刘丹 发表于 2021-12-11 14:26:40

如何看待小米宣布手机电池技术新突破,「同体积下电池容量 ...

初代米粉前来报道。

从初代米1(前30万,今年拿到1999红包的那批,截图为证),红米1s,小米3,小米6,小米9,小米11pro一路用来的忠实用户。


在用过的所有小米手机里面,米3和米9是体验相对不那么好的(所以有了小米买双不买单的说法),米3原因是NVIDIA拉胯,而米9就是为了轻薄牺牲了电池,以至于消息比较多的我需要一天N充,实在是难以忍受。
而目前使用的米11p,非常满意,50MP的主摄基本满足我拍照的需求,而5000mAh电池配合双67W充电,就告别了充电的焦虑,办公室用67W无线充,让人忘记充电这件事情。电池容量的进步对手机的使用体验是至关重要的。
作为一名研究过几年锂电池的汽车工程师,在雷军转发的这则微博里面,我看到了新能源汽车电池技术在手机端的应用,说实话,小米这波宣传写的不清不楚,图示和简写也没有弄得很清楚,下面我来给大家详细说说。
一、锂电池材料工艺技术进步——掺硅补锂

小米此次宣传的电池技术突破,涉及到三个名词:高硅负极,极片补锂和梯度极片。
动力电池级高硅补锂技术,本质上和2021年1月9日NIO day 蔚来汽车发布的“无机预锂化硅碳负极”技术,1月13日智己汽车发布的“掺硅补锂”技术以及此前Tesla所说的“预锂化”技术是一致的,是动力锂电池行业公认的提升电池容量的方法,几家号称1000km以上续航的电动车都宣称应用了这一技术。
为什么掺硅补锂可以提升电池容量呢?这要从锂离子电池的工作原理说起。锂离子电池本质是浓差电池,又被称作“摇椅式电池”,锂离子在正负极材料之间来回跑,就是电池的充放电过程。充电的时候,锂离子从正极材料脱离,通过隔膜和电解质游到负极;放电的时候,锂离子从负极材料中脱离,通过隔膜和电解质游到正极。按照一个直观性理解,正负极材料里面能够容纳的锂离子越多,电池的容量就越大。
此前提升电池容量的研究多集中在正极材料(一个很大原因是正极材料贵),在产业界长时间攻关下,正极材料容量已经有了长足进步。这时候大家目光又看到负极材料了,虽然目前主要负极材料用的石墨比较便宜,但是也接近极限了。如果负极能够进一步提升容量,虽然成本上可能没啥优势,提升的体积容量可以让使用体验大幅上升。
最为常见的石墨负极,完全嵌锂形成石墨插层化合物时,理论比容量为372mAh/g;而硅基负极的理论比容量高达4200mAh/g。硅基负极比容量这么好,为什么不用呢?原因是在嵌锂反应中,石墨的体积膨胀率仅为10%左右,而硅的体积膨胀率可以达到300%。锂离子电池内部是精细均匀的层状结构,硅材料这么大的膨胀率,非常容易造成相应的结构损坏,影响电池的安全性和循环寿命。
总之,科学家和工程师们,为了提升负极的锂离子容量,想了很多办法,提升了负极的硅含量,这就是第一个名词“高硅负极”。
然而在电池的生产过程中,有一道工序叫做“化成”,在化成工序中原本不带电的电芯进行充放电,而在这个过程里面,会消耗掉锂离子生成SEI(Solid Electrolyte Interface,固态电解质界面)膜。而由于前面提到的硅的膨胀率特别大,含硅负极会比石墨负极消耗掉更多的锂,这让原本因为掺硅而提升的锂含量又降低了不少,把前面大家的心血浪费了。
解决问题的思路总是简单粗暴,既然这里消耗掉了锂,那我就想办法再补一点锂,而小米使用的方法,是目前效果比较好的锂箔补锂,在负极材料的表面精准的补充一层锂箔,在和电解液接触处直接补充SEI膜所消耗的锂。这就是小米说的第二个名词“极片补锂”。


