不要被厂家忽悠，5500mAh 电池也许不如 2700mAh

长期以来，我们习惯于使用它。 「mAh」 用于标记手机电池的容量，例如 iPhone 4 电池电量是 1420mAh，小米第一代电池电量为 现在的1930mAh iPhone 15 Pro 是 小米3374mAh 14 Pro 是 4880mAh。

从电池电量来看，我们很容易推断出不同的手机电池存储能量哪个多哪个少，对吗？

但是老狐想说，这样的判断可能是错误的。

例如 vivo 的 X100 系列，X100 Pro 电池容量是 5400mAh，X100 Ultra 电池容量是 5500mAh。

根据常识，我们会认为 X100 Ultra 电池电量大于 X100 Pro，因此 X100 Ultra 电池能量也比较好 Pro 高。

事实上，X100 Pro 电池能量是 Ultra是21.01Wh。 20.90Wh，Pro 更高的电池能量。

但这并非绝对的，假设你每个人都买一部手机，实际测量的电池能量，X100 Ultra 有可能比 Pro 更高。

听了这话，大家也许会让我晕头转向，没关系，下面我就给大家解释一下这到底是怎么回事。

01 电池电量

老狐应该从中学的物理知识开始，有关电力的单位一般使用。 Wh 或是 kWh 表示， 1kWh 正是我们在生活中习惯所说的话。 “1 度电”。

W 它是一个功率单位，h 就是时间单位，功率乘以时间，就是电量。

但是电池的容量是 mAh，而不是 Wh 或 kWh，这意味着什么？也就是说，在特定的电压下，电池可以用多少？ mA 电流放电多少小时，比如， 5000mAh 就是能 5000mA 的电流放电 1 而且特定的电压就是电池的电压。

中学物理过，P（W）=U（V）I（A），功率等于电压乘以电流，电池电量 mAh 已经有了电流和时间，再乘以电池电压，单位就变成了 mA·V·h，也就是电池容量 Wh。

所以一个电池的容量(电量)要用电池的电量乘以电池的电压，但是每个电池，标称的电压实际上是不同的。

在 vivo X100 在系列相应的产品详细信息页面下面，电池电量和电压特别用小字标注。

例如 X100 Ultra 标称电压是 3.80V，而 Pro 标称电压是等价于 3.89V，然后乘以各自的电池电量。 5500mAh 和 5400mAh，最终能量就是前面提到的。 20.90Wh 和 21.01Wh。

即便 vivo X100 Pro 由于电池电压高，电池电量值反而较低，电池能量较高。

对比度更加明显，vivo X100 Pro 采用双电芯单接口连接设计，标称电压应为 7.78V，所以典型的电池容量应该是 2700mAh。

在实际使用过程中，电压会发生变化，当电池能量充足时，电池导出的电压可能会高于 4V，电池能量低的时候，大概只有电压。 3V。

现在，我再来解释一下为什么实际购买的手机，X100 Ultra 可以比较电池能量 Pro 更高。

如果我们再看看这部分小字，我们会发现除了上面注明的。「典型容量」，下面也会有「额定容量」，典型的容量高于额定容量。

实际上，大多数国产手机电池都是这样标注的。

*画面来源于 B 网站@微机分WekiHome

典型的容量是电池容量的平均值，因为每个电池的实际容量不可能绝对相同。额定容量是 IEC 61960 在标准检测条件下，最小容量值。

假设我们买的 vivo X100 Pro 电池的电量接近额定容量， vivo X100 Ultra 接近典型容量，那么 vivo X100 Pro 的电池能量 20.47Wh 就把低于 Ultra 的 20.90Wh 。

所以每个人都可以理解。

此外，由于典型容量高于额定容量，所有手机厂商使用的电池寿命数据都是典型容量，这也使得我们购买手机电池的实际容量可能低于推广数字。

从消费者的角度来看，代表最小值的额定容量是可信度较高的数据。目前OPPO、所有类型的荣誉都有标记。

还有充电宝，电池电量数据会让人头晕，标称容量和额定容量通常会差很多。

例如这个小米的充电宝，推广的电池电量就是 10000mAh ，而且额定容量只有 5600mAh，第一次看到这个数据，大家会不会像老狐一样怀疑，充电宝的电转换效率这么低？

假如你明白前面手机电池的电压不一样，容量也会不一样，大概也明白为什么会这样。

在这个 10000mAh 旁边标注了 3.7V，表示电芯的荣量是存在的 3.7V 在电压前提下计算的， 10000mAh 乘以 3.7V，电池能量也是如此 37Wh。

而 5600mAh 旁边注明的是 5V/3A表示额定容量在5V/3A 5V 在输出电压下计算，所以导出能量就是 5600mAh 乘 5V，获得 28Wh。

也就是电芯储存 37Wh 能量，导出能量就是 28Wh，转换效率几乎是28Wh。 76%。

上述就是手机电池和充电宝在电池电量和能量之间的转换关系。

02 硅碳负极

但是，除了这些，现在的手机厂商在宣传电池的时候，不仅仅是夸电池有多大，还有很多名词，比如青海湖电池、金沙江电池、蓝海电池。

青海湖电池和小米金沙江电池的辉煌宣传「硅碳负极技术」。

vivo 蓝海电池并未直言硅碳负极技术，但 vivo x100 Pro 其中提到碳元素重组， X100 Ultra 再次改变宣传文案，成为高硅负极技术，综合起来也应该是硅碳负极技术。

