就在本周，王者在上海举办了 Magic5 系列见面会，会后非官方正式详解了此前紧接著的「贺兰山电池组」所选用的硅碳负极控制技术，并宣布王者 Magic5 Pro 和 Magic5 至臻版在金融行业中首秀硅碳负极电池组控制技术，电池组耗用电量均达至 5450mAh，机翼宽度也均是 8.77mm。按照王者 CEO 科枫的说法，搭载大耗用电量「贺兰山电池组」的王者 Magic5 Pro 和至臻版都能支持轻度使用一整夜。
事实上，硅碳负极电池组控制技术那时被金融行业探索，Tesla 2020 年发布的 4680 电池组就选用了高镍负极+硅碳负极金属材料，再加上全极耳和洛佐韦组控制技术，非官方声称新电池组能量密度能达至 300Wh/kg。在现阶段锂电组的负极金属材料控制技术发展中，二氧化物金属材料的参与度最高，产业化的希望也最大，尤其是Tesla的 4680 电池组直接推动数十家电池组供应商在二氧化物负极各方面的布局，其中就主要包括硅碳负极和三合一负极。
在这两个各方面，这家手机供应商——小米其实那时就有了试著。早在 2019 年，小米在概念机 MIX Alpha 上选用了硅碳负极电池组，电池组耗用电量达至 4050mAh。而在小米 11 Pro 和 Ultra 上，小米开始选用三合一负极电池组，最新现身的小米真有线 AR 隐形眼镜中，非官方反之亦然也提到了配备「三合一负极电池组」。
但另一各方面，从 2020 年官宣至今，Tesla的 4680 依然还没进入大规模量产交货阶段，二氧化物负极电池组的品牌化应用也经常出现一
从硅到二氧化物，电池组控制技术又向前了「一小步」
过去几年，电池组能量密度的提升主要依靠内部结构上的改良。比如Tesla的拱顶电池组，动力电池的直径愈来愈大，高度愈来愈高，合叶电池组需要的动力电池特征值也随之减少，而空间效率的提升也提升了轻量化的续航力平均速度。类似的还有长安汽车的小刀电池组，也是通过内部结构改良，进一步提升了电池组的能量密度。
但仅仅寄希望于内部结构上改良显然不够，电池组金属材料上的改良也是整个产业的共同方向。除了从固体钙转向固体钙——也就是固体电池组的发展，正负极金属材料反之亦然是重点，而在负极金属材料上，传统的硅负极金属材料更是已经接近了操控性无限大。
图/美国联邦政府在电池过程中，负极的动力电池脱嵌历经内部的氢氟酸，跨过A43EI235E内嵌到负极（通常是硅）；如此一来在放电过程中，负极的动力电池则是脱嵌历经钙、跨过A43EI235E内嵌到负极。正负极金属材料的比耗用电量，又即单位质量的电池组或特异性物质所能释放出的用电量，将在很大程度上影响电池组的能量密度。
现阶段负极金属材料已经有了大量的选择，主要包括钴酸锂、镍钴锰、磷酸铁锂等，但在负极金属材料领域最主流的金属材料多于硅，主要包括仿生硅和天然硅在 2021 年占有了所有负极金属材料销售额的 98%，主要包括二氧化物负极在内的其他负极金属材料，销售额仅有 2%。
如果从操控性角度，硅负极在各各方面都不是最好的，理论比耗用电量多于 340~370mAh/g，之所以能够占有绝对的主流，核心是来源广、价格低、安全好以及工艺成熟，总结起来就是：
量大管饱。
但放在今天，从金融行业到用户，电动汽车对提升电池组能量密度这件事充满了渴求，在硅负极绕不开操控性无限大的背景下，选择更换操控性更高的二氧化物负极金属材料几乎是一种必然的选择。
理论上，二氧化物负极金属材料的比耗用电量可以高达 4200mAh/g，是硅负极理论无限大的近 12 倍，也是现阶段已知比耗用电量最高的电池组负极金属材料。即便是现阶段仅仅小规模应用的硅碳负极和三合一负极金属材料，实际比耗用电量也分别达至了 450mAh/g 和 450~500mAh/g。
4680 电池组，图/Tesla具体到实际应用，最明显的感知就是电池组能量密度的提升。选用硅碳负极的Tesla 4680 电池组能量密度达至了 300Wh/kg，Tesla声称，其能量是 2170 电池组的 5 倍，车辆续航力平均速度也提升了 16%。
电车核心，手机达马藏县？二氧化物负极的「小」问题
理论上，硅基负极电池组应该是一种高寿命电池组，但现阶段小规模应用的硅碳负极电池组循环寿命普遍落在在 500~600 次，大幅低于硅负极电池组基本高于 1000 次的水平。
更大的问题是，手机等 3C 产品对电池组充放电循环寿命的要求一般在 600 次，无人机约为 200 次，但对于汽车来说，国标对动力电池组的循环寿命要求是 1000 次以上。换句话说，现有的二氧化物负极电池组根本达不到国标的上车要求。
ro/至臻版上看到二氧化物负极电池组。
二氧化物负极电池组市场趋势预测，图/贝特瑞但毫无疑问，二氧化物负极金属材料在动力电池组的应用才是最关键的一环，绕开中国电动汽车市场几乎是无法想象的。而二氧化物负极电池组的寿命过低，一个主要的原因在于，二氧化物负极金属材料的充放电膨胀率超过了 300%，硅负极一般只在 12%~15%。过高的膨胀率导致硅颗粒可能破裂并造成电极失效，引起动力电池迅速衰减，影响电池组循环操控性。
在 2020 年的发布现场，马斯克曾经承诺在 2022 年年内解决这些问题并实现品牌化量产。但时至今日，Tesla的 4680 电池组仍然还在小批量生产，多于少量美国市场的 Model Y 配备交货。
尽管Tesla各方面量产受阻，但电池组供应商还在加速布局二氧化物负极，主要包括宁德时代、比克、亿纬锂能、蔚蓝等国内电池组供应商都在推进 4680 项目落地，其中宁德时代麒麟选用预锂三合一代表着硅负极在方型电池组的成功应用，仅 2023 年就有 10Gwh 生产计划。
另一边，Tesla的 4680 电池组依然可能是 2023 年二氧化物负极电池组的出货主力，同时松下、LG 等海外电池组供应商也要在今年开始 4680 电池组的量产。
诚然，二氧化物负极电池组还面临大规模量产和成本的挑战，但最核心的一点就如上文所提，电动汽车急需更高能量密度的电池组，而硅负极在理论上已经无法满足发展的空间，二氧化物负极则是现阶段理论效率最高且距离产业化最近的金属材料。再加上数十家车企和电池组供应商的押注，当下的挑战，二氧化物负极产业来说：
只是黎明前的黑暗。
题图来自王者
网友评论