科技文章 科技新潮 小編分享 深度分析

甚麼是硅碳電池?為何港版同機型手機電池會特別小?

隨時用家對智能手機電量的需求越來越大,不過為甚麼硅碳電池會那麼受歡迎,為何用了它就能有大電池呢?還有一個問題,現時這些超大電池容量的手機大多都只有在中國大陸銷售,就算是同一個機型在香港或海外市場推出時都總會縮小電池容量呢?這篇文章我們就為大家解開硅碳電池之謎。

現時用家對智能手機電量的需求越來越大,加上硅碳電池的發展轉趨成熟,令智能手機的電池容量也可以屢次突破。不過為甚麼硅碳電池會那麼受歡迎,為何用了它就能有大電池呢?還有一個問題,現時這些超大電池容量的手機大多都只有在中國大陸銷售,就算是同一個機型在香港或海外市場推出時都總會縮小電池容量呢?這篇文章我們就為大家解開硅碳電池之謎。

甚麼是硅碳電池

說開硅碳電池那就當然要先跟大家解釋一下。我們常談的硅碳(Silicon-Carbon,台灣稱為「矽碳」)電池其實並不是新型態的電池,而是在鋰離子電池中改良物料。鋰離子電池的原理是鋰離子由負極經過電解層到達正極來釋放電力,而傳統的負極會使用石墨烯作為負極材料,而硅碳電池就是使用硅碳物料取代石墨烯作為負極的材料。

放電時鋰離子在負極(Anode)透過電解層到達正極(Cathode) 以釋放電力
放電時鋰離子在負極 (Anode) 透過電解層到達正極 (Cathode) 以釋放電力

為何選擇硅?

硅(Silicon,台灣稱「矽」)是類金屬,其理論電容量最高可達 4200mAh/g,相比人造石墨的 372mAh/g 有着驚人的提升,所以被認為是電池負極的好材料。但是硅材料的其中一個缺點是在負極充電會膨脹 40 – 400 倍,從而令結構損毀導致循環壽命縮短。所以現時在手機產品使用的電池是使用的是硅碳混合材料,在增加電容量之餘又能增加電池的循環壽命。除了硅碳以外,其實還有其他使用相同概念的硅基(Silicon Based)負極電池,例如小米就曾經推出硅氧負極電池等,不過現時行業主要都使用硅碳這個組合作為材料。

左:硅氧結構  中:硅納米線結構  右:硅碳結構
左:硅氧結構 中:硅納米線結構 右:硅碳結構

現時行業水平

現時智能手機行業主要致力提高硅碳(或硅基)負極電池中的硅含量,以提升電池密度。隨着技術成熟硅碳負極電池的硅含量有所提升,由最初 5% 到 6% – 7% 含硅量,再隨後達到 10% 的含硅量。而最近 HONOR 就在中國大陸推出的 Magic V5 1TB 版本上的電池就使用了宣傳為「青海湖 Ultra 電池」(又名「青海湖刀片電池)、含硅量逾 25% 的硅碳負極電池,兩片分別為 2130mAh 和 3970mAh 的電池實際密度達到 871Wh/L 和 889Wh/L,是現時能量密度最高的智能手機。

HONOR 的青海湖刀片電池,當然封裝不會那麼薄
HONOR 的青海湖刀片電池,當然封裝不會那麼薄

為甚麼香港行貨電池會縮水

講解完硅碳電池是甚麼,之後要說一說為何硅碳電池出海失敗了。中國大陸廠商熱衷於推出撘載硅碳電池的智能手機,但是當手機在海外市場或是香港市場發售時,電池的容量卻有所削減,令人疑惑為何廠商要作出區別對待呢?如果使用同一電池不會更省成本嗎?

