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。
由充電頭網舉辦的2023 USB-C大功率充電寶技術研討會已經于9月15日在充電頭網公眾號以及嗶哩嗶哩平臺進行直播。充電頭網本次邀請數十位知名企業充電寶行業專業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與干貨。推動充電技術的發展，提高用戶體驗，促進行業的進步。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驗分享。
擔任本次演講的嘉賓是海陸通實業公司 總裁助理&研發總監 王冠程先生。
王冠程先生在鋰電池和PACK行業從業18年，6西格瑪黑帶，目前任職海陸通研發總監、品質總監，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工作。工作經驗涵蓋鋰電池、汽車電池組、動力儲能電池組和移動電源。本次演講結合行業移動電源技術升級，多領域經驗交叉借鑒，與大家做深入的技術分享和探討。
本次演講劃分為3個演講內容，第一個是公司介紹，第二個是圍繞電芯的參數指標，第三部分是關于銀天新能源21700電芯設計與制造。
東莞市海陸通實業有限公司，是國內生產通訊數碼類產品的專業制造企業，總建筑面積多達14萬平方米。科技園裝備有數百臺先進的生產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品包括移動電源無線充、充電器、數據線、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，創建于2017年占地面積4萬平方米，是理離子電池專業生產企業。集研發、設計、生產銷售于一體的大型鯉電池生產基地擁有4條高端自動化電池的生產線，具有日產36萬顆電芯的生產能力。產品包括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，可提供電芯到系統的整體解決方案和產品制造。
隨著充電寶技術的發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，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、壽命性能、安全性、溫度表現，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放電產品適用于65W以內的充電寶。1.5C充電和3C放電的4500~5000mAh產品適用于100W以上的高功率充電寶產品上。
大功率充電寶對于溫度的要求，據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，業內通常采用灌膠、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系列電芯溫升數據如上，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定的48°C，放電最大溫升41°C，說明電芯溫升表現優秀，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，傳統的充電寶采用單體或2顆電芯并聯的方案，對于電芯一致性要求不高，但隨著大功率充電寶的出現，需要改為串聯電路的設計，可以有效提升整體的轉換效率，相較于傳統電芯關注的容量、電壓、內容，銀天新能源更加關注動態一致性。電芯一致性控制不好，會出現輸出能量低；單節頻繁過充、過放；壽命差、出現安全隱患的問題。
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段的電壓一致性，進行到300C測試后，接近產品的末期，壓差最大18.3V，表現優秀。21700在不同電壓段和不同循環段的內阻一致性，進行到300C測試后，內阻差僅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的一致性表現非常優秀。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、內阻差3mΩ。
高倍率充電寶要求是高容量，多串聯，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，核心測試數據全面追蹤，進行200+ 特性全面檢測，全流程控制溫度、濕度、時效；質量保障方面擁有完善的質量體系，全面的數據分析，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生短路的風險，改善溫升表現，增加正負極保護功能，每個階段的多樣化測試和驗證，采用高自動化生產和生產檢測，嚴格執行質量體系，提前研判不良風險的產生，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%，循環壽命表現優秀。
銀天新能源21700電芯在設計與制造方面，研發團隊擁有40+人，15+年專業經驗，可以在材料、化工、機械、數據分析等不同方面入手開始研發。擁有50+種研發設備，可以完成材料、開發試制、全性能測試和98%+GB 要求的測試；汽車級研發流程。
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，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。目前，實現80%以上的自動化，信息化的追蹤和分析，總檢測數量可以達到200+。
銀天新能源的品質改進系統有如圖所示的4個開展的，分別是研發質量、供應商質量、制造過程質量、客戶端質量，通過4個角度進行數據的收集與分析、改善。通過對材料標準、產品標準、工藝標準、管理標準的改善，建立完整的改善系統。
目前銀天新能源的21700全系通過 CCC 認證，由廣東質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。
充電頭網總結
隨著大功率充電寶的需求增長，充電寶廠商開始研發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量，甚至廠商的口碑。經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驗分享后，了解高功率充電寶的電芯發展歷程和選擇方向，助力廠商快速設計出優秀的高功率充電寶。
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尤為重要，會直接影響產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優秀，采用的配組標準高，溫升表現和循環壽命表現優秀，且21700全系通過 CCC 認證，助力移動電源廠商快速獲得產品認證和提高用戶體驗感。
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