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iPhone 6 Plus锂电池,这款电池特别吗

发表日期:2017-07-08 20:25 点击量:
  一个简单的代理变量可能包含电池的质量或是其充电容量,而两者都很容易测量。智能手机常见的袋装型(pouch-type)锂离子电池,是从拆开的 iPhone 6 Plus手机所拍摄;与电池连接、内含控制电路的软带已经被移除,我们注意到,这颗电池使用了两颗Ricoh的电池保护IC,以及 TI的锂离子电池电量计。
我们的第一个问题是:这款电池特别吗?
  为了寻找答案,我们检验了过去这一年在TechInsights实验室拆解过的数款智能手机、平板电脑电池能量密度(Wh/g);而下图三显示,许多手机/智能手机电池的重量不到25公克,而平板设备电池则多于70公克。 图中的斜直线代表220 Wh/kg,与大多数电池的能量密度相符,从那些分散却接近的小点可以看出,那些电池是采用非常类似的电池芯技术。而iPhone 6 Plus的电池重量为43公克,其能量密度表现并没有非常显眼,但既然是Apple的电池就值得观察。
  通过拆解探寻电池的物料清单成本
  我们的下一个关注焦点,是电池的物料清单成本;为了这个我们得多知道一些电池的结构。下面的图四就是我们开始拆解iPhone 6 Plus的锂电池,将电池外面的铝箔剥开,露出内部封住电池芯的聚合物薄膜;进一步将该聚合物薄膜剥离之后,就露出了在外面的铝制阴极集电层 (aluminum cathode collector),如图五。显微镜下的iPhone 6 Plus锂电池的剖面图
下图六是 iPhone 6 Plus锂电池的剖面图,显示其层状结构。该电池内含11个阴极(cathode),以及10个铝制阳极(anode),集电层是并联的。阳极与阴极的电极,都各自以活性层涂布,然后一个个往上堆栈;分隔层(separator layer)插入在阳极与阴极之间,以避免短路,同时又能让阳极与阴极之间的锂离子相互传递。
  图七显示的则是电池的侧边,阴极集电层被焊在一起,形成电池的阳极端点(anode battery terminal);阳极集电层则以类似的形式被带出封装外部。
  根据TechInsights 的拆解分析,我们知道iPhone 6 Plus的电池是采用氧化锂钴(lithium cobalt oxide,LiCoO2)作为阴极,阳极则是采用石墨(graphite)。
  能通过BOM清单估算电池制造成本吗?
  我们经常拆解分析智能手表、智能手机或是平板、笔记本电脑等设备,并以加总零部件的方式来推算物料清单成本,那些报告通常包括电子组件与人力成本、利润;因此我们藉由减去那些利润,来估算电池制造的成本。
  红色的点状显示电池的物料列表成本约为每瓦小时0.37美元,而且也有一些分散的状况,这是因为电池通常包含不同的搭配电子组件;每瓦小时 0.37美元比前面的电动车锂电池成本略低,但因为手机电池与车用电池采用的技术毕竟不太一样,这并不令人惊讶,而且手机电池相对是比车用电池更成熟的技术。
 蓝色的部分则是我们从Amazon调查的手机锂电池零售价,这部分我们是选择了价格最低产品,因为考虑这些产品应该是制造商与零售商利润最小;锂电池零售价约是我们估计的物料清单成本两倍,这个结果似乎很合理。所以回到我们最前面的问题,物料清单成本能使用最简单的代理变量(proxy)吗?我们认为答案应该是肯定的,从图十一所显示的锂电池成本集中状态,这应该是合理的;电池的成本也包含材料与人工,我们认为这部分也会随着电池的容量大小而递增。锂聚合物电池可说是无所不在,它们出现在手机、平板电脑、笔记本电脑,以及混合动力/电动车辆中;我们很少会想到它们,除非讨论到一些消费性电子设备电池 寿命似乎不够长的问题。现在的智能手表就像某些笔记本电脑,电池续航力甚至不到一天,这让我想到电池的问题,以及智能手表、手机与平板电脑之间的电池是否 有共通性?
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