近兩年來，中國品牌手機迎來電池容量的大爆發，中國品牌手機積極採用的矽碳電池(Silicon-carbon Batteries) 讓電池容量大幅提升至 8000mAh 甚至 10000mAh。無獨有偶，三星新一代旗艦摺疊機(8系列)也首次採用矽碳電池，三星S27系列與Apple新摺疊機也將採用的傳聞更是沸沸騰騰，矽碳電池儼然成為手機鋰電池界的無敵天王! 不過，極客灣在最新手機續航大橫評中，揭露了廠商沒有告訴的秘密，發現整機實際充放電邊界測得可用容量與額定容量有不小落差，引發大眾矽碳電池「鎖容」熱議。
矽碳電池「鎖容」是什麼? 為何手機廠商要鎖容呢? 以下做一解析:

具極高電量與輕薄體積優勢的矽碳電池近兩年深受陸系品牌手機追捧，但日前知名手機評測網紅「極客灣」揭露多數使用矽碳電池的陸系廠商都有「鎖容」現象，讓電池標示的容量看的到但吃不到。矽碳電池「鎖容」的樣態與消失電池容量的謎團的摘要影片與詳細說明如下:

1.矽碳電池「鎖容」是什麼?

極客灣在最新手機續航大橫評中，對28款手機進行拆機測試。其中，一款典型容量10,000mAh的手機，依照整機實際充放電邊界測得可用容量約8568mAh，僅相當於額定容量的87.84%，引發對手機廠商採用矽碳電池被「鎖容」，標稱容量看得到卻用不到的質疑。

圖片來源: 極客灣

「鎖容」是什麼呢?矽碳電池「鎖容」係指手機廠商為了保護矽碳負極電池或是一些理由，在電池系統中刻意預留一部分無法被用戶使用的隱藏容量，造成業者標示電量與實際可用電量存在落差的爭議。

2.手機廠商為何要將矽碳電池鎖容呢?

中國品牌手機廠商將矽碳電池電量鎖容原因眾說紛紜，目前普遍有三大理由，保護矽碳電池、手機低壓供電適配不足、硬體空間與性能的零和博弈:

A.保護矽碳電池過度充放電並延長壽命:

矽材料在電力循環中容易產生的體積膨脹與結構損毀問題，使用壽命往往比傳統石墨負極鋰電池縮短。以三星公告新一代摺疊手機為例，其首度採用矽碳電池的使用壽命就比傳統鋰電池少了40%(詳見”這篇“)。

根據極客灣的分析：「矽在充電時與鋰離子發生合金化反應，體積會大幅膨脹，放電後又會收縮，將會破壞保護膜（SEI 膜）及加速電解液與鋰消耗。充得太滿或放得太空的極限狀態下，材料受到的損耗都相當嚴重。，為了解決大電池嚴重的衰減問題，廠商會在系統調度中設定更保守的充飽電壓上限與關機電壓下限，在電池充放電的兩端留出緩衝區，限制充放電兩端電壓（鎖容）以延緩衰減。由於電池容量做越大（摻矽量越多），壽命問題越難控制，廠商就越需要「鎖定」更多容量。換言之，極客灣認為廠商鎖容的主要原因之一，很可能是為了防止過度充放電並出於保護電池循環壽命。

另外，也有專家指出，電池越接近完全充滿或完全放空，內部材料承受的壓力越大。即使廠商解鎖了低壓區並頻繁取電導致電池的阻抗飆升與不可逆的嚴重衰減; 由於矽碳電池傲人的高容量是部分透過拉高截止電壓榨出來，面對極端高電壓不只必須防鼓包的預留空間，更會在達到一定充電循環次數後被BMI強制降低充電截止電壓來抑制高電壓帶來的加速衰退，避免電池健康度出現「斷崖式下降」。換言之，限制充放電兩端電壓（鎖容）目的是讓「快沒電」代價換取「快沒氣(電池健康度)」。

B.手機低壓裝置及供電架構適配不足，電池無法在更低電壓下繼續工作:

華為終端BG CTO李小龍引用今年2月發布的「電池容量釋放率」科普內容表示，部分手機並非廠商故意限制容量，也可能是整機沒有充分適配矽負極電池的低壓工作特性。
華為李小龍分析：「傳統石墨負極電池在電壓降至3.5V以下後，剩餘容量已較少；矽負極電池在3V以下仍可能保有較多容量。若手機換用矽碳電池後，仍沿用過去針對石墨電池設計的較高關機電壓，低壓容量部分便無法釋放。矽碳電池部分容量不是為了壽命被主動鎖住，而是手機無法在更低電壓下繼續工作。」
華為李小龍：「華為nova 15系列支援低壓裝置適配、分路供電和局部升壓，將整機電壓降低至2.8V，使矽碳電池低壓區間的容量得以繼續釋放。這也說明，容量能否充分利用，不僅取決於電芯，還與整機電源架構和低壓工作能力有關。」

C.硬體空間零和博弈:

矽碳電池是近兩年才開始熱門起來，其工作電壓特性與傳統石墨負極電池有所不同，若要完全滿足矽碳電池低壓供電架構適配性，整個電路架構設計與元件供應都需要全盤更新。尤其，手機內部的螢幕、音訊擴大機、SoC、PMU等裝置對最低工作電壓的要求並不相同，若部分裝置在低電壓下無法穩定運作手機便可能提早關機。
為了解決低壓供電問題，業者只能選擇會較空間的「升壓電路」(華為nova 15系列模式)，就是得更換原本高耗電零件以利能在低電下壓笱延殘喘(小米15 Ultra)，產生硬體空間與性能的零和博弈。硬體空間有限、零件與設計成本考量下，廠商的抉擇就會影響各手機品牌機型的電池鎖容率的差異。

 雖然矽碳負極能提供極高電量與輕薄體積，但低壓衰減、高壓膨脹、硬體空間等物理特性形成的三重緊箍咒讓廠商必須預留更多電池容量來維持穩定。

隨著手機進入大電池時代似乎已是不可逆的趨勢，未來大眾對手機電池容量標示關注點也必須從“裝入多少容量”，轉向“實際開放多少容量”。為避免民眾對矽碳電池標示額定容量與可用容量的爭執，業者未來除典型容量及額定容量外，也須進一步提供整機可用容量、容量釋放率及對應測試條件等具參考價值的產品資訊。
對於手機用戶而言，則須學習忽略mAH典型電池容量標示改關注Wh額定能量、養成避免在10%以下低電壓使用高耗電操作、以及理解部分新一代旗艦機為了加大電池容量而犧牲電池壽命及部分高耗能性能的讓步。