手机电池容量迈入“万”时代 续航比拼是否已触天花板？

上图为电池穿刺测试，下图为工作人员演示并讲解电池穿刺测试情况。 严翠/摄

证券时报记者 严翠

手机电池容量“突飞猛进”。

2024年，主流手机电池容量仅为5000mAh（毫安时）左右，如今，10000mAh级电池手机迭出，市场量产最大电池容量已达11000mAh。手机电池容量快速攀升背后，跨越了哪些技术难题？容量竞赛未来还有多大空间？

近日，证券时报记者采访手机电池专家，试图解锁手机电池未来发展路线图。

手机电池容量迈入“万”时代

OPPO近日宣布新机OPPO A7 Pro Max搭载10000mAh级大电池，成为又一家将手机电池容量推向“万级”的手机企业。此前，荣耀、vivo也已推出万毫安级电池手机，另据公开信息，小米、华为也有相关计划，手机电池容量迈入“万”时代。

这一趋势并非厂商单方面推动，而是存在真实的用户需求基础。5G网络、高刷新率屏幕、复杂影像算法等核心应用的普及，显著拉高了手机日常功耗水平。与此同时，外卖骑手、网约车司机、户外作业者等高强度用机群体，对续航能力有刚性要求。

然而，容量增长并非没有代价。最直观的是重量——部分搭载万毫安级以上电池的机型，整机重量已突破250克。这就意味着，在相同体积下，石墨负极所能储存的电量有限，难以满足消费者对手机长续航日益增长的需求。为此，业界选择在传统锂电池负极材料石墨中掺入硅，因为硅的理论容量约为石墨的十倍以上，且资源丰富、成本可控。

“近年来，手机电池负极材料中，掺硅的比例，基本从3个点开始，一直到现在的30个点，所以电池容量在持续增长。从产品出货的统计来看，目前硅碳体系的出货占比大概接近30%，明年预计会到50%以上。”欣旺达电池业务研发总监安建对证券时报记者表示，随着技术的不断进步，未来硅碳负极电池出货占比持续提升至60%或更高。

至于掺硅比例，安建认为，如果材料没有本质进步，比如相应的处理工艺也没有进步，那45%的掺硅比例就是上限。

硅碳负极技术渐趋成熟

硅碳负极电池从实验室走向量产，背后也存在巨大的技术挑战。核心难点在于，硅在吸纳锂离子后会发生剧烈的体积膨胀，幅度可达原始体积的3倍，放电时又急剧收缩，一次完整的充放电循环就是一次剧烈的膨胀与收缩过程。这一问题若不解决，硅碳负极电池反复膨胀收缩，电池寿命、电池容量会大幅缩减。

为解决这一问题，目前手机电池硅碳负极技术路线分为硅氧（SiO_[X]）路线与CVD（气相沉积）路线。硅氧路线依靠物理混合工艺，成本低、产能充足，CVD路线通过硅烷化学反应制备一体化硅碳复合材料，在电池首效、循环寿命上具备显著优势，但生产成本与产能受限，这一路线产品量产比例相对更低。

CVD路线核心原理为：先用碳材料造一个内部全是“纳米小房间”的多孔碳骨架，再将硅以极小的颗粒形态均匀沉积进入每一个“小房间”中。碳骨架本身是优良的电子导体，而孔隙“小房间”则为硅的体积膨胀预留了物理缓冲空间。充电时硅在孔隙内部膨胀，不会撑破整体结构；放电时硅收缩，骨架保持完好。通过这种“预留缓冲空间”的设计，硅负极粉化问题从物理结构层面得到了有效抑制。OPPO A7 Pro Max搭载的10000mAh级大电池采用的就是这一路线，由OPPO与欣旺达联合研发。

安建坦言，CVD路线硅碳负极电池要真正大规模普及，还需要解决产能与成本问题。“硅碳材料价格约为石墨的8倍，但由于其在电芯中的占比较低，最终成品电池成本提升10%—20%。掺硅比例越高，成本越高。同时，这一技术路线的前驱体是树脂等物质，加工工艺复杂，目前仅兰溪致德、天目先导等少数企业实现了规模化量产，且产品优率也没有想象的那么高。”

“目前硅碳负极技术大的方向上已相对成熟，硅添加量也在不断增加，但随着添加量不断提高，电池也会面临更多新的挑战，这就需要从材料、体系、工艺设计上做出持续优化，相信技术完全成熟只是时间问题。”OPPO电池研发负责人田晨对证券时报记者表示。

未来侧重解决大容量副作用

当前搭载上万毫安容量电池的手机多为中低端手机，售价普遍在一两千元。

对此，田晨告诉记者，这跟产品定位有关。高端旗舰机型用户更看重手机综合能力，比如影像、续航、重量、轻薄、设计等多方面能力，所以为了平衡手机其他性能，这类手机一般不会搭载较大容量电池。而一两千元的手机产品用户往往使用频率较高，手机长期处于高温、常亮阶段，功耗较大，同时这类人群换机周期普遍更长，因此他们对手机的容量、寿命、耐高温、耐衰等要求更高，所以企业普遍将最大容量电池下放在这一价位段手机产品。

对于未来手机电池发展趋势，田晨认为，未来电池容量仍将持续增长，但竞争的核心不是粗暴堆参数，而是解决大容量带来的副作用。长远目标是让未来可能突破20000mAh的电池，做到与今天10000mAh电池一样轻、一样耐用。“如果产品既能容量更大，又能兼顾电池寿命、整机重量、安全性、充电，消费者肯定希望容量越大越好，不同容量有不同的使用手机方式，多的时候多用点，少的时候省着用。”田晨透露，OPPO与欣旺达已在合作预研14000mAh、15000mAh电池，明年12000mAh电池有望实现出货。

人工智能（AI）也是影响未来电池容量发展趋势的重要因素。专家普遍认为，未来AI智能体普及，将显著拉高手机日常功耗水平，因此市场对手机电池容量的需求也会持续增长。

值得一提的是，安建认为，硅碳并非手机电池最终形态。“未来的手机电池可能是固态电解质加上一个钢壳的壳体，再加一个叠片结构，其中阳极是纯的锂金属。”

至于手机电池容量越来越大会否冲击充电宝市场，安建认为，电池容量更大客观上会减少对充电宝的需求，但户外旅行或者坐飞机等场景可能影响不大。另外，手机电池比充电宝的性能和质量要好很多，因为它的电池体系以及寿命、温控、安全性等要求更高，对用户未来场景的满足来说，会更具想象力。目前多数大容量电池手机已支持27W反向充电。