到這條特殊規(guī)定影響最大的,自然就是智能手機(jī)了,比如 iPhone 與三星 Galaxy,以及國產(chǎn)品牌的國際版型號(hào)。
對(duì)于每年要在全球各地運(yùn)輸過兩億臺(tái)手機(jī)的蘋果和三星而言,如果不想要自己的運(yùn)輸成本暴漲,就必須要將電池總能量限制在 20 瓦時(shí)以內(nèi)。
事實(shí)上,他們也的確是這么做的。
- 以 iPhone 16 Pro Max 為例,它使用的是一塊標(biāo)稱電壓 3.88V 的 4685 mAh 電池,換算即 18.17 瓦時(shí)
- 同理,S25 Ultra 的電池總能量為 18.84 瓦時(shí)
- 被廣大網(wǎng)友群嘲的 Z Fold7 那塊 4400 毫安時(shí)電池,總能量為 17 瓦時(shí)
你應(yīng)該明白了,不是蘋果和三星用不起大電池,而是它們比國產(chǎn)廠商更需要照顧中國以外的市場(chǎng),想要物流成本不爆炸、又要守住利潤率來確保持續(xù)研發(fā),所以只能優(yōu)先選擇小電池路線。
當(dāng)然,蘋果和三星死守 20 瓦時(shí)上限的原因并不單純只有國際危險(xiǎn)品運(yùn)輸條例。作為全球運(yùn)營的超大規(guī)模企業(yè),從商業(yè)角度考量,他們的產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)和采購策略必然是趨向保守的,這其中就包括了電池技術(shù)——特別是三星,畢竟它不想再重溫 Note 7 爆炸的噩夢(mèng)……
不管怎樣,如果國際物流安全制度不放松,蘋果和三星的手機(jī)電池這一兩年也不會(huì)有大躍進(jìn)的可能。
但這里我們要引出一句題外話:別看三星 Z Fold7 這塊電池小,它的性能非常牛:在 2000 次充放循環(huán)后可用容量仍在能夠維持在 80% 以上——遠(yuǎn)超歐盟新規(guī)的 800 次及格線。
而電池的耐用性,恰恰是中國廠商最愛的硅碳負(fù)極電池技術(shù),目前尚待觀察的。
SM-F966B/DS 即歐版的三星 Z Fold7,左下角 80% 余量循環(huán)為 2000 次
硅碳電池的現(xiàn)在,只是「如來」
而硅碳電池技術(shù)雖然目前可以達(dá)到超高的能量密度,卻也一并帶來了兩個(gè)目前未能解決的重大缺陷:
硅負(fù)極的物理膨脹,以及循環(huán)壽命縮短。
用于鋰電池負(fù)極上的硅碳復(fù)合材料|Novarials
正如愛范兒此前有關(guān)充電寶的文章中所述,目前主流的鋰離子電池均使用石墨作為負(fù)極材料,而硅碳電池就是將負(fù)極的材料從石墨替換為含硅的碳(石墨)復(fù)合材料。
但是硅在充電過程中會(huì)發(fā)生劇烈的體積膨脹,雖然復(fù)合材料的膨脹率沒有純硅負(fù)極 400% 那么恐怖,但是相比石墨僅僅 10% 的膨脹率仍然高出許多,其在長期反復(fù)膨脹收縮后帶來的材料疲勞問題,始終是無法忽視的。
你也不想你的手機(jī)變成這樣,對(duì)吧|Tom's Guide
而在另一方面,硅碳復(fù)合材料中的硅,化學(xué)活性也比石墨更高,與電解液之間更容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。這會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致負(fù)極表面的「固體電解質(zhì)界面膜」在重放循環(huán)時(shí),反復(fù)發(fā)生破裂與重構(gòu),加速鋰離子和電解液的消耗。
這種消耗的宏觀表現(xiàn),就是硅碳電池的可用容量衰減速度更快。
對(duì)于普通人來說,這兩個(gè)問題意味著硅碳電池雖然容量大功率高,但在你的手機(jī)上可能更快出現(xiàn)「電池健康報(bào)警」,續(xù)航衰減更明顯。
因此,雖然去年底今年初,國產(chǎn)旗艦機(jī)型大多用上了高碳硅電池或者類似技術(shù),但是這些電池的耐久性與生命周期都是需要假以時(shí)日才能印證的。
當(dāng)然,中國市場(chǎng)的智能手機(jī)太過于「泛濫」了,選擇太多,換機(jī)成本也不算高。這也是為什么目前一眾國內(nèi) Android 廠商,在標(biāo)稱手機(jī)重放循環(huán)次數(shù)的時(shí)候,大多只會(huì)承諾 300-500 次。可能沒等到電池不行,中國消費(fèi)者早就換手機(jī)了。
而且從商業(yè)運(yùn)營的角度上看,國內(nèi)市場(chǎng)相對(duì)較高的周轉(zhuǎn)率和更低的換電成本,可能是全世界唯一打得起硅碳電池消耗戰(zhàn)的地方了。
正因如此,蘋果三星這么多年不改電池容量,還真的不完全是在擠牙膏——產(chǎn)品在國際運(yùn)輸和跨國銷售環(huán)節(jié)中,碰到的規(guī)章阻礙遠(yuǎn)比我們想象的要多,這些都是我們?cè)诿鎸?duì)僅在國內(nèi)市場(chǎng)銷售的大電池機(jī)型時(shí),所難以察覺的。
反過來講,對(duì)于國產(chǎn)手機(jī)廠商來說,出海要面臨的重重關(guān)卡,也絕不僅是電池而已。
圖|36氪
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