含硅负极带来容量增大的好处同时,还有个弊端,就是锂在硅负极中的扩散系数要比石墨负极扩散系数要小,也就是说硅负极中锂运动的阻力更大。小米给出的方案是将石墨材料更多放在负极外表面(和隔膜电解质接触的部分),用石墨的高扩散系数保证快充下锂离子的流动;将硅材料更多更多的放在负极内部(靠近集流体也就是铜箔)的地方,提升容量。这样负极的含硅量在厚度方向上是呈梯度分布的,这既是小米说的第三个名词“梯度极片技术”。
简单总结一下,就是为了提升电池的容量,采用了现在新能源汽车电池最前沿的“高硅负极”技术;为了解决硅含量高的消耗有效锂含量副作用,使用了效果比较好的“极片补锂”技术;然后为了避免硅含量高锂离子扩散慢影响快充,应用了“梯度极片技术”同时兼顾容量和快充。
不得不说小米这波宣传材料写的真是差,图示也不清不楚,有的标铜箔,有的标集流体,实际上是一样的东西。


二、锂电池封装工艺进步

小米的高集成封装技术,则是像是新能源汽车行业的电池成组技术突破。比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP技术,通过结构上的创新,减去了电池模组这一结构件,直接组成电池包,提升了电池包的体积容量。而手机电池不涉及成组的问题,但还是有不少结构上的改进空间,小米给出了这样的答案。
说实话,MCP和MNP到底是啥的缩写,我也没搞清楚,小米的宣传稿写的真是差。这里面提及的PCM,是锂电池的保护电路板。
封装工艺的进步体现在,电芯本体结构根据手机的应用环境进行优化,充分利用空间。电池保护电路板根据使用需求进一步提升其集成度,减小体积,提高集成度。
封装工艺的进步体现了主机厂反指导供应链这一趋势。原本都是主机厂根据供应链有什么而去设计,现在则是主机厂需要什么,供应链你听我的这样来搞。这点和汽车届真的是越来越像了。


三、电池管理技术进步

最后这个电池管理芯片也是很有意思,很多地方借鉴了汽车BMS和电池物联网的概念。核心还是电池的寿命和安全问题。电池有很多有意思的特性,比如长时间高SOC(高电量)其实是对电池不太好的,电动汽车很多时候也不会让用户充满到100%电量,而很多人习惯夜间充电,小米充的很快,半小时充满之后,就一直插着电,保持100%电量直到早上起床。这样电池长时间处于100%并不好。而用户只是要我用手机的时候有100%电量就好了,可以让手机晚上充电到90%,早上快起床时候再充到100%,这样通过时域上充电和使用的解耦,兼顾了手机电池安全和用户电量需求。而这在之前的手机芯片上实现起来可能并不那么划算。小米通过自研的澎湃芯片能够更加方便和低成本的实现,进而可以有更多的招数可以玩。



小米这次电池技术上的创新,像是新能源汽车动力电池技术的一次跨界。我不知道这里面供应链技术占多少比例,小米的技术创新占多少比例。但不管咋样,小米迈出了电池领域的细致创新的一步,也许能够取得个半年一年的技术领先优势,其他友商很快也会跟进。这是一个快速迭代进步的时代,没有什么护城河能够永垂不朽。
欣赏这篇回答里答主所说的这两句话,1.卷到尽头就是创新 2.见过火焰的人,无法忍受黑暗。
在加速内卷的竞争中,我们将迎来真正的技术创新,打造更好的产品,服务我们的用户。作为一个资深米粉,我希望看到小米真正的去钻研,消化供应链的基础技术,在此基础上去指导,反哺供应链,形成闭环式创新,达到共同进步。而不是东一榔头西一棒子的所谓黑科技,做不到完整的体验。
对于手机行业是这样,对于我所在的汽车行业更是如此。
另外希望小米的宣传文案能够再写的用心一点,我研究过电池的看起来尚觉得有点混乱,你让其他朋友怎么看啊。
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我是 @彼方说WindyWing,一个从米1首发就支持小米的资深米粉,目前在自主品牌做自动驾驶工程师,玩过车队,搞过锂电池,创过业,深入研究过底盘和NVH。没有什么能够阻挡,对世界的探索和理解。欢迎关注我,带你了解更多有关自动驾驶,新能源汽车的事情。

