Adakah teknologi rantaian bekalan atau penyelidikan sendiri Rahsia di sebalik lonjakan hayat bateri telefon bimbit domestik

Memandangkan skrin telefon pintar telah menjadi lebih besar dan lebih besar, hayat bateri nampaknya tidak pernah menjadi lebih baik Pengalaman mengecas selama beberapa hari dalam era telefon berciri hilang selama-lamanya.

Sekali lagi, berapa lamakah masa penggunaan skrin bagi telefon berciri sebelumnya? Adakah 1 jam sehari? Telefon pintar hari ini mempunyai begitu banyak fungsi, skrin yang begitu besar, dan mereka perlu kekal dalam talian sepanjang masa Masa penggunaan skrin adalah sekurang-kurangnya lima atau enam jam Satu cas sehari nampaknya sangat berkuasa.

Jika anda telah menggunakan model perdana domestik yang dikeluarkan pada tahun lalu, anda akan mendapati hayat bateri mereka telah mencapai kemajuan yang besar, dan pada asasnya ia boleh dicas setiap dua hari. Bagaimanakah bateri telefon mudah alih berkembang ke tahap semasa dalam masa sedozen tahun sahaja? Apakah bateri Tasik Qinghai, bateri Lautan Biru, bateri Sungai Jinsha dan teknologi lain yang telah dilancarkan oleh pengeluar pada tahun lalu? Mengapa titik masa begitu dekat?

Lonjakan daripada nikel kepada litium

Generasi baharu pengguna telefon bimbit mungkin tidak pernah mendengar tentang teori ajaib bahawa "mengecas bateri sebelum habis akan menjadikan kapasiti bateri lebih kecil", dan inilah yang berlaku pada telefon mudah alih awal. digunakan Satu kelemahan utama bateri nikel-kadmium ialah kesan ingatan. Kemudian, bateri hidrida nikel-logam muncul, dan kesan ingatan telah bertambah baik dengan ketara.

Sehingga sekitar pergantian milenium, bahan dan teknologi pembuatan bateri lithium-ion mengalami inovasi besar Kos menurun dengan ketara, ketumpatan tenaga meningkat, dan masalah kesan memori bateri telah diselesaikan. Penambahbaikan ini menjadikan bateri litium-ion dengan cepat menjadi pilihan standard dalam industri telefon mudah alih, dan keseluruhan industri secara rasmi memasuki era bateri litium.

Bateri litium tradisional menggunakan elektrolit cecair, yang mengehadkan bentuk dan saiz bateri. Oleh kerana elektrolit mesti kekal stabil di dalam bateri sambil juga menghalang kebocoran dan kakisan, selongsong keras sering digunakan, yang mengehadkan reka bentuk bentuk bateri. Selain itu, elektrolit cecair boleh mengembang atau terbakar apabila terdedah kepada suhu tinggi atau cas berlebihan.

Kemudian, bateri polimer litium berkembang menjadi bateri polimer litium, yang digunakan secara meluas dalam industri Ia menggunakan elektrolit koloid atau pepejal dan dibungkus dengan filem aluminium ruang dalaman yang semakin padat. Kestabilan haba dan mekanikal bateri juga lebih baik, sekali gus mengurangkan risiko keselamatan.

Selepas teknologi bateri telefon mudah alih dibangunkan kepada polimer litium, ia tidak dinaik taraf dengan ketara untuk masa yang lama kerana batasan anod grafit dalam bateri litium secara beransur-ansur muncul.

Kapasiti khusus teori anod grafit adalah terhad kepada 372mAh/g, dan kadar resapan ion litium adalah rendah Faktor-faktor ini mengehadkan peningkatan ketumpatan tenaga bateri dan keupayaan pengecasan pantas.

Selain kelemahan prestasi bahan itu sendiri, grafit semulajadi, sebagai sumber yang tidak boleh diperbaharui, juga menghadapi banyak masalah.

Menurut data Kajian Geologi Amerika Syarikat (USGS), rizab grafit global pada tahun 2020 adalah kira-kira 300 juta tan Mengikut kadar perlombongan semasa, sumber grafit global dijangka habis menjelang 2050. Pada masa yang sama, grafit semula jadi, sebagai sumber semula jadi, juga dipengaruhi oleh faktor geografi seperti gas asli dan minyak, dan bekalannya tidak stabil.

Grafit tiruan boleh mengelakkan masalah yang disebabkan oleh grafit semula jadi pada tahap tertentu, tetapi proses penghasilan grafit tiruan memerlukan tenaga yang banyak dan menghasilkan sejumlah besar air buangan Jika tidak dirawat dengan baik, ia akan menyebabkan tanah dan air yang serius pencemaran, dan berkaitan dengan "Tenaga baharu" yang dipanggil "mesra alam" bertentangan dengan perkara biasa.

Terdapat juga faktor pengaruh terpenting dalam perniagaan: minat. Berdasarkan proses pengeluaran semasa, grafit tiruan dengan ketulenan yang sama adalah 20-30% lebih mahal daripada grafit semula jadi. Apabila sumber grafit semula jadi semakin berkurangan, harga grafit semula jadi akan menjadi semakin mahal.