國際版手機電池容量最大被削除 25%

根據我們自家的手機規格資料庫資料,找出了香港有售的多部國產手機其實均出現了中國大陸版本的手機電池容量與國際版本的手機不一樣,以今年在港發佈的手機為例,偏向中高階的手機在中國大陸主要是以使用硅碳材料的大容量電池為主,但是「出海」後大多都更改不同的電池組,令電池容量減少量由 3% 起甚至高達 25%。

手機型號
(按發佈時間)
中國大陸版本
電池容量
國際版本
電池容量
相差容量
HONOR Magic7 Pro5850mAh歐洲版:5270mAh
香港版:5850mAh
歐洲版:580mAh (-11.0%)
POCO X7 5GRedmi Note 14 Pro:5500mAh5110mAh390mAh (-7.6%)
POCO X7 Pro 5GRedmi Turbo 4:6550mAh6000mAh550mAh (-9.2%)
Xiaomi 155400mAh5240mAh160mAh (-3.1%)
Xiaomi 15 Ultra6000mAh5410mAh590mAh (-10.9%)
POCO F7 ProRedmi K80:6550mAh6000mAh550mAh (-9.2%)
POCO F7 UltraRedmi K80 Pro:6000mAh5300mAh700mAh (-13.2%)
HONOR 400 / Pro7200mAh歐洲版:5300mAh
香港版:6000mAh
歐洲版:1900mAh (-25.85)
香港版:1200mAh (-22.6%)
POCO F7Redmi Turbo 4 Pro:7550mAh6500mAh1050mAh (-16.2%)

最大原因:全球限制運輸鋰電池產品

在網上可以看到有很多不同的推測,有網民認為是閹割功能,有香港媒體覺得是推行區域產品差異化。但是其實最影響廠商在海外推出手機的主要原因是運輸問題。早在二千年代聯合國旗下危險品運輸專家委員會 (United Nations Sub-Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods) 就制定了《特別條款 188》(Speical Provision 188) 專門限制有關鋰離子電池運輸的條款,有關於條款約束聯合國成員國在無論海陸空運輸鋰離子電池時的規例。而香港法例第 384 章《危險(航空托運)(安全)規例》也指明需要跟隨由國際民航組織編印的「危險品安全空運技術指令」,所以經香港航運的含電池產品也受有關限制。

由 1998 年訂立,限制鋰離子電池運輸的 Special Provision 188
由 1998 年訂立,限制鋰離子電池運輸的 《Special Provision 188》

運輸限制鋰電池能量大小

在《特殊條款 188》中豁免了能量在 20Wh 或以下的單電池以及總計 100Wh 或以下電池組的運輸要求,而 20Wh 以上的單顆電池及 100Wh 以上的電池組就要按照第九類危險品進行申報以及為貨品進行特別包裝,大大增加了運輸成本,面對手機行業的低利潤比例,更換合規的電池能大幅減少「出海」至不同國家的開支,例如小米其中三部手機最新的電池能量均是剛好觸控到 20Wh 的限額,所以可見其影響國際版本手機的電池能量。

手機型號
(按發售時間)
中國大陸版
電池容量
國際版本
電池容量
中國大陸版本
電池能量
國際版本
電池能量
POCO X7 5GRedmi Note 14 Pro:
5500mAh
5110mAh21.51Wh19.99Wh
Xiaomi 15 Ultra6000mAh5410mAh22.86Wh19.97Wh
POCO F7 UltraRedmi K80 Pro:
6000mAh
5300mAh23.16Wh19.99Wh

5000mAh 電池已經 20Wh 的極限

所以現在我們就可以明白為甚麼其他廠商如 Samsung、Apple、Sony 等廠商為何電池容量最多都只是 5000mAh,因為如 Galaxy S25 Ultra、Xperia 1 VI 等 5000mAh 電池實際電池能量已經達到 19.5Wh,已經沒有更多空間可以發揮。以 Sony Xperia 1 VII 為例,反推算 20Wh 的電池按電壓 3.9V 計算容量最多只能為 5128mAh。就算是以行業最低電壓 3.82V 計算最多只有 5236mAh,相比 5000mAh 升幅不大。

手機型號電池容量電池能量
Apple iPhone 16e4005mAh15.56Wh
Apple iPhone 163561mAh13.84Wh
Apple iPhone 16 Plus4674mAh18.11mAh
Apple iPhone 16 Pro4422mAh17.11Wh
Apple iPhone 16 Pro Max4685mAh18.17Wh
Samsung Galaxy S254000mAh15.60Wh
Samsung Galaxy S25+4900mAh19.02Wh
Samsung Galaxy S25 Edge3900mAh15.21Wh
Samsung Galaxy S25 Ultra5000mAh19.40Wh
Sony Xperia 1 VII5000mAh19.50Wh