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༺屯迷糊༻ 发表于 2021-12-11 16:58:03

初代米粉前来报道。

从初代米1(前30万,今年拿到1999红包的那批,截图为证),红米1s,小米3,小米6,小米9,小米11pro一路用来的忠实用户。


在用过的所有小米手机里面,米3和米9是体验相对不那么好的(所以有了小米买双不买单的说法),米3原因是NVIDIA拉胯,而米9就是为了轻薄牺牲了电池,以至于消息比较多的我需要一天N充,实在是难以忍受。
而目前使用的米11p,非常满意,50MP的主摄基本满足我拍照的需求,而5000mAh电池配合双67W充电,就告别了充电的焦虑,办公室用67W无线充,让人忘记充电这件事情。电池容量的进步对手机的使用体验是至关重要的。
作为一名研究过几年锂电池的汽车工程师,在雷军转发的这则微博里面,我看到了新能源汽车电池技术在手机端的应用,说实话,小米这波宣传写的不清不楚,图示和简写也没有弄得很清楚,下面我来给大家详细说说。
一、锂电池材料工艺技术进步——掺硅补锂

小米此次宣传的电池技术突破,涉及到三个名词:高硅负极,极片补锂和梯度极片。
动力电池级高硅补锂技术,本质上和2021年1月9日NIO day 蔚来汽车发布的“无机预锂化硅碳负极”技术,1月13日智己汽车发布的“掺硅补锂”技术以及此前Tesla所说的“预锂化”技术是一致的,是动力锂电池行业公认的提升电池容量的方法,几家号称1000km以上续航的电动车都宣称应用了这一技术。
为什么掺硅补锂可以提升电池容量呢?这要从锂离子电池的工作原理说起。锂离子电池本质是浓差电池,又被称作“摇椅式电池”,锂离子在正负极材料之间来回跑,就是电池的充放电过程。充电的时候,锂离子从正极材料脱离,通过隔膜和电解质游到负极;放电的时候,锂离子从负极材料中脱离,通过隔膜和电解质游到正极。按照一个直观性理解,正负极材料里面能够容纳的锂离子越多,电池的容量就越大。
此前提升电池容量的研究多集中在正极材料(一个很大原因是正极材料贵),在产业界长时间攻关下,正极材料容量已经有了长足进步。这时候大家目光又看到负极材料了,虽然目前主要负极材料用的石墨比较便宜,但是也接近极限了。如果负极能够进一步提升容量,虽然成本上可能没啥优势,提升的体积容量可以让使用体验大幅上升。
最为常见的石墨负极,完全嵌锂形成石墨插层化合物时,理论比容量为372mAh/g;而硅基负极的理论比容量高达4200mAh/g。硅基负极比容量这么好,为什么不用呢?原因是在嵌锂反应中,石墨的体积膨胀率仅为10%左右,而硅的体积膨胀率可以达到300%。锂离子电池内部是精细均匀的层状结构,硅材料这么大的膨胀率,非常容易造成相应的结构损坏,影响电池的安全性和循环寿命。
总之,科学家和工程师们,为了提升负极的锂离子容量,想了很多办法,提升了负极的硅含量,这就是第一个名词“高硅负极”。
然而在电池的生产过程中,有一道工序叫做“化成”,在化成工序中原本不带电的电芯进行充放电,而在这个过程里面,会消耗掉锂离子生成SEI(Solid Electrolyte Interface,固态电解质界面)膜。而由于前面提到的硅的膨胀率特别大,含硅负极会比石墨负极消耗掉更多的锂,这让原本因为掺硅而提升的锂含量又降低了不少,把前面大家的心血浪费了。
解决问题的思路总是简单粗暴,既然这里消耗掉了锂,那我就想办法再补一点锂,而小米使用的方法,是目前效果比较好的锂箔补锂,在负极材料的表面精准的补充一层锂箔,在和电解液接触处直接补充SEI膜所消耗的锂。这就是小米说的第二个名词“极片补锂”。



