高尔夫球车用蓄电池系列

从技术和专利视角看TWS耳机电池

更新时间:2021-05-10 

  扣式电池是主流趋向,占领高端墟市。TWS耳机电池闭键分为扣式和软包两种,扣式电池体积小,适宜TWS耳机的拼装需求;且容量大,以苹果Airpods产物为例,Airpods二代针状软包电池容量为0.093Wh,而Airpods Pro耳机安装的1154扣式电池容量约达0.19Wh。目前苹果最新产物Airpods Pro,B&O的Beoplay E8,三星的GalaxyBuds和Gear IconX,索尼的WF系列,华为的FreeBuds等中高端TWS耳机产物都采用扣式电池行动耳机电池,其电池价格量15-20元/只。相对低价的耳机品牌则偏向于挑选产量充溢,价值较低的软包电池。

  VARTA是扣式电池先行者,邦内企业加快追逐。德邦VARTA是环球最早从事TWS耳机扣式电池的供应商,对苹果、三星等头部企业供货,计算2019年出货约4,000万只。跟着下逛需求发作,VARTA供应仓促,邦内厂商踊跃组织扣式电池墟市,鹏辉能源、紫修电子、亿纬锂能2019年出货计算区分约为1,000万只/3,000万只/1,000万只,仍旧慢慢进入三星、JBL、华为、小米等高端客户配套。

  产能方面,自立电池企业正在踊跃扩产,比方:鹏辉能源估计2020年中将扣电产能晋升至6000万只/年;紫修电子已启动上市谋划,加快组织TWS耳机电池墟市;亿纬锂能布告拟投资12亿元用于年产2亿只TWS耳机电池扩产。

  TWS耳机电池行业的专利壁垒高,行动先行者的VARTA率先组织了众篇焦点专利,正在电极卷绕技艺、封装构造等方面修筑了专利壁垒。邦内电池供应商踊跃研发,正在电极拼装技艺、电池构造安排等方面,修设了自立的焦点技艺,并变成了相应的学问产权。比方,1)鹏辉能源和亿纬锂能从电池封装、外壳构造和极片成立格式上与瓦尔塔专利变成分别化;2)以紫修电子为代外的叠片途径厂商与瓦尔塔采用分别的途径。综上,扣式电池行业的新进入者将面对较高的学问产权壁垒。

  TWS耳机电池制制工艺精细,技艺壁垒高,高良品率实行难度大,电极拼装技艺(分为卷绕和叠片)便是枢纽闭节之一。VARTA、亿纬锂能、鹏辉能源闭键采用卷绕技艺,紫修电子采用叠片技艺。叠片电池极片与电池侧面存正在约1.0mm闲隙,导致径向空间运用率较卷绕构造低15%。跟着叠片技艺订正,正在聚积厚度上晋升,其空间运用率进一步进步。比方,对待1254型号电芯,卷绕电池极片与壳体正负极存正在闲隙,极片宽度仅可至约4.0mm,而叠片电池电芯聚积厚度可达4.8mm以上,叠片技艺通过厚度倾向拓展进而补偿宽度倾向运用率。

  TWS耳机销量增加不足预期,各公司产能开释不足预期,行业角逐加剧导致产物价值低重。

  TWS耳机行业进入高速滋长阶段,策动扣式电池需求晋升。本文从专利和技艺视角,研究TWS耳机电池行业形式和成长趋向,举荐具备技艺积攒、学问产权贮藏、同时踊跃组织扣式电池产能的鹏辉能源,进入大客户供应编制的环球消费锂电池Pack龙头欣旺达,倡导眷注亿纬锂能。

  TWS 耳机电池闭键分为软包和扣式两种。目前 TWS 耳机电池可能分为扣式电池和软包电池两大类,个中扣式电池又分为卷绕和叠片两种,软包电池正在能量密度和样式法例性等方面都弱于扣式电池。目前扣式卷绕电池闭键厂商有:鹏辉能源、亿纬锂能、瓦尔塔; 扣式叠片电池厂商有:紫修电子;软包电池厂商:紫修电子、LG 化学、赣锋电子等。

