手机电池架构+材料讲解

IFIXIT 2024-09-08 13:07:38

本文分享主要是手机锂电池的相关产品结构,材料的内容信息。

保护板和电芯

主要由电芯和电源管理系列简称保护板组成

目前电芯市场常见厂家:维科,天弋,赣峰,聚信,立方,瑟福,高远,还有部分中小规模厂家不一一列明。

保护板:原装保护板、TI保护板(电量管理芯片是TI德州仪器,即苹果电池使用的)、中国自研发保护板(中颖,智旺统称中国保护板)、单片板(中国生产,没有电量管理芯片),以上四种价格从高到低。

电芯&保护板

一个电池的制作从来料检测,到上线焊接到丝印,出货检测要经历20到30多道复杂的生产工艺。

BMS

以下是电池排线保护板BMS(电源管理系统)详细讲解

保护板主要由电路线底板和芯片组成,底板分为软板(FPC)和硬板(PCB);电池保护板基本是软硬电路板结合,因为芯片要焊接到硬板上面,软板带连接器连到设备上,锂离子电池的芯片主要有管理芯片和充电控制芯片。

保护板区别

以下从这二个主要部件来分析保护板的质量区别。

1. 原装保护板排线:就是苹果原厂的保护板,优点:软板硬板一体形成保护板,电阻低,内耗低,安全性能高,和手机匹配度100%,电量精准不会出现自动关机,电阻比TI保护板,中国自研保护板低一倍左右。比如原装保护板iphoneX 电阻是55欧姆,但是TI保护板或者组装保护板就达到100欧姆左右。

电阻关联到电池的自耗电,电流恒定的情况下,电阻越大,耗电量越大。用原厂保护板+钴酸锂电芯生产出来是最接近原装的电池,唯一缺点价格偏高。

一体排线保护板,没焊接口,芯片全部封胶

同时从iPhone 13开始,原厂保护板的升级为电量管理,充电控制合并为一体芯片了,更加精密度,精细化管理电池。

2. TI保护板排线:名字的来源是这款保护板采用的苹果原厂的电量管理芯片(TI德州仪器)+组装充电控制IC芯片,TI电量管理芯片。优点:和手机数据匹配高,电量精准,但其它充电控制IC非原厂,软硬板组装焊接,有焊点,自耗电要大于原装保护板,保护性能略低于原厂保护板,整体产品稳定性还是不错。

TI电量管理芯片(TI芯片和国产芯片的外观的区别就是TI芯片非常薄)中国产充电控制芯片

3.中国生产保护板排线:比如中颖,智旺等之类 ,中国自我研发的电量管理芯片,优点:价格非常适合,性价比高,质量也相对稳定,性价比高。但是有概率性出现电量不精准的情况,特别ISO系列升级时,由于非原厂芯片,数据同步有概率性出现问题。

非一体排线,软硬板要焊接结合一起。

中国产电量管理芯片(外观可以看出来比较厚)

4. 单片保护板排线:没有电量管理芯片,只有一个充电控制芯片,优点:价格最便宜 ,缺点:电量不精准,存在自动关机,跳电之类问题,自耗电大,安全性能低。

非一体排线,软硬板要焊接结合一起。无电量管理芯片(用料少),只有一个充电控制芯片

产品稳定性,原装保护板〉TI保护板〉中国生产保护板〉单片保护板

电池材料

从电池材料来分,主要讲的电池的正极材料,负极大多使用是石墨并没有太大差别,主要差别在正极材料。手机电池正极主要分类为钴酸锂和三元,还有更差是锰锂电池(价格最低,但是性能太差,不建议使用在手机上面)

钴酸锂电池与三元锂电池

I. 钴酸锂电池与三元锂电池的基本概念

钴酸锂电池是一种锂离子电池,其正极材料为钴酸锂(LiCoO2);而三元锂电池的正极则由三种金属(Ni、Co、Mn)氧化物组成。两种电池都采用锂离子作为电池的传递媒介。

