前言

近期充電寶市場(chǎng)受到多重要素利好，市場(chǎng)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)，成為眾多3C配件率先復(fù)蘇突圍的品類。目前充電寶新國(guó)標(biāo)開(kāi)始實(shí)施發(fā)證、全球旅游市場(chǎng)復(fù)蘇、iPhone切換USB-C口等熱點(diǎn)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(shù)研討會(huì)已經(jīng)于9月15日在充電頭網(wǎng)公眾號(hào)以及嗶哩嗶哩平臺(tái)進(jìn)行直播。充電頭網(wǎng)本次邀請(qǐng)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(jìn)行交流討論和分享市場(chǎng)最新動(dòng)態(tài)與干貨。推動(dòng)充電技術(shù)的發(fā)展，提高用戶體驗(yàn)，促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步。其中東莞市銀天新能源有限公司（簡(jiǎn)稱：銀天新能源）受邀出席，帶來(lái)了《21700電芯在大功率充電寶上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)》的精彩演講，分享了隨著移動(dòng)電源倍率不斷提升，空間體積不斷變小，對(duì)電芯的應(yīng)用和要求會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格。本次演講主要從產(chǎn)品端設(shè)計(jì)要求、電芯端的倍率、溫度、壽命等角度對(duì)電芯的選擇和使用注意事項(xiàng)做出介紹和經(jīng)驗(yàn)分享。

擔(dān)任本次演講的嘉賓是海陸通實(shí)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(dǎo)過(guò)MOTO、APPLE、華為、DELL等國(guó)際知名客戶審核和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作。工作經(jīng)驗(yàn)涵蓋鋰電池、汽車電池組、動(dòng)力儲(chǔ)能電池組和移動(dòng)電源。本次演講結(jié)合行業(yè)移動(dòng)電源技術(shù)升級(jí)，多領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)交叉借鑒，與大家做深入的技術(shù)分享和探討。

本次演講劃分為3個(gè)演講內(nèi)容，第一個(gè)是公司介紹，第二個(gè)是圍繞電芯的參數(shù)指標(biāo)，第三部分是關(guān)于銀天新能源21700電芯設(shè)計(jì)與制造。

東莞市海陸通實(shí)業(yè)有限公司，是國(guó)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(dá)14萬(wàn)平方米?？萍紙@裝備有數(shù)百臺(tái)先進(jìn)的生產(chǎn)智能制造設(shè)備和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備以及100多臺(tái)注塑設(shè)備主要產(chǎn)品包括移動(dòng)電源無(wú)線充、充電器、數(shù)據(jù)線、輕型動(dòng)力電池和便攜式儲(chǔ)能電源TWS藍(lán)牙耳機(jī)。

東莞市銀天新能源有限公司，創(chuàng)建于2017年占地面積4萬(wàn)平方米，是理離子電池專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。集研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)銷售于一體的大型鯉電池生產(chǎn)基地?fù)碛?條高端自動(dòng)化電池的生產(chǎn)線，具有日產(chǎn)36萬(wàn)顆電芯的生產(chǎn)能力。產(chǎn)品包括18650和21700廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)工具、智能家居便攜儲(chǔ)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(shù)的發(fā)展和手機(jī)大功率充電的需求，充電寶市場(chǎng)開(kāi)始往大功率方向靠攏，大功率的充電寶應(yīng)用場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)化、電芯一致性、電芯壽命6個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，電芯的充放倍率基本是1C以上，并且電芯的倍率會(huì)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(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)，電芯溫度的指標(biāo)會(huì)直接影響認(rèn)證和用戶體驗(yàn)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(duì)應(yīng)電芯倍率不同。

倍率性能會(huì)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(duì)大功率充電寶設(shè)計(jì)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(duì)于溫度的要求，據(jù)IEC 62368標(biāo)準(zhǔn)，充電寶進(jìn)行測(cè)試時(shí)外殼溫度不得高于48°C，PCBA溫度不得高于77°C，GB 35590標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試時(shí)外殼溫度不得高于48°C。電芯自身溫度要求，在進(jìn)行充電時(shí)溫度不得高于45°C，放電時(shí)不得高于60°C。