  扣式电池容量、样式更优,估计改日成为墟市主流。扣式电池电池容量较针式电池高,以苹果 Airpods 产物为例,Airpods 二代耳机(安装针状软包电池)电池容量为 0.093Wh, 而 Airpods PRO 耳机(安装 1154 扣式电池)电池容量约为 0.19Wh,以是正在扩展降噪等效用后,Airpods PRO 耳机续航仍不掉队于前两代产物。其余,正在佩带体验上,因为针式电池样式局部,导致 Airpods 一代与二代存正在“长尾”,佩带成果较差。正在调动扣式电池之后, 耳机团体长度变小,佩带颜面度晋升彰着。

  中高端墟市扣式电池主导,低端趋势软包电池。目前苹果(Airpods PRO),B&O(Beoplay E8),三星(GalaxyBuds、Gear IconX),索尼(WF 系列),华为(FreeBuds)等主导的中高端 TWS 耳机墟市闭键采用扣式电池行动耳机电池,单只价格量 15-20 元不等。而极少价值相对较低的邦产物牌耳机则偏向于挑选产量充溢,价值较低的软包电池。从墟市上热销的 TWS 耳机电池配套相干来看,目前我邦 TWS 扣式电池墟市闭键角逐者有VARTA、重庆紫修、鹏辉能源、亿纬锂能等。

  VARTA 是行业先行者:德邦 Varta 公司是欧洲有名的蓄电池出产商,1887 年其前身Büsche & Müller in Hagen 创立于德邦汉诺威市,至今正在电池范畴已积攒上百年成长史乘。2009 年,Varta 入手研发扣式锂离子电池产物,自 2010 年入手申请了大方联系专利,目前供应苹果、三星、JBL、Bose、SONY 等邦际一线大牌产物。

  邦内企业纷纷组织:鹏辉能源于 2013 年推出用于手机、平板电脑的高能量密度二次锂离子电池产物,并于 2014 年申请了扣式锂离子电池联系专利,目前闭键供应 JBL、疯米等;重庆紫修具有约 15 年锂离子电池行业体味,从 2014 年入手研发扣式锂离子电池,采用独创的叠片式技艺途径,供应华为、小米、信步者(19.810, -0.34, -1.69%)等;亿纬锂能 2013 年入手研发扣式锂离子电池,目前仍旧进入了三星 TWS 耳机电池供应链。

  从配套客户来看,德邦 VARTA 依赖联系范畴的技艺先发上风,对苹果、三星等头部客户供货,然而邦内厂商仍旧入手踊跃打破联系墟市。目前邦内紫修电子、亿纬锂能、鹏辉能源等头部企业仍旧入手配套三星、JBL、华为、小米等邦外里高端客户。

  从产能来看,目前环球扣电企业都加踊跃扩产,鹏辉能源估计 2020 年中将扣电产能晋升至 6000 万只/年(+100%);亿纬锂能拟投资 12 亿元用于年产 2 亿只 TWS 耳机电池扩产,估计产能将于 2022 年之前投放;紫修电子 2019 年出货约 3000 万只,居邦内第一, 估计将于 2020 年启动上市谋划,加快组织 TWS 耳机电池墟市。

  VARTA 是扣式电池技艺领先者,正在学问产权方面提前组织。VARTA 环绕扣式卷绕电池正在环球鸿沟内申请了浩瀚专利,专利本色闭键涉及:(1)壳体封装:未卷边的密封格式。(2)外壳构造:外壳搜罗上下极盖及密封圈,为三组件直筒扣式电池。(3)构造件衔接:VARTA 电池采用阳极与极盖凹槽互锁及极片留白区通过物理热压或焊接格式与极盖直接相连。(4)安静组件:电池外加热保障安装变成过温扞卫。

  电极安装格式自己并不组成专利曲折。电极安装闭键有卷绕和叠片两种格式。电池卷绕工艺是指将电池正极、负极和分开膜以卷绕的格式组合成形,从而尽不妨增大反映面积。德邦 VARTA 正在早期将卷绕技艺获胜应用正在扣式锂离子电池中,实行了技艺的领先。但卷绕技艺自己已有几十年的史乘,正在各种圆柱形、方形锂离子电池出产中平凡利用,属于公示技艺,而不组成专利曲折。

