探秘移動(dòng)設(shè)備鋰電池的成本(附圖)

　　鋰聚合物電池可說是無所不在，它們出現(xiàn)在手機(jī)、平板電腦、筆記型電腦，以及混合動(dòng)力/電動(dòng)車輛中；我們很少會(huì)想到它們，除非討論到一些消費(fèi)性電子裝置電池壽命似乎不夠長(zhǎng)的問題，例如智慧手表。

　　現(xiàn)在的智慧手表就像某些筆記型電腦，電池續(xù)航力甚至不到一天，這讓我想到電池的問題，以及智慧手表、手機(jī)與平板電腦之間的電池是否有共通性？這也激發(fā)了我們的好奇心是否能以單一變量來估算電池的制造成本(即物料清單成本BoM)？一個(gè)簡(jiǎn)單的代理變量可能包含電池的質(zhì)量或是其充電容量，而兩者都很容易測(cè)量。

　　下圖一是智慧型手機(jī)常見的袋裝型(pouch-type)鋰離子電池，是從拆開的 iPhone 6 Plus手機(jī)所拍攝；與電池連接、內(nèi)含控制電路的軟帶已經(jīng)被移除，不過在圖二可以看到。我們注意到，這顆電池使用了兩顆Ricoh的電池保護(hù)IC，以及TI的鋰離子電池電量計(jì)。

圖一　iPhone 6 Plus的鋰離子電池

圖二　iPhone 6 Plus的鋰離子電池控制電路

　　我們的第一個(gè)問題是這款電池特別嗎？為了尋找答案，我們檢驗(yàn)了過去這一年在實(shí)驗(yàn)室拆解過的數(shù)款智慧型手機(jī)、平板裝置電池能量密度(Wh/g)；而下圖三顯示，許多手機(jī)/智慧型手機(jī)電池的重量不到25公克，而平板裝置電池則多于70公克。

圖三　鋰電池容量

　　圖中的斜直線代表220 Wh/kg，與大多數(shù)電池的能量密度相符，從那些分散卻接近的小點(diǎn)可以看出，那些電池是采用非常類似的電池芯技術(shù)。而iPhone 6 Plus的電池重量為43公克，其能量密度表現(xiàn)并沒有非常顯眼，但既然是Apple的電池就值得觀察。

　　我們的下一個(gè)關(guān)注焦點(diǎn)，是電池的物料清單成本；為了這個(gè)我們得多知道一些電池的結(jié)構(gòu)。下面的圖四就是我們開始拆解iPhone 6 Plus的鋰電池，將電池外面的鋁箔剝開，露出內(nèi)部封住電池芯的聚合物薄膜；進(jìn)一步將該聚合物薄膜剝離之后，就露出了在外面的鋁制陰極集電層(aluminum cathode collector)，如圖五。

圖四　將iPhone 6 Plus電池外殼切開

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