II. 钴酸锂电池与三元锂电池的区别

1.能量密度

钴酸锂电池的能量密度高于三元锂电池,能够提供更长的续航里程。但是钴酸锂电池的价格也更贵。

2. 充电性能

由于钴酸锂电池的电压平稳,充电性能较好,可以较快地实现充电。而三元锂电池则需要更长的充电时间。

3. 寿命和安全性能

三元电池的安全性能和稳定性较高,而钴酸锂电池则具有使用寿命较长、效率较高等优点。但是,钴材料的价格较贵,制造成本较高,而三元电池则由于成分中含有锰,因此价格相对低廉,更适用于普及型市场。

III. 结论

综上所述,钴酸锂电池的能量密度高、充电性能好,特别适用于消费电子和电动汽车等需要高能量密度的领域。而三元锂电池则由于更长的寿命和更好的安全性能,更适合用于电动工具等需要高循环次数和安全性能的领域。

关于手机电芯的一些厂家信息

目前做苹果电芯的厂家众多,比如赣峰,天弋,维科,聚信是行业较知名,还有高远,奥邦,融成,瑟福之类

以上厂家,维科,赣峰为自动线生产,产品标准统一性更高,其它厂家为半自动线生产,产品一致性,统一性相比自动线较差,比如容量,极耳位置,电芯折边,极耳绝缘封口膜,都有很大差距。

以下各厂家优势

1.赣峰,价格中等,但是容量比较保守,相对于其它高容量电芯会少100-300毫安,举例XSMAX赣峰3590毫安,维科3740毫安,聚信3840毫安,但是产品整体稳定反馈良好,产线在广东惠州

2.维科,价格偏高,全自动生产,产品统一性,一致性良好,同时上市公司的质量管理体系标准更高,但是大公司产品更新速度会慢,比如叠片产线目前还在调试中,只有一款XS高容在今年23年8月15号左右产出2万个,因属于首次生产叠片工艺电芯,质量无法确定、市场在验证中,其他型号仅有手工打样,产线在广东东莞

优点:外观好看,容量足,价格高一点

3.天弋,价格偏低,做苹果电芯比较早的厂家,半自动生产线,曾经发生过个别型号批量性质量问题,价格目前比较优势。

优点:价格便宜

4.聚信,价格中等,定位于高容量电芯,开发高容量电芯为主,标容电芯因价格及产量问题,现在很少量产,主要生产的是高容量电芯,同时公司经营灵活性比较高,叠片线是较早上线的厂家,所以在叠片这块有一定的知名度,同时抖音宣传,现在是网红品牌阶段,但是因半自动生产,产品一致性,统一性相比自动生产线较差,极耳的存在公差问题,价格有优势,产线在山东滨州

优点:L形电芯上新速度快,容量高

5.瑟福,是2021年进入苹果电芯市场,同时上线叠片工艺,隶属中国兵器北方特种能源能源集团有限公司,有军工背景,企业实力可以,但是产品是市场验证时间不够长,整体目前质量反馈和聚信不相上下,工艺上会比聚信精致,瑟福目前只生产叠片工艺电芯(叠片工艺 就是 大家所看到的外观L型形状的电芯)

优点:L形电芯质量稳定

6.融诚,6.原先做国产电芯比较多,苹果电芯是近年进入,整体定位是中端产品,对此产品尚未有充足的验证。

优点:价格便宜

7.高远,7.原先是做三元电芯产品的,后期升级做纯钴电池,现在是公牛的合作商

优点:价格便宜

8.奥邦,8.也是近二年开始进入苹果电芯,价格优势 ,容量可能略低,验证不充足。

优点:价格便宜

同时市面还有一些小的半自动生产厂商,可以根据价格需要定制材料和容量,参差不一。

判定一块电池质量,不仅仅只是从材料方面,而是需要结合数据烧录、加工工艺、质量检测、仓储环境等等因素综合判断,深圳好生意贸易有限希望与您共同学习。

关于电池采购上如何选,需要结合当地市场的需要和消费者普通接受的价格进行综合评估要:

01

高端的可以采用原装保护板+维科,聚信之类厂商电芯,

02

性价比高,可以采用TI板或者中颖板+其它厂商的电芯,

03

便宜的可以采有单片保护板+普通电芯,

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