  构造安排组合是技艺焦点,邦内企业已实行打破。从专利角度巡视,扣式电池技艺焦点正在于将卷绕/叠片电芯制制工艺、极片和极盖衔接格式与电池构造安排举办合理组合,从而实行优秀的电池职能以及较好的安静性等。邦内企业闭键针对上述方面规避专利侵权, 通过自立研发正在实在构造安排上变成孤单的专利编制。目前鹏辉能源、亿纬锂能和紫修电子都有相应的扣式锂离子电池构造安排联系专利,实在如下外:

  扣式卷绕电池可从封装格式、外壳构造和极片成立等绕开专利曲折:邦内鹏辉能源和亿纬锂能都采用和 VARTA 相似的卷绕途径,闭键从三个方面绕开专利封闭。(1)电池封装:VARTA 电池采用守旧封装格式,亿纬锂能采用众包边按序衔接的格式,鹏辉能源正在电池下盖上下段之间修树平台,并举办注塑使下盖与密封圈一体化。(2)外壳构造:鹏辉能源采器材有凹陷构造的正极壳避免电池兴起变形,负极壳采用两件套设备,区别于 VARTA 的三件套时势。(3)极片成立格式上:亿纬锂能采用留白折边的工艺,区别于 VARTA 的焊接工艺。

  叠片电池与卷绕电池电芯途径分别。以紫修电子为代外的叠片途径将正负极片与隔阂按序堆叠,与卷绕途径电芯成立格式具有彰着分别。叠片电池的每片正负极片均连有极耳,而卷绕电池仅正在两头衔接极耳。其余,紫修电子正负极片采用了单层活性层涂覆的技艺, 省俭出产资源,同时可低重职业处境污染。

  邦内厂家扣式锂离子电池职能直追 VARTA。目前邦内鹏辉能源、亿纬锂能和紫修电子都已有批量出产的 1254 型号电池产物。从闭键职能参数上来看邦内厂商与环球领先的VARTA 正在 1254 电池产物上仍旧根基挨近,标称容量可抵达或挨近 60mAh 秤谌。

  电池容量闭键取决于空间运用率。扣式锂电池负极片和隔阂需略宽于正极片,以实行较好的包覆,保障电池平常职业。以 Varta 电池为例,其正极片/负极片/隔阂宽度区分为4.0/4.5/6.0mm,正极片窄于其他二者的部门即显示闲隙。从出产经过来看:(1)卷绕电池是将具必然长度的极片和隔阂按序罗列并卷绕,两头衔接极耳,再将极耳衔接壳体举办封装;(2)叠片电池则将正负极极片和隔阂纪律堆叠成柱状电芯,每个极片均连有极耳,正/负极耳衔接为正/负集流体,区分通过铝/铜箔衔接壳体。由此,卷绕电池内部闲隙闭键存正在于上下端,而叠片电池内部闲隙闭键存正在于侧面。

  叠片空间运用率无彰着劣势,改日希望与卷绕电池共享行业增加。叠片电池极片与隔阂按序堆叠后,正极片外侧空出约 1.0mm,导致径向空间运用率约较卷绕构造低 15%,这也是叠片电池被极少见解以为空间运用率低的闭键来由;然而卷绕电芯正负极与壳体间同样存正在闲隙,相较下叠片电池聚积厚度可能更高,达 4.8mm 以上,同比卷绕电池正极极片的 4.0mm 宽 20%。归纳了解下,叠片电池空间运用率比拟卷绕电池无彰着劣势,改日两种途径电池希望共享行业增加。

  TWS 耳机销量增加不足预期,各公司产能开释不足预期,行业角逐加剧导致产物价值低重。

  TWS 耳机行业进入高速滋长阶段,策动扣式电池需求晋升。本文从专利和技艺视角, 研究 TWS 耳机电池行业形式和成长趋向,举荐具备技艺积攒、学问产权贮藏、同时踊跃组织扣式电池产能的鹏辉能源,进入大客户供应编制的环球消费锂电池 Pack 龙头欣旺达, 倡导眷注亿纬锂能。

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