为了满足 120W 大功率充电，小米 10 至尊纪念版采用了全新的蝶式双串电池，电池内部串联两个 2250mAh 电芯，等效 4500mAh。蝶式双电芯串联的结构设计，可以在充电电流不变的情况下，使充电功率提升一倍。
全新设计的蝶式封装方式，比传统并排式的双串电池拥有更小的保护电路，在体积相同的情况下，获得更大的电池容量。而保护电路的背面还添加了相变储热材料，有效缓解充电过程中的电池温升，延长大功率充电的持续时间。
其次，小米 10 至尊纪念版还专门针对电池进行了诸多定制设计，以满足 120W 大功率快充需求。电芯采用低内阻极耳设计，相较传统电池内阻降低 36%，实现更低的充电损耗和更快的充电速度，充电过程中的温度也可降低 4.8℃。其次，小米 10 至尊纪念版在电池正极添加了全新的高导电材料——石墨烯基，导电性能是传统的炭黑材料的 1000 倍，大大提升了电池的充电效率。
电池同主板之间采用更厚更低阻抗的双 FPC 连接，一方面双 FPC 有利于电流的分流通过，避免大功率充电过程中 FPC 连接器过热，分散热源；另一方面，更厚更低阻抗的定制 FPC 也有效减少了充电中的能量损耗，减少发热的同时提升充电效率。
此外，小米 10 至尊纪念版还采用 Battery Sense 电芯电压监测技术，精确探测电芯真实电压，有效避免电池保护电路带来的误差，在充电过程中匹配更精准的充电策略，使得整体充电时间进一步缩短。此外，电芯电压检测配合电芯平衡算法，可以平衡双电芯之间的电压差，避免高电压电芯过充、低电压电芯过放的问题，延长电池使用寿命。
石墨烯是世界上目前已知的最薄、最坚硬、导电性最好的纳米材料。所以使用石墨烯材料，也是电池材料技术进步的主要路径。而此次发布的小米10至尊纪念版，是首款量产石墨烯基快充电池的国产手机。
而此次小米的石墨烯基电池主要是用石墨烯导电剂替代传统的碳黑导电剂，而且采用的是第三代导电剂石墨烯，其导电率是传统炭黑材料的1000倍，可实现高效导电，减少电池内阻，提升电池快充性能。而据《科创板日报》消息，该款手机的石墨烯电池之石墨烯导电剂供应商是天奈科技。
截至目前，石墨烯基电池彻底取代锂电池还存在巨大困难，阻碍这种材料普及的因素很多，可量产性和成本是最主要的原因。而小米此次将石墨烯基电池用于量产手机，无疑将进一步推动国产石墨烯基电池替代的进程。
小米相关负责人表示，这次能够量产石墨烯基快充电池，是小米进行预研发后，与上下游供应商协作的成果。小米与供应商的合作模式是先进行自研，确定方案后委托生产，而非全部依赖供应商研发生产。
据介绍，小米内部有专门的实验室负责相关研发工作，上市以来，相关研发已经取得长足进展。比如，2019年的小米9之前，小米手机一直采用18W快充，小米9推出了27W快充。小米9PRO做出了40W，米10 pro做出了65W，至尊版则做出了120W。
此外，小米还通过产业链上下游的投资，来打造完善的技术生态。仅以今年发布的小米10为例，就涉及三项面向未来风口的产业投资：分别是氮化镓充电器、石墨烯导热膜、WiFi6相关技术。而且值得一提的是，相关投资涉及的几乎都是国内企业。而此次小米10至尊纪念版背后依赖的产业链也是如此。截至目前，小米产业基金已投资了超过 70 家半导体和智能制造的公司。
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