電池健康安全更重要

另一方面,自歐盟通過新電池法例(EU Regulation 2023/1542)亦間接限制了智能手機電池容量的增長。現時法例規定手機的循環充電次數必須最少達到 800 次,所以特別在歐盟手機的廠商都偏向提高電池的壽命多於加大電池容量。但是以最新的 Samsung Galaxy Z Fold7 為例,雖然僅有 4400mAh,但根據歐盟包裝標籤是達到 2000 次充放電循環後仍保留 80% 容量,明顯比硅碳負極電池一般只能承受約 600 至 800 次循環為多。加上更高容量電池須面對更嚴苛的 CE 安全測試,直接推高認證成本,所以不難相信為何會令廠商望而卻步。

Samsung Galaxy Z Fold7 的電池充放次數可達 2000 次以上
Samsung Galaxy Z Fold7 的電池充放次數可達 2000 次以上

歐盟法例再阻手機輕薄設計

此外,歐盟將於 2027 年強制手機採用可拆卸電池設計,雖然並不用整部手機使用可拆式設計,但電池設計必須容易維修,例如 iPhone 16 系列就採用了大金屬外殼的電池封裝。但此舉無形中增加了智能手機結構的複雜性與設計難度。特別以摺疊手機那麼薄的結構來說,不難,相信為何三星等國際品牌為了平衡合規性及全球統一供應鏈成本,會選擇偏向採用技術成熟、認證難度較低的 5000mAh 以下電池方案,也是令國際大廠的手機為何電池容量會比國產手機小。

iPhone 16 Pro 的電池上應用了全新的金屬外殼保護也是為了更符合可拆卸設計
iPhone 16 Pro 的電池上應用了全新的金屬外殼保護也是為了更符合可拆卸設計

國產廠商無懼高成本?

但是當然世事不是絕對的,也有些廠商例如 OPPO、vivo,他們偏向繼續在海外銷售超過 20Wh 電池的手機。不過 OPPO、vivo 向來特別在海外的售價會偏向更高,加上是由代理商進口,所以能承擔運輸成本也不出奇。

vivo X200 的硅碳電池超過 20Wh,但依舊在海外銷售
vivo X200 的硅碳電池超過 20Wh,但依舊在海外銷售

聰明手機新設計

我們也能看到有部分手機例如 POCO F7 和 POCO F7 Pro 電池容量達到 6500mAh 和 6000mAh,理應就超過 20Wh 的限制,那為何它們又能否在海外市場發售呢?其實就是因為這兩部手機都是使用了雙電池設計,就如上文所說,《特殊條款 188》的 20Wh 規定只限於單粒電池,所以使用雙電池會算作電池組,只要不超過 100Wh(還有單個電池不超過 20Wh)就可以規避相關問題,所以雙電池理應可容納最高 40Wh 的能量,相信在 1000mAh 手機電池來臨前應該能頂住。

POCO F7 Pro 採用的是雙電池組合,令硅碳電池能十金戈大破 5000mAh
POCO F7 Pro 採用的是雙電池組合,令硅碳電池能十金戈大破 5000mAh

所以總結來說,為何國際版的智能手機電量並沒有如中國大陸版本逾 6000mAh 甚至最高有 8300mAh 的手機,就是因為一個字 – 貴。高昂的運輸費用加成在海外產品,無疑會增加產品在海外銷售成本,所以如果是偏向以價錢為先的廠商,相信會作出調整。不過現存產品上把單電池改為雙電池更改電路並不太可行,所以更換同呎吋的電池相信會更實際。而相反對於國際大廠商來說,相信在下一代產品改用雙電池設計會是唯一出路,否則產品在續航的競爭力就會越來越低了。

0 comments on “甚麼是硅碳電池?為何港版同機型手機電池會特別小?

發表留言

Discover more from Daniel 的科技日誌

Subscribe now to keep reading and get access to the full archive.

Continue reading