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从小米的Amperex BM55 Mi 11超智能手机

阿里Khazaeli
阿里Khazaeli

锂离子电池是智能手机的主要电源由于其电极电位高,费用高,有利capacity-to-weight比率(能量密度)。这个市场价值42.4463亿美元,2020年将增长3.34%的复合年增长率2020年到2027年

的一部分TechInsights锂电池基本订阅,我们有机会逆向Amperex BM55电池组中发现小米Mi 11超。小米声称这是第一个基于智能手机使用硅氧阳极电池。

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小米和电池创新

小米和Mi品牌手机电池展示创新的历史。小米Mi 10超(2021年4月发布和异形TechInsights电池必需品订阅)支持120 W有线充电使用Mi涡轮增压技术。一个电池单元,蝴蝶的安排,与两个串联的2250 mAh细胞更快的有线和无线充电。分裂充电流的方法避免了对电池的满载120 W,而每个电池受到60 W。

小米Mi 11超使用传统的电池安排但包括小说细胞化学钴氧化物阴极和石墨/ Si-based阳极Amperex科技有限公司(ATL)。小米索赔第一个智能手机使用第二代纳米硅在身阳极材料时导致十倍容量比传统的石墨阳极细胞。电池是充电到100%在36分钟@67瓦(有线和无线)。

在小米Mi 11超

图1:在小米Mi 11超。

电池的电化学性能和材料特性进行评估使用微分容量(dQ / dV vs V)和电化学阻抗谱。图2显示了一个阴谋的dQ / dV vs V Amperex BM55细胞。这个图表表明,阴极化学是基于锂钴氧化物,在阳极graphite-silicon复合组成。突出的区域(广泛的山峰虚线圆圈所示)在图2与Si合金delithiation相关联。自行车协议下C / 20、电压段与放电电压3.8 V以上的结果只有石墨电极发生lithiation delithiation组件,Si合金仍在lithiated状态。这个图表显示,这个电池的阳极不高纯度硅粒子自Si - delithiation峰值并不显著。

微分容量曲线的Amperex BM55细胞与相应的Si合金delithiation山峰的钻石。

图2:微分容量曲线的Amperex BM55细胞与相应的Si合金delithiation山峰的钻石。

这个观察是在良好的协议与电化学阻抗谱(EIS)分析不同国家的费用(5%、50%和100%)。EIS进行测量的频率范围50 mHz 3千赫通过应用5 mV的正弦信号振幅。测量的奈奎斯特图是绘制在图3所示。每个情节功能两个半圆形high-to-medium频率,后跟一个45◦线在低频区域。实部和虚轴的拦截显示整体欧姆电阻,发现16 mΩ。这个值是相当低的电池快速充电功能。第一个半圆表示电池的固体电解质界面(resi),而第二个半圆代表在阳极和阴极电化学反应,表明电荷转移电阻(RCT)。45◦行对应于锂离子的扩散。在使用石墨中大量的硅,阳极和阴极的时间常数变得不同高收费新鲜细胞的状态。因此,三个半圆图形代表所有的电化学现象。 Thus, in Figure 3, the presence of two semicircles indicates the time constants of the anode and cathode remain close to each other, meaning that the anode is not highly enriched with silicon-based particles.

尼奎斯特图的Amperex BM55州的5%,50%和100%。

图3:奈奎斯特图的Amperex BM55州的5%,50%和100%。

细胞结构,电极的内在结构和分布Si-based粒子的特征通过SEM(扫描电子显微镜)电极截面的图像呈现在我们的报告TechInsights锂电池基本订阅。这份报告还提供了详细的表征电解质、阴极、分离器和最重要的是,硅的氧化态粒子使用x射线光电子能谱(XPS)方法。

总结和未来工作

一个有前途的方法来增加自由(锂离子电池)的能量密度高的应用能力活跃的材料代替石墨阳极。许多替代材料,硅是一个有吸引力的候选人由于其高能量密度的近4200 mAh / g相比只有372 mAh / g graphite-based阳极材料。然而,纯硅的应用会导致短期稳定和低能的保留。一种有前途的方法来应对这些挑战是利用SiOx和Si合金。小米Mi 11超手机受益于电池(Amperex BM55)第二代纳米硅在身阳极材料时。这个电池已经完全从材料特征的观点,SiOx的存在被证实。更多信息在Amperex BM55可以在我们找到电池基本订阅

期待

从BM55我们看到,消费产品制造商正在利用复合Si-anode LIBs和现在释放基于这些化学反应的商业产品。另一个最近的设备感兴趣的是唤起4健身可穿戴。对于这个产品,唤起选择电池技术从尸罗纳米技术公司(加利福尼亚州阿拉米达),发展新型硅材料自由在过去的十年里。尸罗化学能量密度提高17%。结合其他改进,据说缩水33%,而达到5天的产品尺寸电池寿命。Sila-based自由呐喊的电池4将异形TechInsights电池要点报告的一部分TechInsights电池必需品订阅。