為應(yīng)對(duì)以上標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試，業(yè)內(nèi)通常采用灌膠、擴(kuò)大空間、隔熱設(shè)計(jì)、金屬導(dǎo)熱，灌膠會(huì)增加成本，擴(kuò)大空間會(huì)影響用戶體驗(yàn)，隔熱設(shè)計(jì)存在安全隱患，金屬導(dǎo)熱會(huì)導(dǎo)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(jìn)行1.5C最大充電時(shí)，充電平均溫升30.0°C。進(jìn)行1.4C最大放電時(shí)，放電平均溫升41.0°C。充放電的最大溫升都低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的48°C，放電最大溫升41°C，說(shuō)明電芯溫升表現(xiàn)優(yōu)秀，可以給電源IC、電路提供很大設(shè)計(jì)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(duì)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(shè)計(jì)，可以有效提升整體的轉(zhuǎn)換效率，相較于傳統(tǒng)電芯關(guān)注的容量、電壓、內(nèi)容，銀天新能源更加關(guān)注動(dòng)態(tài)一致性。電芯一致性控制不好，會(huì)出現(xiàn)輸出能量低；單節(jié)頻繁過(guò)充、過(guò)放；壽命差、出現(xiàn)安全隱患的問(wèn)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(jìn)行到300C測(cè)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(jìn)行到300C測(cè)試后，內(nèi)阻差僅0.61mΩ。以上2個(gè)指標(biāo)說(shuō)明銀天新能源在充電的不同位置以及整個(gè)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(biāo)準(zhǔn)采用汽車級(jí)要求進(jìn)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(huì)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)增加。銀天新能源 21700系列電芯通過(guò)一下措施進(jìn)行安全性保證設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)；測(cè)試/驗(yàn)證上采用樣品測(cè)試和驗(yàn)證、小試測(cè)試和驗(yàn)證、中試測(cè)試和驗(yàn)證；擁有自動(dòng)化率80%的制造技術(shù)，全面實(shí)施MES，核心測(cè)試數(shù)據(jù)全面追蹤，進(jìn)行200+ 特性全面檢測(cè)，全流程控制溫度、濕度、時(shí)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(xiàng)目改善，完善的售后。

銀天新能源 21700系列電芯主要是通過(guò)電池減少被刺穿后產(chǎn)生短路的風(fēng)險(xiǎn)，改善溫升表現(xiàn)，增加正負(fù)極保護(hù)功能，每個(gè)階段的多樣化測(cè)試和驗(yàn)證，采用高自動(dòng)化生產(chǎn)和生產(chǎn)檢測(cè)，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量體系，提前研判不良風(fēng)險(xiǎn)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(jià)格、高的性能體驗(yàn)、高的耐用性。銀天新能源 21700系列電芯關(guān)于循環(huán)壽命的保證如圖所示，在進(jìn)行1C充電 400C測(cè)試后剩余壽命超過(guò)80%，1.5C充電 350C測(cè)試后剩余壽命超過(guò)80%，循環(huán)壽命表現(xiàn)優(yōu)秀。

銀天新能源21700電芯在設(shè)計(jì)與制造方面，研發(fā)團(tuán)隊(duì)擁有40+人，15+年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，可以在材料、化工、機(jī)械、數(shù)據(jù)分析等不同方面入手開(kāi)始研發(fā)。擁有50+種研發(fā)設(shè)備，可以完成材料、開(kāi)發(fā)試制、全性能測(cè)試和98%+GB 要求的測(cè)試；汽車級(jí)研發(fā)流程。

以上是銀天新能源關(guān)于電芯方面的測(cè)試，核心是關(guān)于材料方面的測(cè)試。

以上是制造設(shè)備的介紹，全封閉的自動(dòng)投料系統(tǒng)，采用噴涂式涂布機(jī)，達(dá)到萬(wàn)轉(zhuǎn)級(jí)別的高速分切機(jī)，全自動(dòng)的卷繞機(jī)和裝配線，OCV老化系統(tǒng)。目前，實(shí)現(xiàn)80%以上的自動(dòng)化，信息化的追蹤和分析，總檢測(cè)數(shù)量可以達(dá)到200+。

銀天新能源的品質(zhì)改進(jìn)系統(tǒng)有如圖所示的4個(gè)開(kāi)展的，分別是研發(fā)質(zhì)量、供應(yīng)商質(zhì)量、制造過(guò)程質(zhì)量、客戶端質(zhì)量，通過(guò)4個(gè)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集與分析、改善。通過(guò)對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工藝標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)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(guò) CCC 認(rèn)證，由廣東質(zhì)檢院權(quán)威機(jī)構(gòu)承接測(cè)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(yīng)用優(yōu)勢(shì)》的精彩演講。想了解更多資訊可掃上方二維碼進(jìn)行咨詢。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

隨著大功率充電寶的需求增長(zhǎng)，充電寶廠商開(kāi)始研發(fā)滿足市場(chǎng)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(gè)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(guò)銀天新能源關(guān)于電芯端的倍率、溫度、壽命等角度的一系列講解和經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)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(lái)越高，而電芯倍率會(huì)最大程度影響電芯的溫度、壽命、安全，所以一個(gè)電芯的電芯倍率表現(xiàn)尤為重要，會(huì)直接影響產(chǎn)品的認(rèn)證和用戶的體驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)高，溫升表現(xiàn)和循環(huán)壽命表現(xiàn)優(yōu)秀，且21700全系通過(guò) CCC 認(rèn)證，助力移動(dòng)電源廠商快速獲得產(chǎn)品認(rèn)證和提高用戶體驗(yàn)感。