含硅负极带来容量增大的好处同时,还有个弊端,就是锂在硅负极中的扩散系数要比石墨负极扩散系数要小,也就是说硅负极中锂运动的阻力更大。小米给出的方案是将石墨材料更多放在负极外表面(和隔膜电解质接触的部分),用石墨的高扩散系数保证快充下锂离子的流动;将硅材料更多更多的放在负极内部(靠近集流体也就是铜箔)的地方,提升容量。这样负极的含硅量在厚度方向上是呈梯度分布的,这既是小米说的第三个名词“梯度极片技术”。
简单总结一下,就是为了提升电池的容量,采用了现在新能源汽车电池最前沿的“高硅负极”技术;为了解决硅含量高的消耗有效锂含量副作用,使用了效果比较好的“极片补锂”技术;然后为了避免硅含量高锂离子扩散慢影响快充,应用了“梯度极片技术”同时兼顾容量和快充。
不得不说小米这波宣传材料写的真是差,图示也不清不楚,有的标铜箔,有的标集流体,实际上是一样的东西。


二、锂电池封装工艺进步

小米的高集成封装技术,则是像是新能源汽车行业的电池成组技术突破。比亚迪的刀片电池和宁德时代的CTP技术,通过结构上的创新,减去了电池模组这一结构件,直接组成电池包,提升了电池包的体积容量。而手机电池不涉及成组的问题,但还是有不少结构上的改进空间,小米给出了这样的答案。
说实话,MCP和MNP到底是啥的缩写,我也没搞清楚,小米的宣传稿写的真是差。这里面提及的PCM,是锂电池的保护电路板。
封装工艺的进步体现在,电芯本体结构根据手机的应用环境进行优化,充分利用空间。电池保护电路板根据使用需求进一步提升其集成度,减小体积,提高集成度。
封装工艺的进步体现了主机厂反指导供应链这一趋势。原本都是主机厂根据供应链有什么而去设计,现在则是主机厂需要什么,供应链你听我的这样来搞。这点和汽车届真的是越来越像了。


三、电池管理技术进步

最后这个电池管理芯片也是很有意思,很多地方借鉴了汽车BMS和电池物联网的概念。核心还是电池的寿命和安全问题。电池有很多有意思的特性,比如长时间高SOC(高电量)其实是对电池不太好的,电动汽车很多时候也不会让用户充满到100%电量,而很多人习惯夜间充电,小米充的很快,半小时充满之后,就一直插着电,保持100%电量直到早上起床。这样电池长时间处于100%并不好。而用户只是要我用手机的时候有100%电量就好了,可以让手机晚上充电到90%,早上快起床时候再充到100%,这样通过时域上充电和使用的解耦,兼顾了手机电池安全和用户电量需求。而这在之前的手机芯片上实现起来可能并不那么划算。小米通过自研的澎湃芯片能够更加方便和低成本的实现,进而可以有更多的招数可以玩。




