国产大容量电池普及,苹果三星为何不用?
上周发布的三星 Galaxy Z Fold7,抛开 13999 元起的价格,有两个数据备受关注:8.9mm 的厚度获众人称赞,4400mAh 的电池却引发大量讨论。
在中国本土智能手机市场,6000mAh 几乎成为旗舰标配,甚至电量快赶上一些充电宝。
然而,苹果和三星作为行业引领者,在充电和续航方面却表现不佳,网友调侃“你是个好人,可惜是 4400mAh”。

苹果和三星每年研发投资超 500 亿美元,难道真的是“不想做大电池”?当然不是。爱范儿调研发现,近几年电池容量情况如下:国内市场激烈的参数竞争、消费者的高要求,以及完善的电池产业链技术成果落地,共同推动了以硅碳电池为代表的高密度、大容量电池在国产手机上的普及。
但美国等国际主要市场,将手机电量限制在“单电芯 20 瓦时”。一旦超过,物流和合规成本会大幅增加,所以洋品牌和国产品牌国际版机型大多只能达到 20 瓦时上限。而国产品牌主要在国内销售,能承受大电池带来的额外物流和时间成本(如只能陆运)。不过,硅碳负极电池虽能量密度高,但其耐久性和安全性还需时间验证。
电池新技术在中国
近一年多,电池技术在国产手机上取得“大跃进”。仅今年上半年,华米 OV 四家影像旗舰逼近或达到 6000mAh,小折叠手机跨过 5000mAh 门槛,中低端机型电池向 7000mAh 迈进,堪称能打电话的充电宝。
今年,国内消费者用上了全球电量最大、性能最强的手机。

图|小米官网
这一成果得益于迅猛发展的高密度硅碳负极锂电池。 天风证券报告指出,手机电池掺硅趋势明显,比例在 5 - 10%,且不限于高端机型。今年华为、vivo、OPPO 等企业均发布了使用硅基负极材料电池的手机,且从中高端向中低端渗透,硅碳负极使用量大幅增加。
目前石墨负极锂电池比容量接近理论极限,硅负极可将理论上限从石墨的 372 mAh/g 提升近十倍,达到 4200 mAh/g。理论比容量的大幅提升,意味着电芯能量密度飙升,这对手机这类小尺寸电子产品至关重要,也为国内激烈的手机市场提供了营销卖点。

图|IDC
中国的好东西,外国为什么不用?
苹果和三星每年研发投入巨大,并非不知道大电池的好处,也不缺乏相关技术。硅碳电池技术并非被中国企业垄断,日韩企业如日本信越化学、3DC 株式会社,韩国 SK 集团下属 SK Materials、浦项硅解决方案等,都掌握着许多硅碳负极相关技术专利。

SK Materials 与美国硅碳材料公司 Group14 合资成立的韩国尚州市硅碳负极材料工厂
那为何 iPhone 和 Galaxy 上看不到大电池?真正限制苹果和三星的是联合国《关于危险货物运输的建议书》中的第 188 号特殊规定(UN Special Provision 188)。
该规定指出:
1. 锂电池单颗电芯容量小于 20 瓦时,视为“小型电池”,可遵循简化的低成本运输规则。
2. 单颗电芯超过 20 瓦时,电池会被归为“危险品”,国际物流中需遵循严格的包装、标签、申报和防护运输规格,运输成本大幅增加。

从左到右:锂电池货物代码 UN3480,货物种类 9「其他危险品」,只能通过货机运输|Epec
受此规定影响最大的就是智能手机,包括 iPhone、三星 Galaxy 和国产品牌国际版型号。苹果和三星每年全球运输超两亿台手机,为控制运输成本,必须将电池总能量限制在 20 瓦时以内。
例如,iPhone 16 Pro Max 使用的 4685 mAh 电池,换算后为 18.17 瓦时;S25 Ultra 电池总能量为 18.84 瓦时;Z Fold7 的 4400 毫安时电池总能量为 17 瓦时。
可见,不是苹果和三星用不起大电池,而是它们更需兼顾中国以外市场,为控制物流成本、保证利润率和持续研发,只能选择小电池路线。
当然,苹果和三星死守 20 瓦时上限,不只是因为国际危险品运输条例。从商业角度看,作为全球运营的大企业,其产品工业设计和采购策略趋于保守,包括电池技术。特别是三星,不想重蹈 Note 7 爆炸的覆辙。
若国际物流安全制度不放松,苹果和三星手机电池短期内难有大突破。不过,三星 Z Fold7 虽电池小,但性能出色,2000 次充放循环后可用容量仍能维持在 80%以上,远超欧盟新规的 800 次及格线。
而电池耐用性,正是中国厂商常用的硅碳负极电池技术有待观察的方面。
SM - F966B/DS 即欧版的三星 Z Fold7,左下角 80% 余量循环为 2000 次
硅碳电池的现在,只是「如来」
硅碳电池技术虽能实现超高能量密度,但存在两个未解决的重大缺陷:硅负极的物理膨胀和循环寿命缩短。

用于锂电池负极上的硅碳复合材料|Novarials
目前主流锂离子电池用石墨作负极材料,硅碳电池则将负极材料换成含硅的碳(石墨)复合材料。但硅在充电时会剧烈膨胀,虽复合材料膨胀率低于纯硅负极的 400%,但仍远高于石墨的 10%,长期反复膨胀收缩会导致材料疲劳问题。

你也不想你的手机变成这样,对吧|Tom's Guide
另一方面,硅碳复合材料中的硅化学活性比石墨高,与电解液易发生化学反应,导致负极表面的“固体电解质界面膜”在充放循环时反复破裂与重构,加速锂离子和电解液消耗,宏观表现为硅碳电池可用容量衰减更快。
对普通用户来说,这意味着硅碳电池虽容量大功率高,但手机可能更快出现“电池健康报警”,续航衰减更明显。
去年底今年初,国产旗舰机型大多采用硅碳电池或类似技术,但其耐久性和生命周期还需时间验证。中国市场智能手机选择多、换机成本低,国内 Android 厂商标称手机充放循环次数大多为 300 - 500 次,可能用户还没等到电池不行就已换机。
从商业运营看,国内市场较高的周转率和较低的换电成本,可能是全球唯一能打得起硅碳电池消耗战的地方。
由此可见,苹果三星多年不改变电池容量,不全是“挤牙膏”。产品在国际运输和跨国销售中面临的规章阻碍很多,这是我们在面对国内大电池机型时难以察觉的。反之,国产手机厂商出海面临的挑战也不仅是电池问题。

图|36氪
本文来自微信公众号 “爱范儿”(ID:ifanr),作者:马扶摇,36氪经授权发布。
本文仅代表作者观点,版权归原创者所有,如需转载请在文中注明来源及作者名字。
免责声明:本文系转载编辑文章,仅作分享之用。如分享内容、图片侵犯到您的版权或非授权发布,请及时与我们联系进行审核处理或删除,您可以发送材料至邮箱:service@tojoy.com



