前言

近期充電寶市場受到多重要素利好，市場強勢增長，成為眾多3C配件率先復蘇突圍的品類。目前充電寶新國標開始實施發(fā)證、全球旅游市場復蘇、iPhone切換USB-C口等熱點頻頻，再加上電芯能量密度、放電倍率也獲得突破，充電寶芯片集成度再創(chuàng)新高，充電寶功率從10W提升到了240W，猛增24倍，堪稱性能狂飆。

由充電頭網(wǎng)舉辦的2023 USB-C大功率充電寶技術研討會已經(jīng)于9月15日在充電頭網(wǎng)公眾號以及嗶哩嗶哩平臺進行直播。充電頭網(wǎng)本次邀請數(shù)十位知名企業(yè)充電寶行業(yè)專業(yè)人士為大家答疑解惑，并進行交流討論和分享市場最新動態(tài)與干貨。推動充電技術的發(fā)展，提高用戶體驗，促進行業(yè)的進步。其中東莞市銀天新能源有限公司（簡稱：銀天新能源）受邀出席，帶來了《21700電芯在大功率充電寶上的應用優(yōu)勢》的精彩演講，分享了隨著移動電源倍率不斷提升，空間體積不斷變小，對電芯的應用和要求會越來越嚴格。本次演講主要從產(chǎn)品端設計要求、電芯端的倍率、溫度、壽命等角度對電芯的選擇和使用注意事項做出介紹和經(jīng)驗分享。

擔任本次演講的嘉賓是海陸通實業(yè)公司 總裁助理&研發(fā)總監(jiān) 王冠程先生。

王冠程先生在鋰電池和PACK行業(yè)從業(yè)18年，6西格瑪黑帶，目前任職海陸通研發(fā)總監(jiān)、品質(zhì)總監(jiān)，參與和主導過MOTO、APPLE、華為、DELL等國際知名客戶審核和項目開發(fā)工作。工作經(jīng)驗涵蓋鋰電池、汽車電池組、動力儲能電池組和移動電源。本次演講結合行業(yè)移動電源技術升級，多領域經(jīng)驗交叉借鑒，與大家做深入的技術分享和探討。

本次演講劃分為3個演講內(nèi)容，第一個是公司介紹，第二個是圍繞電芯的參數(shù)指標，第三部分是關于銀天新能源21700電芯設計與制造。

東莞市海陸通實業(yè)有限公司，是國內(nèi)生產(chǎn)通訊數(shù)碼類產(chǎn)品的專業(yè)制造企業(yè)，總建筑面積多達14萬平方米?？萍紙@裝備有數(shù)百臺先進的生產(chǎn)智能制造設備和自動檢測設備以及100多臺注塑設備主要產(chǎn)品包括移動電源無線充、充電器、數(shù)據(jù)線、輕型動力電池和便攜式儲能電源TWS藍牙耳機。

東莞市銀天新能源有限公司，創(chuàng)建于2017年占地面積4萬平方米，是理離子電池專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。集研發(fā)、設計、生產(chǎn)銷售于一體的大型鯉電池生產(chǎn)基地擁有4條高端自動化電池的生產(chǎn)線，具有日產(chǎn)36萬顆電芯的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品包括18650和21700廣泛應用于電動自行車、電動工具、智能家居便攜儲能等，可提供電芯到系統(tǒng)的整體解決方案和產(chǎn)品制造。

隨著充電寶技術的發(fā)展和手機大功率充電的需求，充電寶市場開始往大功率方向靠攏，大功率的充電寶應用場景也在不斷刷新。大功率充電寶的電芯主要圍繞電芯倍率、電芯安全、電芯溫度、電芯標準化、電芯一致性、電芯壽命6個特點進行開發(fā)，電芯的充放倍率基本是1C以上，并且電芯的倍率會最大程度影響電芯的溫度、壽命、安全，電芯倍率的選擇是一個非常重要的技術指標，電芯溫度的指標會直接影響認證和用戶體驗感。電芯可以優(yōu)化充電寶的容量和功率密度，以及便攜性。

30W~140W的充電寶，輸出電壓在20~28V，充電倍率在0.9C~1.5C，放電倍率在1.2C~1.9C，其中100W以上的充電寶支持PD 3.1協(xié)議，充放電倍率都在1.5C或以上，目前200W以上的充電寶，采用專屬的協(xié)議和輸出電壓。不同輸出倍率充電寶對應電芯倍率不同。

倍率性能會影響大功率充電寶的空間表現(xiàn)、壽命性能、安全性、溫度表現(xiàn)，銀天新能源針對大功率充電寶設計了2款21700系列電芯，5000mAh的1C充電，3C放電產(chǎn)品適用于65W以內(nèi)的充電寶。1.5C充電和3C放電的4500~5000mAh產(chǎn)品適用于100W以上的高功率充電寶產(chǎn)品上。

大功率充電寶對于溫度的要求，據(jù)IEC 62368標準，充電寶進行測試時外殼溫度不得高于48°C，PCBA溫度不得高于77°C，GB 35590標準要求測試時外殼溫度不得高于48°C。電芯自身溫度要求，在進行充電時溫度不得高于45°C，放電時不得高于60°C。

為應對以上標準的測試，業(yè)內(nèi)通常采用灌膠、擴大空間、隔熱設計、金屬導熱，灌膠會增加成本，擴大空間會影響用戶體驗，隔熱設計存在安全隱患，金屬導熱會導致某處溫度異常。降低功耗、降低電芯執(zhí)源、降低器件熱源、降低鏈接熱游的核心是降低電芯和器件自身熱源。

