据相关报道,三星电子正秘密研发一项名为"SUS CAN"(钢铁不锈钢罐)的电池封装技术,该技术预计将在2026年首先被应用于其高端旗舰智能手机。
这项技术革新采用不锈钢材料替换了传统的铝制或软包电池外壳,预计将带来三大显著优势:一是增加电池的容量,二是提高充电的效率,三是增强电池的长期使用寿命,并且能够有效解决电池长期存在的膨胀问题。
多数消费电子设备所使用的锂离子电池普遍采用了铝塑薄膜软包技术,这种封装技术因其轻薄和形状的多样性而受到青睐。但伴随手机性能的增强以及消费者对电池续航和安全性需求的提升,软包电池的不足之处逐渐显现。比如,在电池过充或遭遇外部撞击的情况下,软包电池容易发生膨胀,甚至可能引发起火等安全隐患。
钢壳电池,顾名思义,指的是将电池的芯部包裹在坚固的不锈钢壳体内。这项技术虽非新发明,然而在智能手机这一领域内实现大规模应用却是头一回。它具备以下几个显著的优势:
极致的物理防护和结构稳固性:得益于钢壳的坚固性质,它能够有效抵挡外来的冲击、刺穿和压缩,显著减少了电池因物理损伤导致的短路或热失控的可能性。此外,钢壳还能更有效地控制电池内部化学反应产生的气体膨胀,有效防止电池膨胀,从而延长电池的使用寿命并增强其安全性。
更高的能量密度和续航能力:由于钢壳电池的坚固特性,其内部设计得以更加紧密,从而减少了因安全考虑而不得不舍弃的空间。这直接导致在相同体积内,钢壳电池能够装载更多的活性物质,进而提升能量密度。对于手机而言,这既意味着续航时间的延长,也意味着在续航能力保持不变的前提下,手机可以更加轻薄。
提升安全防护:不仅依赖物理保护措施,部分采用钢制外壳的电池还特别设计了泄压系统,该系统在电池内部压力升至临界点时,能够以可控的形式释放压力,从而有效减少在极端状况下发生爆炸的可能性。
遵循未来法规走向:鉴于欧盟及其他地区对电子产品电池实施的可维修性、可拆卸性等环保法规的积极倡导,采用更高标准化程度的钢壳电池或许更符合这些法规需求,从而为制造商在产品设计中带来更多便利。
尽管三星官方尚未透露具体技术信息,业界观察者却察觉到了其技术发展方向的一些迹象。2024年7月,三星SDI展出了一种使用不锈钢作为集流体的硫化物全固态电池,该电池通过结合创新的银碳复合材料负极和LZO涂层正极技术,成功达到了每升900Wh的超高能量密度,以及高达99.8%的库伦效率。
但钢壳电池要成为手机市场的“标配”,仍面临一些挑战:
成本因素需考虑:采用不锈钢材质以及更为复杂的封装技术,很可能会提升电池的生产成本。鉴于中低端手机市场的利润率本身就不高,过高的电池成本可能成为其普及推广的一大障碍。
钢的密度较铝塑薄膜为高,这一特性使得同等容量的钢壳电池在重量上略有上升。面对市场上消费者对轻薄手机的热切追求,如何在重量与厚度之间实现良好的平衡,成为了厂商必须认真思考的课题。
传统软包电池的形状可依据手机内部错综复杂的空间结构进行个性化设计,然而,钢壳电池的刚性特性在一定程度上对这种设计灵活性造成了制约,从而对手机内部空间的合理运用提出了更为严格的要求。
技术角逐中,电池技术领域的新动向层出不穷,诸如固态电池、半固态电池等新型电池技术正在被积极研发,它们预计将带来更高的能量密度和更优的安全性。这些尖端技术的市场推广,或许会对传统钢壳电池的广泛应用形成挑战。
在接下来的数年,预计钢制外壳的电池将率先在高端智能手机领域得到广泛应用,并由此产生一种新型的差异化竞争优势。至于这种电池是否能够像曾经的锂离子电池那样,彻底革新整个手机行业的电池设计,我们还需耐心观察。