小米这次电池技术上的创新,像是新能源汽车动力电池技术的一次跨界。我不知道这里面供应链技术占多少比例,小米的技术创新占多少比例。但不管咋样,小米迈出了电池领域的细致创新的一步,也许能够取得个半年一年的技术领先优势,其他友商很快也会跟进。这是一个快速迭代进步的时代,没有什么护城河能够永垂不朽。
目前 SoC 这么强了 OPPO 为什么还要自己做芯片?OPPO 做芯片有什么想象空间?欣赏这篇回答里答主所说的这两句话,1.卷到尽头就是创新 2.见过火焰的人,无法忍受黑暗。
在加速内卷的竞争中,我们将迎来真正的技术创新,打造更好的产品,服务我们的用户。作为一个资深米粉,我希望看到小米真正的去钻研,消化供应链的基础技术,在此基础上去指导,反哺供应链,形成闭环式创新,达到共同进步。而不是东一榔头西一棒子的所谓黑科技,做不到完整的体验。
对于手机行业是这样,对于我所在的汽车行业更是如此。
另外希望小米的宣传文案能够再写的用心一点,我研究过电池的看起来尚觉得有点混乱,你让其他朋友怎么看啊。
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我是 @彼方说WindyWing,一个从米1首发就支持小米的资深米粉,目前在自主品牌做自动驾驶工程师,玩过车队,搞过锂电池,创过业,深入研究过底盘和NVH。没有什么能够阻挡,对世界的探索和理解。欢迎关注我,带你了解更多有关自动驾驶,新能源汽车的事情。

人生路漫漫 发表于 2021-12-11 18:31:43

阿米对电池和快充技术好像有一种异样的执着,是之前18W快充和小米9的续航尿崩被喷多了吗(狗头)
不过确实阿米最近几年的电池技术和快充技术进步很大,有线快充从落后直接到了TOP级别,到现在也没几台手机支持120W有线快充的。无线快充就不用说了,一直是行业引领者。
电池方面阿米已经不是第一次创新性地使用电池新技术了。PPT发布后一直没落地的MIX α就搭载了“纳米硅基锂离子电池”,小米11Pro和11Ultra则是更进一步,量产了第二代“纳米硅氧基负极材料 ”电池。
今天的动力电池级高硅补锂技术,光是打出来都不容易,相信也是电池技术的一个突破方向吧。关于这个海报我注意到两点:1、明年下半年量产,那就是MIX5和12Ultra上会搭载。2、澎湃电量计芯片。澎湃没有被下马,还在继续推进,只是步子变得小了,这是好事。饭一步一步吃吧。
至于更多的,等实装了再说吧。

小丸子 发表于 2021-12-11 18:45:15

为什么评论居然在夸小米性价比科研无敌,你们真的不是黑么?掺硅补锂技术在动力电池上实现专利布局至少有五年了,五年后的今天,小米发布一个3c电池的掺硅补锂。要是做科研,这种操作我们称之为水文章。
电池并不是一个技术门槛非常高的行业,不像芯片一样,没有仪器你就是做不出来。在电池领域想做领头羊很难,要去攻关各种技术,但是做一个追赶者难度非常低,把龙头企业的电芯买一批过来,逆向拆解,负极材料甚至电镜下看一眼就知道这家负极用的哪一家供应商。唯一不好逆向的就是电解液,也是有手段知道配方的。剩下的就是想办法绕开专利了。逆向出的电芯可能没有原电芯那么好的性能,但是模仿个七七八八不成问题,如果不在乎销量,又不是不能用。
看到小米这个宣传稿,我只能说,不愧是你。
——————————————————————————————————————
掺硅补锂技术,提出过很多年了。
硅负极商业化最大的问题还是首圈库伦效率过低。要知道电池中承担充放电的锂全部来源于正极,所以负极首效低会导致正极中大量的锂损失,相当于一部分正极都变成了没有活性只占重量的组件,从而容量衰减严重。
解决思路也很简单,这些锂损失是不可避免的,但是从正极损失的代价太大了,因为相对于负极来说,携带同样数量的锂需要正极的质量越多。既然如此,不要从正极损失就好了,补锂技术也就来源于这个想法。负极补锂一般用纯金属的锂箔或者一些锂合金,这些物质具有电化学活性,正极损失的锂可以在之后的循环中被这些物质中含有的锂所补充,从而激活正极,而这些物质变成非活性物质。而相对于正极来说,这些物质同体积或者质量下,能携带的锂多得多,自然可以降低非活性物质的占比,从而提高能量密度。
此外,硅碳负极主要问题还有硅体积膨胀严重,易粉化造成容量损失,就算是用昂贵的氧化亚硅,体积变化也在150%左右。对于3c电池来说,体积变化率非常关键,消费电子器件内部空间极其有限。一个体积膨胀率过大的电芯,是没办法用于3c市场的。这是硅材料的硬伤,也基本上是所有高容量材料的硬伤,毕竟容纳锂离子是需要空间的,容纳得越多需要的空间也就越大,体积膨胀率也就会越高。解决方案也很简单,少加点硅,容量低点但体积膨胀率也凑合能用,容量优于石墨负极就好了。
至于梯度化电极提高快充能力,没想通这个神奇的操作,本来就不容易充放电的材料,还把他埋在里面,锂离子更难扩散进去了。这是要在快充场景下完全放弃硅的容量?或者小米认为埋在里面更靠近集流体,导电性更好,有利于提高快充能力?不管是哪种,他说能提高快充那就能吧,这玩意要测了才知道,猜不出什么东西。
至于很多人质疑小米有没有电池团队,那当然是有的。小米在北京有3c电池研发岗位,在上海有动力电池研发的岗位。不过小米对电池研发的定位摇摆不定,一会儿说要招动力电池研发,一会儿说要招3c电池研发,钱给的不多但屁事贼多,方向卡的特别严,3c电池研发不要动力电池研发背景的,我见识少,这种操作实属首次见识。说实话,就小米给的那点薪资,真的没有挑挑拣拣的资格。