此外，vivo 还宣传了蓝海电池「半固态电池技术」。

首先，我们来谈谈这个「硅碳负极技术」。

在荣誉 Magic 5 Pro 事实上，电池负极首次被石墨取代为硅碳材料，从而提高了电池的能量密度。这是什么硅碳材料？为什么这么多手机厂商用它来宣传？

首先从锂电池的历史开始。

如今，无论是手机电池还是汽车电池，我们都知道锂电池，锂化合物作为正极，石墨或硅碳材料作为负极。

但在 1970 2008年，斯坦利·惠廷厄姆刚刚发明锂电池时，正极为硫化钛，负极为金属锂，金属锂过于活跃，易燃烧。

所以，科学家们开始寻求能够释放和结合锂离子的材料，并且更加安全。

1980 2008年，约翰·古迪纳夫团队发现钴酸锂是一种适合电池的正极材料。

1982 2008年，美国伊利诺伊理工大学发现石墨可与锂离子结合，适用于锂电池的负极材料。

1985 2008年，日本科学家吉野彰开发了钴酸锂作为正极，石墨作为负极制造了第一个锂电池并获得了专利。之后，索尼在 1991 每年商业化锂电池。

由于对锂电池发展的杰出贡献，斯坦利·惠廷厄姆、约翰·古迪纳夫和吉野彰获得了巨大的贡献。 2019 年度诺贝尔化学奖。

除钴酸锂外，还有锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰三元锂、磷酸铁锂等锂电池正极材料。

很长一段时间，负极材料都是石墨。直到最近两年，我们才开始在手机厂商的宣传中频繁看到一个新词——硅碳负极。

事实上，锂电池使用硅的实验早在上个世纪就已经进行了。 70 与石墨这些材料相比，时代开始进行，硅作为负极，比容量高。

所谓比容量，就是电池每个单位的体积或重量都可以导出或储存的容量，石墨比容量就是 372mAh/g，最大容量可达到纯硅的比容量 4200mAh/g，比石墨高出 10 倍多。

然而，由于硅的电导率和锂离子的扩散系数较低，硅在电化学循环过程中会产生高于锂离子。 300% 体积膨胀，这种膨胀会损害电池的内部结构，并且在充放电循环中。 10 其次，电池会损失大部分的能量，无法使用。

因此，研究人员找到了一种方法，将硅纳米化和纳米化硅可以缓解体积膨胀的影响，延长其使用寿命。如果用碳包裹纳米化硅，就会有硅碳负极。

添加硅可以提高负极材料的比容量，碳材料缓冲硅在锂化过程中的体积膨胀，碳还具有优异的导电性能，填补硅的导电性能。

所以，我们可以看到荣誉 Magic 5 Pro 青海湖电池采用硅碳负极后，电池的能量密度比提高了。 12.8%，让硅碳电池在手机行业大受欢迎，小米和小米， vivo 纷纷跟进。

但是硅碳电池并非第一次进入大众视野， 2020 2008年，特斯拉宣布他们将在汽车上使用硅碳负极电池。 4680，并于 2022 今年实现量产，今年 6 已于月初生产 5000 万枚。

不久之后，我们应该可以看到硅碳负极电池发送到更多的低端手机上。

03 半固态电池

vivo 所谓的蓝海电池「半固态电池」，也就是改善锂电池中的另一种物质电解液。

除了电池封装、正负之外，锂电池还由电解液和只有锂离子才能通过的薄膜组成。正如我们前面所说，电解液的作用是在正负之间输送锂离子。

目前，有机溶液一般用于电解液。有机溶液虽然用途广泛，但安全性不是那么好，易燃易腐，锂枝晶会逐渐沉淀。锂枝晶有刺穿膜的风险，导致正负短路。

另外，在低温环境下，有机溶液粘度增加，锂离子传输效率降低，导电性能降低，这也是锂电池在低温下电池寿命降低的原因。

所谓半固态，就是用固体电解质代替电解液，起到浸润作用，可以提高安全性，在低温下持续时间更长，能量密度更高。

vivo 蓝海电池在低温下强调优异的性能。

当然，锂电池的最终形式仍然是「固态电池」，纯固态电解质代替电解液，锂电池的安全性大大提高，能量密度也可以显著提高。

但由于没有液体电解质的撤销，固态电解质与正负接触面变小，阻抗增大。此外，固态电池的生产成本更高。

由于碳负极通过材料的进步，在硅纳米化后实现硅碳负极，固体电池的发展仍然是材料科学发展的关键。

21 世纪的确是材料的世纪。

参考资料 ：

维基百科，JD.COM，B 站、

王晗《全固态电池界面研究进展》 ，安汉文 ，单红梅 ，赵雷 ，王家钧

余晨露、田晓华、张哲娟、孙卓娟、孙卓娟、锂离子电池硅基负极比容量提高的研究进展

本文来自微信微信官方账号“科技狐”（ID:kejihutv），作者：老狐，36氪经授权发布。

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