Oleh itu, mencari bahan alternatif kepada grafit telah menjadi salah satu hala tuju pembangunan yang paling penting dalam industri bateri litium.

Bateri litium generasi akan datang: anod karbon silikon

Sama ada bateri Tasik Qinghai, bateri Blue Ocean atau bateri Jinsha River, mereka semua menyebut "anod karbon silikon" dalam promosi mereka, yang juga merupakan penyelesaian kepada masalah bateri semasa teknologi utama.

Seperti yang dinyatakan di atas, kekurangan grafit sebagai bahan elektrod negatif, adakah bahan lain yang boleh menggantikannya Ya, iaitu silikon.

Silikon, sebagai bahan elektrod negatif, mempunyai kapasiti khusus teori sehingga 4200mAh/g, iaitu hampir 11 kali ganda daripada grafit. Ini bermakna bateri litium yang menggunakan anod silikon secara teori boleh meningkatkan ketumpatan tenaga dengan ketara, dengan itu memanjangkan hayat bateri dan mengurangkan bilangan cas semula.

Walau bagaimanapun, bahan silikon akan mengalami pengembangan volum sehingga 300% semasa mengecas dan menyahcas perubahan volum yang ketara ini akan menyebabkan pecah bahan elektrod, sekali gus mengurangkan hayat kitaran bateri.

Untuk mengatasi cabaran ini, saintis membangunkan bahan komposit silikon-karbon. Dengan menggabungkan nanozarah silikon dengan bahan karbon, kestabilan bahan karbon boleh digunakan untuk menyekat pengembangan isipadu silikon dan meningkatkan kekonduksian keseluruhan melalui rangkaian konduktif karbon.

Walaupun teknologi anod silikon-karbon mempunyai potensi besar dalam meningkatkan prestasi bateri, kesukaran prosesnya masih wujud. Penyediaan anod silikon-karbon memerlukan kawalan tepat ke atas struktur nano bahan dan memastikan pengagihan seragam silikon dan karbon. Selain itu, kecekapan kali pertama dan kestabilan kitaran semasa pembuatan bateri juga merupakan cabaran utama yang perlu diatasi.

Kumpulan14 dan ATL

Malah, teknologi bateri anod silikon-karbon telah lulus pengesahan kebolehlaksanaan seawal tahun 1970-an Mengapa kita tidak melihat sejumlah besar terminal pengguna mengguna pakainya sehingga tahun lalu?

Saya perlu menyebut dua syarikat, satu ialah ATL (Tenaga Baharu) yang terkenal, iaitu syarikat induk Ningde New Energy dan Dongguan New Energy, dan satu lagi ialah syarikat permulaan Group14.

Pada 28 Februari 2023, Group14 secara rasmi mengumumkan bahawa ia telah membekalkan bahan SCC55 kepada ATL untuk membekalkan kuasa kepada produk 3C seperti telefon pintar generasi akan datang, dan mengatakan bahawa telefon mudah alih yang menggunakan bahan bateri SCC55 akan tersedia tidak lama lagi.

Pada 6 Mac, seminggu kemudian, Honor mengeluarkan telefon pintar pertama di dunia yang dilengkapi dengan teknologi bateri anod silikon, siri Magic5 Media Industri TechInsights turut mengesahkan bahawa pelaksanaan teknologi ini diterajui oleh produk bahan bateri Kumpulan14 SCC55.

Kita juga boleh melihat dalam video pembongkaran terkenal komputer mikro utama Up bahawa sama ada bateri Tasik Qinghai, bateri Blue Ocean atau bateri Jinshajiang, semuanya dihasilkan oleh Syarikat Xinnengde dan menggunakan sel ATL. Kami pada dasarnya boleh meneka daripada ini bahawa teknologi anod karbon silikon yang mereka gunakan menggunakan bahan SCC55 Kumpulan 14.

Kenapa mesti SCC55 Kumpulan14? Kerana pada masa ini tidak banyak syarikat yang boleh menghasilkan bahan anod silikon-karbon secara besar-besaran, dan Kumpulan14 mempunyai bahagian terbesar di kalangan mereka.

Rising Star: SCC55

Sebelum memperkenalkan SCC55 secara rasmi, mari kita fahami secara ringkas jenis syarikat Group14.

Silikon menduduki tempat ke-14 dalam jadual unsur berkala, di mana "14" dalam Kumpulan14 berasal. Ditubuhkan pada 2015, syarikat ini komited untuk menukar bateri litium-ion kepada bateri anod litium-silikon untuk membantu menyelesaikan masalah penyimpanan tenaga Ia telah berturut-turut menerima pelaburan daripada ATL, SK Materials, Porsche dan syarikat lain, dengan jumlah terkumpul lebih daripada. 600 juta dolar AS Ia adalah pemain terkemuka dalam industri bateri litium.

Anod silikon-karbon ialah teknologi baru muncul Banyak syarikat di dalam dan luar negara sedang mengusahakannya, dan mereka telah menerima banyak pembiayaan malah telah mengeluarkan parameter yang sangat menakjubkan pada "PPT". Walau bagaimanapun, kebanyakan mereka masih berada di makmal atau keadaan teori, jauh dari memenuhi keperluan pengeluaran besar-besaran.