銀天新能源的21700系列電芯溫升數(shù)據(jù)如上，在進行1.5C最大充電時，充電平均溫升30.0°C。進行1.4C最大放電時，放電平均溫升41.0°C。充放電的最大溫升都低于標準規(guī)定的48°C，放電最大溫升41°C，說明電芯溫升表現(xiàn)優(yōu)秀，可以給電源IC、電路提供很大設計空間。

以上是100W 5串的高倍率充電寶示意圖，傳統(tǒng)的充電寶采用單體或2顆電芯并聯(lián)的方案，對于電芯一致性要求不高，但隨著大功率充電寶的出現(xiàn)，需要改為串聯(lián)電路的設計，可以有效提升整體的轉換效率，相較于傳統(tǒng)電芯關注的容量、電壓、內(nèi)容，銀天新能源更加關注動態(tài)一致性。電芯一致性控制不好，會出現(xiàn)輸出能量低；單節(jié)頻繁過充、過放；壽命差、出現(xiàn)安全隱患的問題。

銀天新能源 21700系列電芯一致性的保證。21700在不同電壓段和不同循環(huán)段的電壓一致性，進行到300C測試后，接近產(chǎn)品的末期，壓差最大18.3V，表現(xiàn)優(yōu)秀。21700在不同電壓段和不同循環(huán)段的內(nèi)阻一致性，進行到300C測試后，內(nèi)阻差僅0.61mΩ。以上2個指標說明銀天新能源在充電的不同位置以及整個生命周期范圍內(nèi)的一致性表現(xiàn)非常優(yōu)秀。銀天 21700 電芯配組標準采用汽車級要求進行配組，容差30mAh、壓差s5mV、內(nèi)阻差3mΩ。

高倍率充電寶要求是高容量，多串聯(lián)，高倍率，一致性要求高，會帶來的安全風險增加。銀天新能源 21700系列電芯通過一下措施進行安全性保證設計上采用陶瓷隔膜、固容電解質(zhì)涂覆隔膜、電解液中添加特殊類添加劑、CID阻斷設計；測試/驗證上采用樣品測試和驗證、小試測試和驗證、中試測試和驗證；擁有自動化率80%的制造技術，全面實施MES，核心測試數(shù)據(jù)全面追蹤，進行200+ 特性全面檢測，全流程控制溫度、濕度、時效；質(zhì)量保障方面擁有完善的質(zhì)量體系，全面的數(shù)據(jù)分析，6sigma項目改善，完善的售后。

銀天新能源 21700系列電芯主要是通過電池減少被刺穿后產(chǎn)生短路的風險，改善溫升表現(xiàn)，增加正負極保護功能，每個階段的多樣化測試和驗證，采用高自動化生產(chǎn)和生產(chǎn)檢測，嚴格執(zhí)行質(zhì)量體系，提前研判不良風險的產(chǎn)生，提供完善的售后體系。

高功率充電寶就意味著高的價格、高的性能體驗、高的耐用性。銀天新能源 21700系列電芯關于循環(huán)壽命的保證如圖所示，在進行1C充電 400C測試后剩余壽命超過80%，1.5C充電 350C測試后剩余壽命超過80%，循環(huán)壽命表現(xiàn)優(yōu)秀。

銀天新能源21700電芯在設計與制造方面，研發(fā)團隊擁有40+人，15+年專業(yè)經(jīng)驗，可以在材料、化工、機械、數(shù)據(jù)分析等不同方面入手開始研發(fā)。擁有50+種研發(fā)設備，可以完成材料、開發(fā)試制、全性能測試和98%+GB 要求的測試；汽車級研發(fā)流程。

以上是銀天新能源關于電芯方面的測試，核心是關于材料方面的測試。

以上是制造設備的介紹，全封閉的自動投料系統(tǒng)，采用噴涂式涂布機，達到萬轉級別的高速分切機，全自動的卷繞機和裝配線，OCV老化系統(tǒng)。目前，實現(xiàn)80%以上的自動化，信息化的追蹤和分析，總檢測數(shù)量可以達到200+。

銀天新能源的品質(zhì)改進系統(tǒng)有如圖所示的4個開展的，分別是研發(fā)質(zhì)量、供應商質(zhì)量、制造過程質(zhì)量、客戶端質(zhì)量，通過4個角度進行數(shù)據(jù)的收集與分析、改善。通過對材料標準、產(chǎn)品標準、工藝標準、管理標準的改善，建立完整的改善系統(tǒng)。

目前銀天新能源的21700全系通過 CCC 認證，由廣東質(zhì)檢院權威機構承接測試。

以上是東莞市銀天新能源有限公司的《21700電芯在大功率充電寶上的應用優(yōu)勢》的精彩演講。想了解更多資訊可掃上方二維碼進行咨詢。

充電頭網(wǎng)總結

隨著大功率充電寶的需求增長，充電寶廠商開始研發(fā)滿足市場需求的大功率充電包，而充電寶的電芯是最核心的元件之一，一個好的電芯足以影響充電寶的質(zhì)量，甚至廠商的口碑。經(jīng)過銀天新能源關于電芯端的倍率、溫度、壽命等角度的一系列講解和經(jīng)驗分享后，了解高功率充電寶的電芯發(fā)展歷程和選擇方向，助力廠商快速設計出優(yōu)秀的高功率充電寶。

隨著充電寶的充放倍率不斷提升，功率密度和溫升要求也越來越高，而電芯倍率會最大程度影響電芯的溫度、壽命、安全，所以一個電芯的電芯倍率表現(xiàn)尤為重要，會直接影響產(chǎn)品的認證和用戶的體驗感。銀天新能源 21700系列電芯的放電倍率表現(xiàn)優(yōu)秀，采用的配組標準高，溫升表現(xiàn)和循環(huán)壽命表現(xiàn)優(yōu)秀，且21700全系通過 CCC 認證，助力移動電源廠商快速獲得產(chǎn)品認證和提高用戶體驗感。