小米揭秘硅负极电池普及受阻三大难题，技术、成本与稳定性挑战

硅负极电池之前未普及的原因在于三大难题的制约，小米回应称，硅材料面临首次效率低、体积膨胀较大以及成本较高等问题，这些问题限制了硅负极电池的广泛应用，随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，硅负极电池有望在电动汽车等领域得到更广泛的应用，小米的回应为我们揭示了硅负极电池普及的障碍和挑战。

10月20日消息，今年小米17发布之后，7000mAh彻底解决了6.3英寸小直屏机型的续航痛点，在相同体积下，电池容量增加了数百毫安时。

这就是因为小米金沙江电池技术的突破，采用了硅负极技术，能量密度达到894Wh/L。

那硅负极这么厉害，为什么一直没普及？是不是有什么技术困难？

小米今天在问答中表示，硅负极确实有个技术难关。

充电时，锂离子从正极脱出嵌入硅负极材料，硅颗粒像吸水的海绵一样膨胀，体积可以增大300%；放电时，锂离子从负极脱出，硅颗粒又收缩回去。这种剧烈的呼吸会导致三个问题：

第一，硅颗粒反复膨胀后会碎裂，碎裂后的硅无法正常工作，电池容量快速衰减。

第二，硅颗粒之间原本有导电通路连接，膨胀收缩会让这些道路断裂，电流传输受阻，手机越用越慢。

第三，电池内部应力不均匀，有的地方紧绷，有的地方松弛，长期下来可能引发安全隐患。

所以过去十年，虽然大家都知道硅好，但真正敢大规模商用的不多。用户可不想买一部手机，半年后电池就废了。

为攻克难点，小米从四个层面给硅材料套上了缰绳。

让硅颗粒长成完美的球形

小米开发了球状硅碳材料，用显微镜观察它就像一颗颗精密打磨的微型球体。球形结构受力均匀，不会在某个点产生应力集中，膨胀时也更优雅。

设计双层结构极片

想象一栋大楼，底层是坚固的钢筋混凝土，顶层是可以晃动的隔震层。地震来了，顶层晃几下没事，底层依然稳如磐石。小米的负极就是这样：下层是纯石墨，提供稳定的地基；上层掺杂硅碳，负责提升容量。硅的膨胀被约束在上层，下层石墨始终保持稳定。

给硅颗粒穿上柔性铠甲

小米在负极中加入了网状粘结剂和碳纳米管。网状粘结剂构建三维网络结构，如同给每个硅颗粒穿上一件柔性铠甲，即使硅膨胀，铠甲也能跟着伸缩。碳纳米管就像密集的高速公路网络，即使某些硅颗粒碎了，导电通路断了，电流也能迅速找到备用路线。

搭建强铜箔地基

传统铜箔在高硅含量下容易变形，小米通过超细晶粒结构优化，让铜箔强度提升75%以上。

通过这套组合拳，小米将硅碳含量提升到16%，负极克容量整体提升25%。配合4.55V高电压钴酸锂正极和优化的电解液，最终实现894Wh/L的能量密度。