꧁꫞꯭小꯭云꯭ 发表于 2021-12-11 20:51:30

我一直认为目前手机体验的最大桎梏就是电池,因为电池不够大,所以手机SoC不能解放更多性能,不能加更好的散热,因为电池不够大,所以要卷快充,充电头越来越大,反而越来越不便携。
所以小米能在电池上做出一点攻坚,这个方向无疑是非常正确的。
实际的做法其实也没什么花里胡哨的,第一个做法就是改材料。
对于目前的锂电池来说,提高能量密度的一个主流方法就是在材料里掺硅,不过掺了硅之后,会导致一个后果,那就是锂会比较容易损失,导致容量下降,电池膨胀。
小米的解决方法,就是在电池里添加锂箔,随时补充流失的锂,保持锂元素的充足。


还有一个问题就是高硅材料快充性能不容易做强,于是小米把高能量密度的高硅材料藏在内部,外面包裹上充电速度更快的石墨,最终实现了大容量快充。



材料改完之后,就是提升电池体积,手机内部寸土寸金,需要堆叠的东西越来越多,留给电池的空间越来越吃紧,想让手机内部留更多比较难,那就只有看看电池自己的了。电池除了电芯以外,还有电源控制板占据了一块体积,这个电池板的集成度,就有很多功夫可以下了。
一方面,把平放的电池板竖起来贴在电池上,这样就小了一大块体积。
另一方面,用SiP技术,把多个芯片的die封装在一起,变相实现类似SoC的功能,一颗芯片封装定原来多颗,减少了芯片数量,也变相减小了电路板体积。



靠着这两个技术,小米就让电池在同体积下容量提升了10%,这10%看似不多,但是也算是额外多了一两个小时的续航时间,依然是很香的。

此外还有个澎湃电量计芯片,看起来很厉害的样子。


其实最早小米做SoC失败之后,我就觉得小米从手机周边芯片开始做起才算是比较稳妥的做法,可惜的是小米战略定力还是不够,澎湃失败后续也没有太多动力搞其他的。
这两年才把这些慢慢捡回来,芯片浪潮也来了,最终没能成为先行者。
而从现在开始,先发优势没了,只剩下一个个攻坚战,和友商疯狂内卷,说实话有些可惜。
不过我还是相信小米,小米真要搞,那确实是会认真搞的。

