移動(dòng)設(shè)備鋰離子電池成本(附圖)

鋰聚合物電池在手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦和混合動(dòng)力/電動(dòng)汽車(chē)中無(wú)處不在。我們很少考慮它們，除非涉及到消費(fèi)電子產(chǎn)品，比如智能手表。

今天的智能手表和一些筆記本電腦相同，電池使用時(shí)間不到一天，這讓我想到了電池的問(wèn)題，以及智能手表、手機(jī)和平板電腦是否都有電池。這也激發(fā)了我們的好奇心:我們能否用一個(gè)變量來(lái)預(yù)算電池制造的成本(BoM)?一個(gè)短時(shí)間用途變量可能包括電池的質(zhì)量或充電能力，這兩個(gè)都是非常簡(jiǎn)短的測(cè)量。

在智能手機(jī)中常見(jiàn)的袋式鋰離子電池，是用拆解的iPhone6Plus拍攝的。包含連接到電池的控制電路的長(zhǎng)條已被移除，但可以在圖2中看到。我們注意到這個(gè)電池使用了兩個(gè)Ricoh電池維護(hù)IC和TI鋰離子電池電壓表。

我們的第一個(gè)問(wèn)題是:這款電池有什么特別之處嗎?為了找到答案，我們檢測(cè)了過(guò)去一年中在實(shí)驗(yàn)室中被拆除的幾款智能手機(jī)和平板電腦設(shè)備的電池能量密度(Wh/g)。如圖3所示，許多手機(jī)/智能手機(jī)電池重量不足25克，而平板電腦電池重量超過(guò)70克。

的對(duì)角線代表220Wh/kg，這相當(dāng)于大多數(shù)電池的能量密度，從這些分散但緊密相連的點(diǎn)可以看出，它們使用的是非常類(lèi)似的電池技術(shù)。iPhone6Plus的電池重43克，它的能量密度不是特別明顯，但值得一看，因?yàn)樗翘O(píng)果的。

我們的下一個(gè)重點(diǎn)是電池材料的賬單;為此，我們要更多地了解電池的結(jié)構(gòu)。在下面的圖4中，我們開(kāi)始拆卸iPhone6Plus的鋰離子電池。我們把電池外面的鋁箔剝開(kāi)，露出里面密封電池的聚合物薄膜。再將聚合物膜剝離后，暴露在一套鋁陰極電外層(鋁陰極集電極)，如圖5所示。

LiCoO2是一種復(fù)雜的電池技術(shù)，通常出現(xiàn)在行為設(shè)備中，包括手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦，這解釋了圖3中所示的設(shè)備的能量密度非常相似。下表顯示了一些其他陰極材料。底部三種是電動(dòng)汽車(chē)電池的正極材料，使用鋰錳氧化物(LMO)和鋰鎳錳氧化物(NMC)。

石墨陽(yáng)極和鈷氧化物陰極具有晶格結(jié)構(gòu)，其中鋰離子可以旋轉(zhuǎn)進(jìn)入原子層之間的空位。圖9為電池陰極處氧化鈷層的顯微鏡圖像，而陽(yáng)極處的石墨層結(jié)構(gòu)如圖10所示。

預(yù)算的bom成本手機(jī)鋰離子電池并不是這么短的事情,從前有一些討論有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)電池,但在一個(gè)較小的電池資本預(yù)算支付的權(quán)利,一個(gè)是在2015年,陳指出,資本基礎(chǔ)的形狀(ev)鋰離子電池大約是0.5美元每瓦特小時(shí)(Wh)。

我們經(jīng)常對(duì)智能手表、智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備進(jìn)行拆解和分析，將零件加起來(lái)計(jì)算材料成本。因此，我們通過(guò)減去這些收益來(lái)預(yù)算電池制造成本。

回到我們的第一個(gè)問(wèn)題，材料成本可以用最簡(jiǎn)單的代理變量嗎?我們認(rèn)為答案應(yīng)該是肯定的，從圖11所示的鋰離子電池成本集中狀態(tài)來(lái)看，這應(yīng)該是合理的;電池的成本還包括材料和人工，我們認(rèn)為這部分會(huì)隨著電池的容量而新增。