Kumpulan14 hampir yang pertama mencapai pengeluaran besar-besaran berskala besar, dan ia juga mempunyai kelebihan yang tiada tandingan dalam aplikasi.

Keunikan SCC55 terletak pada reka bentuk strukturnya. Bahan ini terdiri daripada nanozarah silikon yang tertanam dalam perancah karbon. Struktur ini membolehkan zarah silikon menghubungi elektrolit sepenuhnya, dengan itu meningkatkan kecekapan pengecasan dan nyahcas bateri. Selain itu, perancah karbon menyediakan sokongan mekanikal untuk menghalang zarah silikon daripada mengembang dan mengecut semasa pengecasan dan nyahcas.

Oleh itu, ketumpatan tenaga bateri anod silikon SCC55 adalah 50% lebih tinggi daripada bateri lithium-ion tradisional, dan kelajuan pengecasan lebih pantas, secara teorinya hanya mengambil masa beberapa minit.

Bahan SCC55 juga mudah dimasukkan ke dalam pengeluaran Daripada bateri butang hingga bateri pek lembut, pengeluar boleh meletakkan SCC55 dengan lancar ke dalam mana-mana barisan pengeluaran bateri litium, kilang super atau reka bentuk bateri tanpa pelarasan semula proses.

Berbanding dengan konsep, pengeluaran besar-besaran secara besar-besaran adalah asas untuk keuntungan.

Proses dua langkah Group14 menjadikan penskalaan mudah, mula-mula mensintesis karbon untuk mencipta perancah karbon, kemudian mencipta silikon di dalam perancah dan melaraskan lompang dalaman, akhirnya membentuk SCC55 yang menakjubkan. Butiran proses khusus telah pun digunakan untuk paten global oleh Group14 dan telah menjadi asas kepada empayar perniagaannya.

Group14 juga telah mereka bentuk proses yang mudah ditiru untuk membina kilang semua saiz (kilang BAM) di mana sahaja diperlukan. Setiap modul adalah serba lengkap dan boleh menghasilkan 10GWj bahan setiap tahun. Sebarang bilangan modul juga boleh digabungkan bersama seperti yang diperlukan untuk membentuk kilang BAM dalam sebarang saiz.

Dari segi kapasiti pengeluaran, kilang BAM-1 Group14 di Woodinville, Washington, Amerika Syarikat kini membekalkan lebih daripada 65 pelanggan, yang merangkumi 95% daripada pasaran pengeluaran bateri global juga digunakan di Asia, Eropah dan lain-lain wilayah. Apa yang pasti, pengeluaran kilang BAM-1 telah melebihi 10GWj, yang boleh memenuhi keperluan lebih kurang 100,000-200,000 kenderaan elektrik.

Sekiranya pengeluaran lancar, kapasiti pengeluaran kilang BAM-2 di Washington akan menjadi dua kali ganda berbanding BAM-1, dan ia akan menjadi kilang teknologi bateri anod silikon termaju terbesar di dunia pada tahun 2024.

Ditulis pada penghujungnya

Orang ramai dalam industri sering mengejek: Ini bukan semua teknologi rantaian bekalan, bagaimana pula dengan penyelidikan sendiri. Berdasarkan keputusannya, sel elektrod karbon negatif silikon syarikat-syarikat ini semuanya daripada ATL, dan kemungkinan besar ia diperbuat daripada bahan SCC55.

Tetapi sebenarnya, komunikasi antara rantaian bekalan dan pengeluar bukanlah satu hala Penerapan banyak bahan dan teknologi selalunya hasil usaha bersama kedua-dua pihak. Secara analogi, teknologi rantaian bekalan adalah seperti bahan-bahan Produk akhir masih bergantung pada teknik memasak dan perasa.

Mengambil hayat bateri yang dibincangkan dalam artikel ini sebagai contoh, aplikasi pengeluaran besar-besaran bateri anod silikon-karbon adalah kuncinya. Ketumpatan tenaga teori anod silikon-karbon jauh lebih tinggi daripada anod grafit tradisional, yang boleh meningkatkan hayat bateri dengan ketara. Bahan SCC55 Group14 kini merupakan salah satu bahan anod silikon-karbon yang paling mewakili, dengan prestasi cemerlang dan keupayaan pengeluaran besar-besaran.

Pada masa yang sama, pelbagai pengeluar telefon bimbit juga telah mengoptimumkan proses pembungkusan bateri, pengurusan kuasa, penjadualan sistem, dsb., dan akhirnya membenarkan pengguna mendapatkan telefon bimbit dengan hayat bateri yang sangat baik.

Bagi soalan yang disebut dalam tajuk artikel ini, setiap orang boleh mempunyai pemahaman mereka sendiri.

Atas ialah kandungan terperinci Adakah teknologi rantaian bekalan atau penyelidikan sendiri Rahsia di sebalik lonjakan hayat bateri telefon bimbit domestik. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!