最后,希望这些技术能在小米12这代旗舰手机上看到,也希望小米12产品线的各个产品不会让我失望。

如颖随形 发表于 2021-12-11 22:13:41

小米有个谈不上优点,也很难称作缺点的特质,那就是对于“量化和跑分”有谜一般的执着。
在这个特质的影响下,小米前几年最喜欢做的事就是疯狂的迷恋跑分,不服跑个分?
后来大家的硬件都上来了,跑分也开始逐渐失去了意义,所有人都开始卷起了拍照。
小米在吃了MIX2S一次败仗后,痛定思痛,开始了拍照的堆砌和跑分之旅。从2018年那个笑话,到2021年发布会上力压索尼黑卡,小米在拍照上实现了华丽转身。
而且单纯的依靠CMOS体积扩大和算法调校已经不能让小米刷到更高的分了,所以小米把目光瞄到了高通ISP上,不论如何堆砌硬件和优化软件,背后都是高通的芯片在做支撑。
所以小米自己整了个ISP芯片,澎湃C1。尽管这个芯片首发在了并不是主打拍照的MIX FOLD 上,但是可以预见的,这个芯片必然会用到将来的旗舰上,从而实现更高的突破。
同样的逻辑也顺延到了续航和充电上。
手机的续航长短和充电速度非常的容易量化,也非常容易被用户感知。当年小米祖传18瓦快充和祖传3000毫安时电池被友商按着打,现在小米做到了120瓦有线+50瓦(实际100瓦)无线,并且还能实现120瓦和5000毫安时大电池并存,又一次做到了头部。
但是电池容量和体积都是有极限的,与之同时被电池限制的还有充电的速度。
所以小米这几年从石墨烯电池,到硅氧负极电池,再到今天高硅补锂技术,以及为了未来更好、更高、更快的充电,小米自己又做了一个澎湃电量计芯片,虽然芯片很小,但是意义非凡,这个芯片至少保证了小米未来几年在充电上的继续领先。
“量化、跑分”这两个词最近几年一直被打成low的代名词,毕竟正儿八经高端机谁看你参数啊,品牌最重要。
但是吧,如果不以量化和跑分为目标,一切努力将会无从下手。产品力不行,你做什么都是错的。希望小米还能继续保持这种劲头,多去整点今天这样的小惊喜出来。

牽手 发表于 2021-12-11 23:21:02

今天透露出的这些信息,我更相信是小米和上游供应商对于负极材料的共同探索。
1. “传统手机硅氧负极的3倍”,“快充能量密度高达740Wh/L”:目前市面上的研究硅负极材料的电池厂商很多,各家用在手机电池上的配方也有比较大差异,采用的硅材料也不尽相同(硅氧、硅碳、预锂化的硅……)因此硅的添加量并不能简单地用倍数来比较,另外电池的能量密度和电芯的尺寸有一些关系,结合一般手机电池尺寸以及补锂的信息,我大致估算了这次的负极材料硅含量可能在20%-30%之间。



2. “在负极极片表面复合超薄锂箔”,“金属锂补锂”:这里说到的工艺,对过程管控要求极高,需要很高的自动化程度,异物管控和水分管控也非常严苛,但是毋庸置疑这样的补锂手段直接且高效;与此同时并不能很乐观地认为“锂金属的危险性不复存在”:是否有足够的过电位能让金属锂全部成为活性锂补偿进充放电过程,对于快充电池循环后期的析锂问题仍无法解决。目前市面上采用这样的补锂技术的公司应该不多(我所知道的国内应该不超过3家,国外了解到的也就个别公司能做到),那量产化的距离可能就更远了。



3. “梯度极片技术”:梯度涂覆技术的应用应该比较广泛了,各厂商对此方法的专利也是各有千秋,从开始的不同固含量的浆料涂布,到后来不同压实密度层状分布,再到最近行业会议里听到的,不同大小/形貌的石墨梯度涂覆,现在看到了不同负极材料进行的涂覆(内层硅,外层石墨),说实话,有眼前一亮的感觉,我的同事对于这样的工艺也是十分好奇,至于这种结构如何实现高能量密度和快充性能的兼容,我目前还没有很好的理解。


但是可能还有一些难关需要注意,比如内层硅的电子电导如何提高,梯度涂覆的界面是否存在电位差影响性能,硅和石墨充放电过程中体积膨胀收缩是否会影响极片的粘接,是否会剥离、分层等。硅相对于石墨确实有更好的能量密度和倍率性能,在快充方案中增加硅的含量,确实有可取之处,甚至是不二法门。
4. 再简单说一下pack吧,”MCP”“MNP”:各家都有对自家的pack有专属的命名,电芯的封装对电池的体积能量密度还是有较大的影响。从图中看,MCP确实解放了电池前沿部分的空间;MNP能集合众多电子器件,理论上也是手机空间的更合理利用。不过与此,安全性能和散热可能有一些挑战,手机里的各个部件都在努力轻薄化,电池自然不应该拖了后腿。
5. 最后,“小米澎湃电量计芯片”:现在越来越多的电池厂都在关注电池的全生命周期监控,从生产制造到使用再到废弃,越来越多的”xx系统”应运而生。万物互联,大势所趋。

放眼整个电池行业,乃至整个制造业,工艺的调整和验证其实有相当大的滞后性,电池性能的长期测试动辄三四个月,更不用说再导入量产。如果从时间上来看,文中期待的量产时间是明年(22年)下半年,从今年年初(第二代硅氧负极首发)到明年年底这段时间,其实小米试错的机会非常有限, 如果真的按计划完成了,应该是整个行业通力合作,不断推动材料、电池、pack、芯片等的进步,那真的是一件非常了不起的事情。

道阻且长,行则将至,行而不辍,未来可期!

晨晨66 发表于 2021-12-12 00:45:41

小米的手机电池,在同等体积下手机电池容量提升 10%,续航提升 100 分钟!问怎么看?
来理一理,iPhone 13 的电池容量是3227 mAh, iPhone 12 的电池容量是2815 mAh(我先说了,用毫安换算是不对,但是对比的时候好用。)
相比iPhone 12, iPhone 13 容量提升了大约15%,续航提升了1-2小时。
iPhone 12 和iPhone 13 的电池尺寸大小不确定是不是一样,我还没有拿到过13的电池,但是看拆解图的话,应该iPhone 13 的电池略大一点点。
iPhone 13 用的A15芯片也会提升手机的续航能力,不是单靠电池容量的提升。
再因为国内有很多第三方厂商也都有生产苹果电池,基本上在电池容量提升的情况下,电池会略大一些。
所以再来看待小米手机电池这一新突破,是使用了动力电池级高硅补锂技术运用到手机上,动力电池这几年发展迅猛。


手机电池多用的是锂离子聚合物,如果能有更多的电池技术的突破,那我认为值得期待。

妄想与疯话 发表于 2021-12-12 01:26:18

封装方面提升2%是有较大可能性的,但电芯提升8%是真的很厉害了。
我好奇的是,小米有电池工厂吗?没有电池工厂是怎么做到的?
我们公司做电池,只是现有工艺上做一些微小的工艺变动,从开发结束,到产线实验,到产线试产,再到量产,最顺利的情况下也得大半年。
要是不顺利,那就是反复在产线实验,一次又一次试产,一年多两年都是可能的,这仅仅是微小的工艺变动而已。
而预估量产日期,那至少是第一次试产比较顺利才能做到的,所以我还是挺好奇没有电池工厂的小米是怎么做到的。
手机锂离子电池工艺制造流程

王浩宇 发表于 2021-12-12 02:17:54

同体积下电池容量提升10%。
也就是说,如果是同样一部手机,在保持手机厚度不变的情况下,就可以提升10%的电池容量。
说实话,挺好的啊。
比如,原来电池容量4500mAh的手机,就可以在不增加厚度的前提下做到5000mAh。
电池容量增加,在其他条件不变的情况下,续航自然也就提升了。
作为一个对手机续航有着太多的执念的人,真心觉得小米这个技术挺好的。
接下来,就看什么时候可以用在量产机型上了。
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